抗滑桩课程设计

品品岩土工程设计课程设计基础计算土压力计算：含计算数据、计算过程、土压力示意图参数：

土体分层：3地下水埋深：2m单层土参数分层 内聚力C（KPa） 内摩擦角φ（°） 层 10 40 2第二层 60 30 1.8第三层 60 10 1.85静止土压力的计算土层 土的有效重度γKN/m3

深度 分层h

重度γiKN/m3

竖向自重应力δ

静止土压力系

力压强p=Kδ

静止土压力分i i c(Kpa)

0 0c 布图第一层 γ1=ρ1g=20 2 2 20 40 0.36 14.4第二层 8 4 2 8 56 0.50 28第三层 8.5 6 2 8.5 73 0.83 60.59静止土压力：Ea=145.39KPa静止土压力作用点距地基距离：0.54m主动土压力的计算土层 土的有效重度γi

深度(m)

朗肯主动土压力系数Ka=tan2(45°-

内聚力C(Kpa)

主动土压γ

主动土压力分布图zKa-2cKa1/2第一zKa-2cKa1/2第一层2020.2210-0.58-27.83第三层 8.5 6 0.33 60 -50.45-44.84主动土压力： Ea=-152.65KPa主动土压力作用点距离墙底距离：0.56m被动土压力的计算土层 土的有效重度γi

深度(m)

朗肯被动土压力系数Ka=tan2(45°+

内聚力C(Kpa)

被动土压力压强σa=γzKa+2cKa1/2

被动土压力分布图第一层 20 2 4.60 10 226.90第二层 8 4 3.00 60 327.85375.85第三层 8.5 6 1.42 60 222.52246.66被动土压力：Ea=1505.11KPa作用点距离：0.39m滑坡推力计算：含计算数据、计算过程、滑坡推力示意图参数：内聚力：摩擦：°土体密度：2g/cm3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3519.16第三段4235第四段3214.81第五段4520.75滑坡推力的计算1.2.1滑坡体断面图条块单位宽度重力=VnG=2174.40KN1G=635.60KN2G=1458.40KN3G=1824.20KN4G=3611.40KN5、计算传递系数(β -β(β-ψ=0.952ψ=13ψ=1.024ψ=15

n-1 n n从第一个条块开始计算每延米推力=γGnβ-G

nφ-c

Ft n n nF=25.73KN1

n n nn

n-1F=-3710.51KN2F=-6975.62KN3因此作用在桩上的单位宽度的滑坡推力荷载为-6975.62KN实例计算计算题目条件项目项目T(KPa)C（a）上部桩长 1(m)730419内摩擦角 （°）16重度（g/cm3）2616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h(m)2

截面尺寸（am×b）参数参数确定桩的计算宽度、选定地基系数计算宽度矩形桩

B b1pb ——桩的宽度圆形桩B 09(dp

1)d ——桩的直径地基系数查地基系数表可知项目 横向地基系数 m 竖向地基系数 m0参数C(0)2m ——地基系数随深度变化的比例系数n ——随岩土类别而变化的比例常数y ——与岩土类别有关的常数0①K法当 0，C为常数，即CK土和性质相近的半岩质地层。②m法

适用于较完整的硬质岩层，未扰动的硬粘当 n1

， y

时，Cmy

，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α或β及换算深度 αh或βh，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项目项目材料弹性模量 EK 法

CB44EIpCB44EIph1

刚性桩m 法

h

弹性桩5mBpEIh

刚性桩h

弹性桩受荷段内力计算（确定 M、Q）0 0每根桩的水平推力 桩前被动土压力 Ep

TFbn 5n 50 12E h2n250 12cp桩前抗力 P=Ep

2 11 2滑坡推力和桩前抗力的分布

qT1 h1滑面处剪力

qT21 h21Q0TP滑面处弯矩TPh'M0 2锚固段内力计算。根据桩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。弹性桩锚固段内力计算K

x xA

MA

QA y A 1

2 2EJ

3EJ 4 4x

A

MA

QA y A 4

1 2EJ

2

3 M M Q y 4x A4 A A 2EJ A 3 4 2EJ 1 3EJ 2 Q M Q 3A232431y 4x A4 A 4 A3A232431式中： 、1 2

、 、3 4

——K法的影响函数值当桩底为固定端时

M 2

Q x A 2 1 3

A 2 3 3 4 A 2J 42 3J 42 4 2 1 4 1 1 M 4 Q 42 A 1 2 3 4 A 13 3 1A J 42 2J 42当桩底为铰支端时

4 2 1 4 2 1M 4

422 x A 3 4 1 2 A

4 2 A 244 344 1 3 1 4 2 3 1 4 M 242 Q 4 4 1 2 A 3 4 1 2 A 44 244当桩底为自由端时

2 3 1 2 2 3 1 4M 42

Q x A 4 1 3 A 2 3 1 4 A 2J 424 3J 424 3 2 4 3 3 4 M 4 Q 2 A 3 4 1 2 A 2 1 2 A J 424 2J 424m

3 2 3 3 2 4 M Q x x A

AB A C A D y A 1 1 2EJ 1 3EJ 1 x A

AB

MA C

D f A 2

2 2EJ

3

2 M Q M 2EJx A AB A C A Dy A

3 2EJ

3

3 M Q Q 3EJx A AB A C A D式中：

y A 4

4 2EJ 4

3EJ

4x 、 、 My y

、 Q ——锚固段桩身任一截面的位 移（ m）、转角（ ）、弯矩（ N·m）、y剪力（ N）。x 、 、MA A

、Q ——滑动面处桩的位 移（ m）、转 角（ d）、弯 矩（ N·m）、剪 力（ N）；AA 、 B 、 C i i i

D ——随桩的换算深度 h2i2

而异的 m法的影响函数值， E——混凝土的弹性模量 ，（ ）——桩的截面惯性矩， m。当桩底为固定端时 M BC

CB Q B

DBx A 1 2 1 2

A 1 2 1 2A a2EJ ABBA 3EJ ABBA 1 2 1 M1 2 1 2 11 1 21 2 1 M A

CAAC Q1 2 1 1 2 1

DAAD A EJ AB

B

2EJ A

BA 当桩底为铰交端时

1 2 1 2 1 2 1 2M CBBC

Q DBBDx A 1 3 1 3

A 1 3 1 3A 2EJ BAAB 3EJ BAAB 1 3 1 3 1 3 1 3 M ACCA Q ADDA A1 3 1 3 A 1 3 1 3A J BAAB 2J BAAB 当桩底为自由端时

1 3 1 3 1 3 1 3M BC C

Q BBBD x A 3 4 3 4

A 3 4 4 3 A 2EJ ABBA 2EJ ABBA 3 4 3 4 3 4 3 4 M CAA

Q DAAD A3 4 3 4

A 3 4 3 4A J ABBA 2J ABAB 3 4 3 4 3 4 4 32.6.6.2刚性桩锚固段内力计算 a） 未知参数 y0

和转角 Bmh34M h6Qy p

0 0 00 2B

mh2p

3M 2Qh0 012h0 0Bmh418wcab） y深处的侧向位移c) y深处的弹性抗力

p 0xyy0 yy 0滑动面以下 y深度处的桩截面的弯矩和剪力1QQ B2y 0M M

6 PQ1

0yy 0

12 p 0剪力图弯矩图地基强度校核地基横向承载力 4cos

H1 1

anc2侧向应力

4cos

H1 1

anc2

容许侧向应力竖向地基承载力验算PcNqN 1bNN 、 Nc q

u c q 2 N、 太沙基地基承载力系数N地基容许承载力K系数，取 桩的应力

PuKGvgF桩底面面积

GF试算过程第一次试算：计算题目条件项目 滑坡推力T(KPa)

内聚力 C（a）

内摩擦角 （°）

重度 （m）

桩长 h1(m)参数 14700 19 26 20 33桩的位置、平面布置、桩间距、桩位的设计桩位：滑坡体前缘桩型、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h(m)2

截面尺寸（am×b）参数 矩形柱 33 11 2×2确定桩的计算宽度、选定地基系数计算宽度B 3（）p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 C

=2000y判断桩的性质项目 材料 弹性模量参数 C30混凝土 3×107桩的变形系数“m法”200035310720003531071.33h

刚性桩受荷段内力计算（确定MQ）0 0每根桩的水平推力

T

（KN）桩前被动土压力Ep1 2 2 0 0Ep202n 53

n503012438.47（）桩前抗力PE=12438.47（KN）p滑坡推力和桩前抗力的分布14700q （KN/m）1 q565.391

（KN/m）滑面处剪力

Q02261.53(KN)滑面处弯矩

MM0

(KN.m)刚性桩锚固段内力计算a 未知参数y0

和转角y7710

(m)053 yy

408053y 81726y

10602滑动面以下yQ 10603111.3022261.53yM 265437.1032261.5324876.83y剪力图弯矩图地基强度校核

8172610602390293441距离滑面深度δ[σ]00934.4117112.6973.43212105.21012.45314977.81051.47415730.41090.495143631129.51610875.61168.5375268.21207.558-2459.21246.57912306.61285.5910-242741324.611138361.41363.63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（KPa）

内摩擦角 （°）

重度（

桩长h1(m)参数 14700 19 26 20 33桩的位置、平面布置、桩间距、桩位的设计桩位：滑坡体前缘桩型、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h(m)2

截面尺寸（am×bm）参数 矩形柱 33 11 3×4确定桩的计算宽度、选定地基系数计算宽度地基系数查地基系数表可知

B 4（m）p项目项目参数竖向地基系数 m04000横向地基系数 m3000采用 m法计算地基系数 C

=2000y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”200035310720003531071.33h

刚性桩受荷段内力计算（确定 M、Q）0 0每根桩的水平推力

T

3

（）桩前被动土压力 Ep 2 2 0 0E 02n 53 p 2

n503012438.47（）桩前抗力 P=3E （N）p滑坡推力和桩前抗力的分布44100q 4（）1 q1696.161

（）滑面处剪力

Q06784.59(KN)滑面处弯矩

MM0

(KN.m)刚性桩锚固段内力计算未知参数y 和转角0

y7740

(m)002 y深处的弹性抗力 46440602y滑动面以下yQ 8039288y

2678459M 2043096y

36784597463049剪力图弯矩图地基强度校核地基横向承载力 464406024339103961距离滑面深度δ[σ]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 第三次试算：计算题目条件

条件，不满足项目 滑坡推力T(KPa)

内聚力 （a）

内摩擦角 （°）

重度 （

上部桩长h1参数 7304 19 16 26 16桩的位置、平面布置、桩间距、桩位的设计桩位：滑坡体前缘桩型、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h(m)2

截面尺寸（am×b）参数 矩形柱 24 8 2×3确定桩的计算宽度、选定地基系数计算宽度B 213（）p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 C判断桩的性质

=3000y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”30003531073000353