抗滑桩课程设计

1、岩土工程设计课程设计1基础计算1.1土压力计算：含计算数据、计算过程、土压力示意图参数：1) 土体分层：3层2) 计算深度：6m3) 地下水埋深：2m4) 单层厚度：2m5) 单层土参数分层内聚力C（KPa）内摩擦角（°）土体密度（g/cm3）第一层10402第二层60301.8第三层60101.85静止土压力的计算土层土的有效重度 i KN/m3深度分层厚hi重度i KN/m3 竖向自重应力c(Kpa)静止土压力系数侧向压力压强p0=K0c (Kpa)静止土压力分布图第一层1=1g=202220400.3614.4第二层8428560.5028第三层8.5628.5730.8360

2、.59静止土压力： Ea=145.39KPa静止土压力作用点距地基距离：0.54m1.1.2主动土压力的计算土层土的有效重度 i KN/m3深度(m)朗肯主动土压力系数Ka=tan2(45°-/2)内聚力C(Kpa)主动土压力压强a=zKa-2cKa1/2主动土压力分布图第一层2020.2210-0.58第二层840.0760-28.95-27.83第三层8.560.3360-50.45-44.84主动土压力： Ea=-152.65 KPa主动土压力作用点距离墙底距离：0.56m1.1.3被动土压力的计算土层土的有效重度 i KN/m3深度(m)朗肯被动土压力系数Ka=tan2(45

3、°+/2)内聚力C(Kpa)被动土压力压强a=zKa+2cKa1/2被动土压力分布图第一层2024.6010226.90第二层843.0060327.85375.85第三层8.561.4260222.52246.66被动土压力：Ea=1505.11 KPa作用点距离：0.39m1.1 滑坡推力计算：含计算数据、计算过程、滑坡推力示意图参数：1) 内聚力：100KPa2) 内摩擦力：10°3) 土体密度：2g/cm34) 滑坡数角度（°）长度 m第一滑面5045第二滑面4050第三滑面9.3405) 地表参数角度（°）长度 m第一段3015第二段3519.

4、16第三段4235第四段3214.81第五段4520.751.2滑坡推力的计算滑坡体断面图1.1.2条块单位宽度重力Gn=VnG1=2174.40 KNG2=635.60KNG3=1458.40KNG4=1824.20KNG5=3611.40KN1.1.3、计算传递系数由公式=cos(n-1-n)-sin(n-1-n)tann2=0.953=14=1.025=11.1.4从第一个条块开始计算每延米推力由公式Fn=tGnsinn-Gnconntann-cnln+Fn-1F1=25.73KNF2=-3710.51KNF3=-6975.62KN因此作用在桩上的单位宽度的滑坡推力荷载为-6975.62

5、KN2 实例计算2.1 计算题目条件项目滑坡推力T(KPa)内聚力C（KPa）内摩擦角 （°）重度 （g/cm3）上部桩长h1 (m)参数7304191626162.2 计算流程：含计算步骤、每一步骤的计算公式桩的位置、平面布置、桩间距、桩位的设计桩型、桩长、锚固深度、截面尺寸的设计项目桩型桩长H（m）锚固深度h2(m)截面尺寸（am×bm）参数确定桩的计算宽度、选定地基系数计算宽度矩形桩 桩的宽度圆形桩 桩的直径2.2.3.2地基系数查地基系数表可知项目横向地基系数m0竖向地基系数m参数 地基系数随深度变化的比例系数 随岩土类别而变化的比例常数 与岩土类别有关的常数K法当

6、n=0，C为常数，即 适用于较完整的硬质岩层，未扰动的硬粘土和性质相近的半岩质地层。m法当 ， 时， ，C值呈三角形变化规律，适用于一般硬塑至半坚硬的沙粘土、碎石类土或风化破碎呈土状的软质页岩以及密度随深度增加的地层。参考：表5-1、表5-2计算桩的变形系数或及换算深度h或h，来判断按弹性桩 或刚性桩来计算选择混凝土型号，查混凝土结构设计规范(GB50010-2002),取弹性模量E项目材料弹性模量E参数a) 法 刚性桩 弹性桩b) 法 刚性桩 弹性桩受荷段内力计算（确定M0、Q0）每根桩的水平推力T桩前被动土压力桩前抗力P=滑坡推力和桩前抗力的分布 滑面处剪力滑面处弯矩锚固段内力计算。根据桩

7、底的边界条件采用相应的计算公式求算滑面处的水平位移和转角及其下若干点（刚性桩一般每深1m取一点，弹性桩0.2m）的侧向弹性力、截面剪力，弯矩等，同时求出最大剪力及其位置，最大弯矩及其位置。2.2.6.1 弹性桩锚固段内力计算a)K法式中： 、 、 、 K法的影响函数值当桩底为固定端时当桩底为铰支端时当桩底为自由端时b)m法式中： 、 、 、 锚固段桩身任一截面的位移（m）、转角（rad）、弯矩（kN·m）、剪力（kN）。 、 、 、滑动面处桩的位移（m）、转角（rad）、弯矩（kN·m）、剪力（kN）； 、 、 、 随桩的换算深度 而异的m法的影响函数值，E混凝土的弹性模量

8、，（kN/m2）；J桩的截面惯性矩，m4。a) 当桩底为固定端时b) 当桩底为铰交端时c) 当桩底为自由端时刚性桩锚固段内力计算a）未知参数 和转角 b） 深处的侧向位移 c) 深处的弹性抗力 d）滑动面以下y深度处的桩截面的弯矩和剪力 e）剪力图弯矩图地基强度校核地基横向承载力侧向应力 容许侧向应力.2竖向地基承载力验算 、 、 太沙基地基承载力系数地基容许承载力K 系数，取2桩的应力F 桩底面面积 2.3 试算过程2.3.1第一次试算： 计算题目条件项目滑坡推力T(KPa)内聚力C（KPa）内摩擦角 （°）重度 （g/cm3）桩长h1 (m)参数14700192620332.3.

9、1.1桩的位置、平面布置、桩间距、桩位的设计桩位：滑坡体前缘2.3.1.2桩型、桩长、锚固深度、截面尺寸的设计项目桩型桩长H（m）锚固深度h2(m)截面尺寸（am×bm）参数矩形柱33112×22.3.1.3确定桩的计算宽度、选定地基系数计算宽度（m）地基系数查地基系数表可知项目竖向地基系数m0横向地基系数m参数40002000采用m法计算地基系数 =2000y2.3.1.4判断桩的性质项目材料弹性模量E参数C30混凝土3×107桩的变形系数“m法” 刚性桩2.3.1.5受荷段内力计算（确定M0、Q0）每根桩的水平推力T（KN）桩前被动土压力（KN）桩前抗力P=1

10、2438.47（KN）滑坡推力和桩前抗力的分布 （KN/m）（KN/m）滑面处剪力(KN)滑面处弯矩(KN.m)2.3.1.6刚性桩锚固段内力计算a) 未知参数 和转角 (m) (rad)b) 深处的侧向位移 c) 深处的弹性抗力 d) 滑动面以下y深度处的桩截面的弯矩和剪力 e) 剪力图弯矩图2.3.1.7地基强度校核a) 地基横向承载力距离滑面深度00934.4117112.6973.43212105.21012.45314977.81051.47415730.41090.495143631129.51610875.61168.5375268.21207.558-2459.21246.57

11、912306.61285.5910-242741324.611138361.41363.63存在不满足 条件，不满足b) 7.2错误原因分析：计算单桩承受的水平推力没有考虑桩间距，同时桩截面太小。现更改桩截面尺寸为3×4同时，更改计算方式第二次试算： 计算题目条件项目滑坡推力T(KPa)内聚力C（KPa）内摩擦角 （°）重度 （g/cm3）桩长h1 (m)参数1470019262033.1桩的位置、平面布置、桩间距、桩位的设计桩位：滑坡体前缘2.3.2.2桩型、桩长、锚固深度、截面尺寸的设计项目桩型桩长H（m）锚固深度h2(m)截面尺寸（am×bm）参数矩形柱33

12、113×42.3.2.3确定桩的计算宽度、选定地基系数计算宽度（m）地基系数查地基系数表可知项目竖向地基系数m0横向地基系数m参数40003000采用m法计算地基系数 =2000y2.3.2.4判断桩的性质项目材料弹性模量E参数C30混凝土3×107桩的变形系数“m法” 刚性桩2.3.2.5受荷段内力计算（确定M0、Q0）每根桩的水平推力T（KN）桩前被动土压力（KN）桩前抗力P=37315.41（KN）滑坡推力和桩前抗力的分布 （KN/m）（KN/m）滑面处剪力(KN)滑面处弯矩(KN.m)2.3.2.6刚性桩锚固段内力计算a) 未知参数 和转角 (m) (rad)b)

13、深处的弹性抗力 c) 滑动面以下y深度处的桩截面的弯矩和剪力 d) 剪力图弯矩图2.3.2.7地基强度校核a) 地基横向承载力距离滑面深度001039.611404.410832688.81126.393853.21169.784897.61213.1758221256.566626.41299.957310.81343.348-124.81386.739-680.41430.1210-13561473.5111-2151.61516.9存在不满足 条件，不满足第三次试算： 计算题目条件项目滑坡推力T(KPa)内聚力C（KPa）内摩擦角 （°）重度 （g/cm3）上部桩长h1 (m)

14、参数730419162616.1桩的位置、平面布置、桩间距、桩位的设计桩位：滑坡体前缘.2桩型、桩长、锚固深度、截面尺寸的设计项目桩型桩长H（m）锚固深度h2(m)截面尺寸（am×bm）参数矩形柱2482×32.3.3.3确定桩的计算宽度、选定地基系数计算宽度（m）地基系数查地基系数表可知项目竖向地基系数m0横向地基系数m参数40003000采用m法计算地基系数 =3000y2.3.3.4判断桩的性质项目材料弹性模量E参数C30混凝土3×107桩的变形系数“m法” 刚性桩2.3.3.5受荷段内力计算（确定M0、Q0）每根桩的水平推力T（KN）桩前被动土压力（KN）桩前抗力P=11808.29（KN）滑坡推力和桩前抗力的分布 （KN/m）（KN/m）滑面处剪力(KN)滑面处弯矩(KN.m)2.3.3.6刚性桩锚固段内力计算a) 未知参数 和转角 (m) (rad)b) 深处的弹性抗力 c) 滑动面以下y深度处的桩截面的弯矩和剪力 d) 剪力图弯矩图2.3.3.7地基强度校核a) 地基横向承载力距离