桩基托梁挡土墙结构托梁内力的合理计算
浅议桩基托梁挡土墙结构的设计与应用
浅议桩基托梁挡土墙结构的设计与应用作者：黄古诚余鹏何莉赵鹏来源：《科技资讯》2015年第14期摘要：该文从桩基托梁挡土墙结构的特性出发，探讨了该结构的设计理论，并对托梁、桩基的设计计算方法进行了分析，并提出了具体的设计思路及方法建议。
关键词：桩基挡土墙设计应用中图分类号：TU75 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0086-03支挡结构是支撑填土体、山坡土体防止土体失稳变形的一种常用的结构措施。
经过多年的工程实践和理论研究，一些新型的结构类型如桩板墙、悬（扶）壁式挡墙、加筋土挡墙等都得到了大量的应用。
但是，重力式支挡结构由于其施工工艺简单、取材方便、标准化设计程度高等优势，在公路、铁路、工民建工程建设中仍是应用范围最为广泛的支挡结构形式。
尤其是重力式挡墙改进形式的衡重式挡墙，其特殊的结构形式使得其能采用较陡的面墙坡率，特别适用于地形陡峭的山区。
在实际应用中，重力式挡墙、衡重式挡墙对地基的要求较高，在地基持力层埋置深度较大的地区，提出了在挡墙下部设置桩基托梁结构体系解决挡墙的承载力不足的问题。
该文将从桩基托梁挡土墙结构体系的荷载受力分析出发，结合实际工程应用情况，对该结构的设计和应用提出个人的观点和建议。
1 桩基托梁挡土墙的一般结构形式桩基托梁挡土墙结构体系由挡土墙、托梁和桩基构成。
挡土墙所承担的土压力及其他荷载、自重等通过托梁传递至桩基，如图1。
桩基托梁挡土墙体系中一般情况下采用衡重式作为上部挡墙结构，其受力情况与一般路段的所应用的衡重式挡土墙没有区别，都是利用自身的重力来维持稳定，并通过衡重台的设置增强挡墙的抗倾覆、减小基底偏心的能力。
托梁作为连接挡墙和桩基的结构，其作用于一般的桩基承台类似，但由于其上连接的是以承担横向的土压力为主的挡墙，所以挡墙托梁较一般的桥梁、房屋桩基承台相比所承担的横向弯矩、剪力大，且一般为条形布置。
桩基为体系的主要基础结构，在一般情况下，其作用与其他结构物的桩基无二。
考虑桩-梁协调作用的桩基托梁计算理论分析
１ 概 述
桩基 托梁 结构作 为重 力式挡 土墙 和桩 基础 的组 合
地 段 ， 到 收坡 的作 用 ， 而 有效减 小路 堤填方 边坡 高 起 从
度， 节省 投 资 。铁 路部 门在 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 就 开始 采
用桩 基托 梁挡 土墙 ， 期 的 宝成 二 线 、 成 铁 路 ， 后 达 以及 目前 正在 修建 的长 昆 、 云桂 、 广等 高速铁 路上 均广 泛 贵
中图 分 类 号 ： ２３ １ Ｕ １． 文献标识码 ： Ａ
Ｔ ｅ ｒ ｔ ａ ａ ｙ ｉ ｏ ｌｕ ａ ｉｎ ｏ ｉ ｏ ｎ ａ ｉ ｎ Ｊ ｉｔｏ ｎ ｉ ｅ ａ ｉｎ ｈ ｏ ｅｉ ｌＡｎ ｌｓｓ ｆＣａ ｃ ｌ ｔ ｆＰ ｌ Ｆ ｕ ｄ ｔ ｏｓ ｎ Ｃｏ ｓ ｒ ｔ ｃ ｏ ｅ ｏ ｄ ｏ
桩基 托 梁结 构作 为 挡 土墙 和 桩 基 础 的组 合 形 式 ， 受 力情 况复 杂 ， 目前 的设 计 中 ， 墙 与 托梁 非 固结 ， 挡 故
将 挡墙 与下 部托 梁 、 固桩 分开计 算 ， 文 主要讨 论下 锚 本
为对 称结 构 ， 计 荷 载 一 般 为正 对 称 力 ， 一 般 桩 设 故 基 托梁 的 内力 和位 移 是 正对 称 的。 因此 内力计 算 ， 分
（） ３ 计算 图 ２所 示 的 超 静 定 结 构 内力 ， 以采 用 可
（ ） 照 简 支 梁 计 算 ｂ 按
位移 法 、 值分析 方法 等 ； 数 （） ４ 计算 桩所 承受 的弯矩 ； （） ５ 将 代入 抗 滑 桩计 算程 序 中计 算桩 身弯 矩 ，
即可得到 在此 弯矩作 用下 的桩 身反弯 点位 置 Ｈ ； （） ６ 比较 日和 ， 如果 两者差别 大 于 １ｍ， 则用 日 。 代替 重复 步骤 （ ）～（ ） ２ ６。
吕临支线碛口站桩基托梁挡土墙设计
吕临支线碛口站桩基托梁挡土墙设计摘要：桩基托梁是挡土墙与桩的组合形式，通过桩基，解决承载力不足的矛盾，扩大了重力式挡墙的适用范围。
选择相应的计算模型，对托梁、锚固桩进行受力计算，从而对桩基托梁挡土墙进行结构设计。
关键词：桩基托梁挡土墙结构设计内力荷载Abstract: pile Joist combination in the form of retaining walls and piles, pile, to solve the problem of insufficient bearing capacity to expand Gravity Retaining the scope. Select the appropriate calculation model, joists, Anchor Pile force calculation, structural design pile Joist retaining walls.Keywords: pile Joist retaining wall structure design of the internal force load1．引言桩基托梁挡土墙是一种利用托梁连接桩基于挡土墙形成的新型支挡结构，主要工作原理是将挡土墙传来的荷载通过托梁传递给桩基，再由桩通过桩周围土的摩阻力及桩端反力把荷载传递到土层中去，托梁将桩连成一个整体共同承担荷载。
主要用于河岸冲刷严重、稳定性较差的陡坡覆盖土、陡坡岩堆、基岩埋藏较深、紧邻既有建筑物地段。
2．工程概况工程所经路段表层为新黄土，浅黄色，坚硬，湿陷系数δs＝0.016～0.022，为I级非自重湿陷场地。
其下为砂泥岩互层，全风化～弱风化，层状构造，节理裂隙发育，全风化岩体呈碎屑状，强风化、弱风化岩体较完整。
为避免占压既有房屋，需采取措施收坡，而普通重力式挡墙，地基承载力无法满足要求，故考虑于坡脚处设桩基托梁挡土墙。
桩基托梁挡土墙结构托梁内力的合理计算
桩基托梁挡土墙结构托梁内力的合理计算下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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桩基托梁挡墙完整计算书
纳黔高速公路K58+412.3-K58+465左侧桩基托梁路肩墙结构计算书1、衡重式挡土墙土压力计算本次考虑采用本项目提供的《衡重式一般挡墙标准图》中容许承载力500kpa，f=0.4，φ=35，γ=21的13m高挡墙对应尺寸（墙身自身倾覆稳定性不再计算），同时为了便于结构的设计取消原标准图中的基底坡度。
土压力计算式行车荷载按照2004年《公路路基设计规范》规定采用10KN/m2，其他荷载分项系数均按照规范要求取用。
土压力计算采用“理正挡土墙设计程序”完成，其结果如下：=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 0.900 √2. 填土重力分项系数 = 1.000 √3. 填土侧压力分项系数 = 1.400 √4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.400 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 13.000(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 27.500(度)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 28.050(度)Ea=248.401(kN) Ex=88.634(kN) Ey=232.049(kN) 作用点高度 Zy=1.867(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.501(度) 第1破裂角=27.510(度)Ea1=197.151(kN) Ex1=91.031(kN) Ey1=174.876(kN) 作用点高度 Zy1=1.867(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 34.449(度)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.780(度)Ea2=246.668(kN) Ex2=246.218(kN) Ey2=14.903(kN) 作用点高度 Zy2=3.371(m)墙身截面积 = 41.143(m2) 重量 = 946.289 kN第二破裂面与墙背间填料重= 145.336(kN)由此分析，采用第二破裂面法计算出挡墙所受的水平土压力合力为Eax=91.031+246.67=337.25(kN/m)。
桥梁下桩基托梁挡土墙的设计与稳定计算
２ ． 场 地 工 程 地质 条 件
工程 区位于重庆向斜东南翼 ． 构造活动不强烈 根据勘探钻孔揭 示场地覆盖层 （ 人 工填土 、 粉质粘土 ） 厚 １ Ｏ ． ３ ～ ２ ７ ． ９ ｍ． 厚度大 ， 不 均匀 ， 计算。 ５ ． 挡土墙的稳定计算 不宜直接作 为地基持力层 ； 基岩埋藏深 度大 ， 强风化带厚 ０ ． ５ ～ ４ ． Ｏ ｍ． 厚 现重点针对挡土墙进行下列稳定计算 度较小 ． 岩质软 ， 不宜作为地基持 力层 ； 中风化带基岩整体稳定 ． 力学 ５ ． １ 衡重式挡土墙土压力计算 性质好 ． 是场地 良好的持力层 上墙土压力 的计算公式 （ 第二破 裂面数篇法 ） ： ３ ． 工 程 难 点 及 方案 选 型
１ ． 工 程 概 况 本 工程位于重庆市箭滩河河 Ｖ Ｉ 处， 为一损毁堤防修复工程 该堤 防上方为鱼洞滨江大桥 ， ２ ０ ０ ６ 年 同时开始建设 ，同年建成投入使用 。 ２ ０ １ ２ 年 ７月洪水期间 ． ３ ＃ 桥 台前靠长江侧重力式挡土墙发生垮 塌 ． 其 范围长 ２ ２ ｍ。
作用。本文结合 重庆市某损毁堤 防修复工程 ， 着重探讨 了桩基托梁挡土墙 的设计思路、 作用机理 ， 并重点对衡 重式挡土墙进行 了稳定计算。
【 关键词 ｌ 桩基托梁挡土墙 ； 工程特点 ； 作用机理 ； 稳定计算
０ ． 前 言
在地 质灾害治理 中． 衡重式挡 土墙以结构简单 、 施工方便等优 点 在工程 中应用广泛。但衡重式挡土墙对地基的要 求较 高 ． 为了解决地 基承载力不足这一难题 ． 这时通 常利用桩基托梁结构将作 用力传 递给 深层地基 ， 来满足对地基承载 力的要求 因此桩基 、 托梁和挡土墙 常常 作为一种支挡结构体系出现在工程实际 中Ⅲ 。 本文结合工程实例 ， 针对 其设计理论作出探讨 ． 分析其 受力特 点 ． 为以后的设计计算 提供 参考 资料。
挡土墙计算公式
挡土墙计算公式挡土墙是一种用于支撑填土或山坡土体，防止其变形失稳的结构物。
在工程设计中，准确计算挡土墙的各项参数至关重要，这需要依靠一系列的计算公式。
下面我们就来详细介绍一下常见的挡土墙计算公式。
一、土压力计算土压力是作用在挡土墙上的主要荷载之一，常见的土压力计算方法有朗肯土压力理论和库仑土压力理论。
1、朗肯土压力理论朗肯主动土压力强度计算公式为：＄e_a ＝＼gamma z tan^2(45°＼frac{＼varphi}｛2}） 2c tan(45°＼frac{＼varphi}｛2}）＄朗肯被动土压力强度计算公式为：＄e_p ＝＼gamma z tan^2(45°＋＼frac{＼varphi}｛2}）＋ 2ctan(45°＋＼frac{＼varphi}｛2}）＄其中，＄＼gamma$为填土的重度，＄z$为计算点深度，＄＼varphi$为填土的内摩擦角，＄c$为填土的粘聚力。
2、库仑土压力理论库仑主动土压力系数：＄K_a ＝＼frac{cos^2(＼varphi ＼alpha)｝｛cos^2\alpha cos(＼alpha ＋＼delta)1 ＋＼sqrt{＼frac{sin(＼varphi ＋＼delta) sin(＼varphi ＼beta)｝｛cos(＼alpha ＋＼delta) cos(＼alpha ＼beta)｝｝＾2}＄库仑被动土压力系数：＄K_p ＝＼frac{cos^2(＼varphi ＋＼alpha)｝｛cos^2\alpha cos(＼alpha ＼delta)1 ＼sqrt{＼frac{sin(＼varphi ＋＼delta) sin(＼varphi ＋＼beta)｝｛cos(＼alpha ＼delta) cos(＼alpha ＋＼beta)｝｝＾2}＄主动土压力：＄E_a ＝＼frac{1}｛2}＼gamma H^2 K_a$被动土压力：＄E_p ＝＼frac{1}｛2}＼gamma H^2 K_p$其中，＄＼alpha$为墙背与水平面的夹角，＄＼beta$为填土面与水平面的夹角，＄＼delta$为墙背与填土之间的摩擦角，＄H$为挡土墙的高度。
桩基托梁挡土墙的运用研究
Ｅ — — 下 墙竖 向土压 力 ；
ｗ ——挡墙 自重 ； ｗ ——衡重台以上第一破裂面和墙背之间土 体 的自重 ； ｅ ——挡土墙合力偏 心矩 ；
桩 基 托 梁 挡 土 墙 的受 力 结 构 就 托 梁 挡土 墙在 不 同地质 地 形 条 件 下 的运用效果
２ ． １ 在 地 质 不 良地 区的 运 用
的土压力传 给托梁 ，再 由托梁所受 的力传 给抗滑 桩 。挡 土墙 所 受 的土 压 力 比较 简 单 ， 这 里便 不 再 赘 述 。托梁除受挡墙传来的力外 ， 自身也承受一部分 土压力 和基底土 ， 它将这些力传到抗滑桩上 。 １ ． １ 传 递 到 托 梁 上 每 延米 的水 平推 力 、竖 向力 和
比较 ， 得 出这种 结构形式 安全 系数 高 、 适用 范 围广 ， 而且造价 不高 。
关键 词 ： 桩 基托梁挡土 墙 ； 运用研 究 ； 边坡 支挡
中图分类号 ： Ｕ ４ １ ７ ． １ ＋ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ｏ ４ — ０ １ １ ４ — ０ ２
范 围 内最 大剪 力 ： Ｑ ｏ ＝ ｑ Ｌ ／ ２ －ｑ Ｌ 。 ；
水平 内力 ： ｑ ＝ ｑ ｘ ＝ Ｅ ｘ ／ Ｌ 。
１ ． ３ 抗 滑 桩 计 算
弯矩 ： Ｍ０ ＝ （ Ｍ＋ Ｅ ｘ ｈ ） ／ ２ ；
剪力 ： ｑ ＝ Ｅ ｘ ／ ２ 。
１ 桩基 托梁挡 土墙 的设 计计算原 理
（ １ ） 水平 推 力 ： Ｅ ｍ ＝ Ｅ ＋ Ｅ 。
（ ２ ） 竖 向力 ： Ｎ ｍ ＝ Ｅ ｙ ｌ ＋ Ｅ ｖ ２ 十 Ｗ ＋ Ｗ 。 （ ３ ） 托梁 顶 中点 弯矩 ：
桩基托梁挡土墙结构的计算模式分析
摘
要 ： 基托 梁挡 土墙 结构 为复合结构 ， 桩 挡土墙和桩基托 梁是一 个整体 ， 不能孤 立考虑。根 据桩基托 梁挡 土墙 支挡结
构 的受力特点 ， 出抗 滑型和承载 型两种桩基托 梁挡土墙计算模 式 ， 提 结合工程 实例进行 了数值模拟计算 。数值计 算结果
与假设 的计算模式吻合 ， 明假设 的计 算模 式是合理 的。 说 关 键 词 ：桩基托梁 ；挡土墙 ；抗滑型 ；承载型 ；计 算模 式 文献标识码 ： Ａ ｄｉ１． ９９ ｊｉ ｎ １０ —３ ９ ２ １ ．５ ０ １ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ．００ １７ ．０ ２０ ．５ ｓ 中图分类 号：Ｔ ４ ６ Ｕ ７
ＺＨＡＮＧ ｉ Ｍ ｎ，ＤＡＮＧ ｎ — Ｌｉｇ ｂｏ，ＦＵ — ｉ Ｌｉｂｎ
（ ｕｌｉｇＥ ｇｎｅ ｎ ｅａｔｅｔ Ｉｓｔｔ ｏ ｕｎ ｈ ｃ ｎｅａｄ Ｔｃｎｌ ｙ Ｚ ｅｇｈｕ４ ０ ０ ，Ｃ ｉ ） Ｂ ｉ ｎ ｎｉｅｒ ｇＤ ｐ ｒ ｎ ， ｎｔｕ Ｈ ａ ｇ ｅＳｉ ｃ ｎ ｅ ｏｏ ， ｈｎｚｏ ５０ ０ ｈｎ ｄ ｉ ｍ ｉ ｅｆ ｅ ｈ ｇ ａ
ｍｅ ｉａ ｏ ｕ ａｉ ｎ ａ ｄ ｈ ｐ ｔ ｅｉ ｏ ｕ ａｉ ｎ ｍｏ ｅ ｒ ｄ ｎ ｉａ ，Ｓ ｈ ｙ ｏ ｈ ｔ ｏ ｕ ａ ｉｎ ｍｏ ｅ ｒ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｒｃ ｌ ｍｐ ｔｔ ｎ ｙ ｏ ｈ ｔ ｃ ｍｐ ｔ ｔ ｄ ｓ ａ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌ Ｏ ｔ ｅ ｈ ｐ ｔ ｅ ｉ ｃ ｍｐ ｔ ｔ ｄ ｓ ａ ｅ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ． ｃ ｏ ｃ ｏ ｃ ｃ ｏ
桩基托梁挡墙计算模型与工程应用分析
桩基托梁挡墙计算模型与工程应用分析在一些特殊地段的边坡，采用全长桩板墙或特高挡墙时可能造成工程规模偏大，或挡墙基底在较深的范围内陆层承载力不能满足工程需要时，常采用桩基托梁挡墙进行处治。
即支挡体系由下部的桩基、中部的托梁和上部的挡墙共同组成。
但在工程应用中，常存在对桩基托梁挡墙体系，以及对桩基和挡墙单元受力分析模糊，或桩基与挡墙设置形式的争论，影响了桩基托梁挡墙在工程中的正常应用。
故笔者在此对其计算模型与工程应用进行分析，希望对大家有所帮助或参考。
一、关于计算模型桩基托梁挡墙作为一个整体的受力体系，由三个不同单元组成，因此，该体系的受力计算应对各自单元、整体分别予以计算。
1、挡墙：作为体系的上部单元，挡墙主要对墙后的主动土压力进行支挡，也就是说挡墙受力的计算范围只在墙基至墙顶的整个挡墙部位。
2、托梁：作为体系中部的单元，托梁主要起到承上启下的作用，即主要对上部挡墙传递的主动土压力的水平力的主动土压力、挡墙重力和主动土压力的竖向力提供“支点，并和自身重力一起传递给下部的桩基。
图1 托梁受力、传力示意图托梁顶受力计算如下：Ed=Ex×LEd-每跨托梁顶部所受水平力（KN），Ex-挡墙和托梁后部主动土压力水平分力（KN），L-每跨托梁长度（m）Nd=(G+Ey)×LNd-每跨托梁顶部所受竖向合力（KN），G-挡墙单位长度上的重量（KN/m）,Ey-挡墙和托梁后部主动土压力竖向分力（KN）3、桩基：作为体系下部的单元，桩基主要对上部挡墙、托梁的竖向力和自身的重力进行支撑，并对后部坡体主动土压力、承台传递的水平力或坡体的整体下滑力进行支挡。
桩顶受力按每根桩予以计算：Q0=Ed/nQ0-桩顶所受水平力，n-每跨托梁长度范围内的桩基数量M0=（Ed×h+Nd×e）/nh-托梁厚度（m）M0-桩顶所受弯矩，e-托梁上部竖向合力偏心距（m），桩中心外侧取正，桩中心内侧取负在此需要说明的是，桩后的所受横向力可为整体桩基托梁挡墙体系范围内的主动土压力或下滑力，或是桩长范围内的主动土压力+承台传递的水平力，其计算结果一样的，但要防止漏算或重复计算。
各种挡土墙计算公式
各种挡土墙计算公式在土木工程中，挡土墙是一种常见的结构，用于支撑填土或山坡土体，防止其坍塌或滑坡。
为了确保挡土墙的稳定性和安全性，需要进行精确的设计和计算。
下面我们将介绍一些常见的挡土墙计算公式。
一、重力式挡土墙重力式挡土墙主要依靠自身的重量来抵抗土压力，其稳定性取决于墙体的自重、墙底摩擦力和墙背与填土之间的摩擦力。
1、土压力计算静止土压力：＄P_0 ＝ K_0 ＼gamma z$，其中$K_0$为静止土压力系数，＄＼gamma$为填土的重度，＄z$为计算点距离墙顶的深度。
主动土压力：＄P_a ＝＼frac{1}｛2} ＼gamma z^2 K_a$，＄K_a$为主动土压力系数，可通过库仑土压力理论或朗肯土压力理论计算得出。
2、稳定性验算抗滑移稳定性：＄K_s ＝＼frac{（W ＋ E_{px}）＼mu}｛E_{py}｝＄，＄W$为挡土墙自重，＄E_{px}＄和$E_{py}＄分别为主动土压力的水平和垂直分量，＄＼mu$为墙底与地基之间的摩擦系数。
要求$K_s ＼geq 13$。
抗倾覆稳定性：＄K_t ＝＼frac{M_R}｛M_O}＄，＄M_R$为抗倾覆力矩，＄M_O$为倾覆力矩。
要求$K_t ＼geq 15$。
3、基底应力验算偏心距：＄e ＝＼frac{B}｛2} ＼frac{M_R}｛W}＄，＄B$为基底宽度。
基底最大应力：＄＼sigma_{max} ＝＼frac{W}｛B}（1 ＋＼frac{6e}｛B}）＄基底最小应力：＄＼sigma_{min} ＝＼frac{W}｛B}（1 ＼frac{6e}｛B}）＄二、悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板组成，其稳定性主要依靠墙身的抗弯能力和踵板上的土重。
1、土压力计算同重力式挡土墙。
2、内力计算立壁弯矩：根据墙后土压力分布，计算立壁在不同高度处的弯矩。
踵板弯矩：考虑踵板上的土重和作用在踵板上的土压力，计算踵板的弯矩。
3、截面设计根据内力计算结果，确定立壁和踵板的截面尺寸和配筋。
桩基托梁计算
桩基托梁计算一、桩基托梁计算的重要性咱就说这个桩基托梁计算啊，那可老重要了。
这就像是给房子打地基的时候，你得把那支撑的东西算得明明白白的。
桩基托梁在整个建筑结构里呢，就像是默默奉献的小英雄。
要是计算不好，那房子可能就会变得摇摇晃晃的，像个喝醉酒的大汉，这可不行呀。
二、计算的基本原理1. 力的分析咱得先把桩基托梁受到的各种力搞清楚。
比如说上面建筑物传下来的压力，就像有人在你肩膀上使劲儿压着。
还有可能受到的侧向力，这就好比有人在旁边推你。
这些力的大小、方向都得分析得透透的。
就像我们做数学题，每个数字的意义都得弄明白。
2. 材料特性这托梁用的材料也很关键呢。
不同的材料有不同的强度、弹性模量啥的。
你要是用木头做托梁和用钢筋混凝土做托梁，那计算的方法和考虑的因素肯定不一样啊。
就像穿衣服，冬天的棉衣和夏天的短袖，功能和特性完全不同。
三、计算的步骤1. 收集数据首先得知道桩基的布局、间距这些基本信息。
就像你要了解一个人的身高体重一样，这些数据是基础。
然后还要知道托梁上面要承担的荷载大小，这荷载包括静荷载，像建筑物本身的重量，还有动荷载，比如人走来走去或者风吹动啥的。
2. 确定计算模型这就像是给托梁找一个适合它的“计算框架”。
根据实际的结构形式，是简支梁呢还是连续梁。
这就好比给一个人找一个合适的运动方式，是跑步呢还是游泳。
不同的模型计算的公式和方法也有差别。
3. 进行详细计算按照确定好的计算模型，运用相关的力学公式进行计算。
这个过程就像做一道超级复杂的数学大菜，要把各种材料特性、力的数据都放进公式这个大锅里煮一煮，然后得出我们想要的结果，比如托梁的内力、变形啥的。
四、实际应用中的注意事项1. 安全系数在计算的时候一定要考虑安全系数。
这就像是给计算结果加一道保险。
不能刚刚好达到能承受的极限，得留出一定的余量，就像我们存钱，不能把钱都花光，得留一点应急的。
2. 环境因素实际的环境对桩基托梁也有影响。
比如说如果在潮湿的环境下，材料可能会腐蚀，这时候计算的时候就得考虑这种腐蚀对材料强度的削弱。
陡坡路堤桩基托梁挡土墙设计
陡坡路堤桩基托梁挡土墙设计摘要：根据挡土墙传到托梁上的竖向压力和水平推力、托梁的刚度、地基土的性质，选择相应的计算模型计算托梁的内力，进行托梁的结构设计；根据托梁传至桩顶的水平推力和弯矩按一端固定的悬臂梁计算锚固点以上桩身内力和变形，按弹性地基梁计算锚固段的桩身内力和变形，进行桩的结构设计。
关键词：桩基托梁挡土墙内力变形结构设计1工程概况本工点位于xx铁路增建第二线DKxxx+xxx～DKxxx+xxx段左线绕行地段，路基从xxx水库北岸以填方形式通过，线路中心距水库边缘约30～60m，地形起伏较大，地面横坡较陡。
为降低路堤边坡高度，增加路堤稳定性，线路左侧采用桩基托梁挡土墙收坡。
所处场地地表为砂质黄土：黄褐色，坚硬，具湿陷性，湿陷系数δs=0.015～0.152，为Ⅱ级非自重湿陷场地；以下细圆砾土：黄褐色，稍密，潮湿；以下泥岩：棕黄色，全风化，原岩结构已基本被破坏，岩芯呈土柱状、散块状，手掰不易碎，含大量砂粒；以下片麻岩：强风化，灰黄色，中粗粒粒状变晶结构，片麻状构造，岩芯呈短柱状，局部为碎块状，锤击声闷易碎。
2桩基托梁挡土墙设计理论2.1挡土墙的土压力计算计算方法与一般的挡土墙一样，根据边界条件按库仑土压力计算。
2.2传递到托梁上每延米的水平推力、竖向力和弯矩水平推力：，为挡土墙水平土压力。
竖向力：，为挡土墙竖向土压力，为挡墙自重。
托梁顶中点弯矩：，为挡土墙合力偏心距。
2.3托梁的内力计算方法托梁的计算根据托梁下桩基的布置情况一般可分为按连续梁设计和按支端悬出的简支梁设计两种情况。
（1）按连续梁设计图1中，为由挡墙传到每一跨（两桩中至中距离，长）的弯矩，每延米弯矩乘以跨长；为由挡土墙传到每一跨上的水平推力，每延米水平推力乘以跨长；为由挡土墙传到每一跨上的竖向压力，每延米竖向力乘以跨长。
图1桩基托梁挡土墙托梁以上外荷载分布图（一）忽略基底土的支承作用，按一般的连续梁计算，如图2所示。
竖直面内水平面内图2连续梁内力计算简图桩基托梁连续梁内力计算公式支座弯矩：跨中弯矩：最大剪力：式中：——计算跨度，；——两相邻桩之间的净距；——托梁底面上的均布荷载；——水平面以内的均布荷载，。
桩基桩长及内力的计算
桥梁桩基是桥梁构造的最基础也是最重要的部位之一，桩基设计的准确对桥梁稳定性起着至为关健的作用。
桥梁所有荷载最终传递给桩基承受。
把握好桩基的设计和施工质量对桥梁整体建设意义重大。
一、桩基的类别针对界溪段桥梁下部构造施工图中存在两类桩：端承桩和摩擦桩。
端承桩：桩基自身重及桩顶以上荷载由桩端持力层承受。
摩擦桩：桩基自身重及及桩顶以上荷载由桩基周身与岩土摩擦阻力承受。
二、单桩基桩长理论计算公式及相关参数表（一）单桩桩基竖向承载力计算单桩竖向承载力应由土对桩的承载能力、桩身材料强度以及上部结构所容许的桩定沉降三方面控制。
1、摩擦桩单桩土对桩的承载力容许值计算公式：[Ra]=（1/2）*u*∑Qik*l i+Ap*QrQr=m0*K*[f ao]+k2*R*(h-3)式中：[Ra]——单桩轴向受压承载力容许值（KN），桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑；u——桩身周长（m）Ap——桩端截面面积（㎡）n——土的层数（注：公式中未写出）Li——承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度（m），扩孔部分不计；Qik——与Li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa），宜采用单桩摩阻力实验确定，当无实验条件时按表5.3.3-1选用；Qr——桩端处土的承载力基本容许值（kPa），当持力层为砂石、碎石土时，若计算值超过下列值，宜采用：粉砂1000kP；细砂1150kP；中砂、粗砂、砾砂1450kP；碎石土2750kP；[f ao]——桩端处土的承载力基本容许值（kPa），按《公路桥涵地基及基础设计规范》第3.3.3条确定；h——桩端的埋置深度（m），对于有冲刷的桩基，埋深由一般冲刷线起算；对无冲刷的桩基，埋深由天然地面线或实际开挖后的地面线算起；h的计算值不大于40m，当大于40m时，按40m计算；k2——容许承载力随深度的修正系数，根据桩端处持力层土类按《公路桥涵地基及基础设计规范》3.3.4选用；K——桩端以上各土层的加权平均重度（kN/m3）,若持力层在水位以下且不透水时，不论桩端以上土层的透水性如何，一律取饱和重度；当持力层透水时，则水中部分土层取浮重度；R——修正系数，按表5.3.3-2选用；m0——清底系数，按表5.3.3-3选用。
挡墙桩基托梁变更计算书
挡墙桩基托梁变更计算书一、原始资料K26+147路肩设计标高为204.19，K26+159路肩设计标高为204.48。
托梁顶面标高200.16。
C30混凝土：f c =14.3N/mm 2 f t =14.3N/mm 2 HPB235：f y =210N/mm 2 HRB400：f y =360N/mm 2二、挡土墙土压力计算路肩墙土压力计算图式如右：1、 判别衡重式挡土墙的上墙处是否出现第二破碎面，如果出现按第二破裂石法计算土压力用临界倾斜角αcr 来判 别：当ρ＞αcr 墙背倾角认为出现第二破裂面。
αcr =45O-φ/2+β/2-1/2arcsin （sin β/sin φ）填土内摩擦角φ=35 O ；路基面（填土面）坡角β=4.64O临界倾斜角αcr =45O-φ/2+β/2-1/2arcsin （sin β/sin φ）=45 O - 17.5 O +2.32 O -3.05 O =26.77O挡土墙上墙坡度为1：0.37，则有：ρ=arc tan 0.37/1=20.3O<αcr=26.2 O 即不会出现第二破裂面2、 传递到托梁上每延米的水平推力、竖向力和弯矩。
① 水平推力Em=Ex 1+Ex 2式中Ex 1——上墙水平土压力Ex 2——下墙水平土压力由于桩基相对稳定，故按静止土压力计算。
Ex 1=1/2γh2k 0=1/2×19KN/m 3×1.79 m 2×（1-sin35 O ）=13.09KN Ex 2=1/2γh2k 0=1/2×19KN/m 3×2.51 m 2×（1-sin35 O ）=25.74KNEm=Ex 1+Ex 2=13.09+25.74=38.83②水平推力Nm=E y1+E y2+W q +W t式中E y1——上墙竖向土压力E y2——下墙竖向土压力 W q ——挡墙自重W t ——衡重台以上第一破裂面和墙背之间土体的自重路肩墙土压力计算图式挡土墙基底压应力计算按原设计图纸中衡重式路肩挡墙尺寸表中基底压应力计算。
挡土墙桩基计算解析
根据现场挡土墙设计图，求得每米挡土墙重：1 2S = 1.2 2 1 6 1.5 3.5=15.45m2G =15.45 25 1.3 =502.1 kN地基承载力为120kPa,则地基每米能承受的压力为:N =120 3.5 1 =420 kN如果按照每4m布设一根直径1m长5m的钻孔桩计算，则:357.4 kN > F 二502.1 -420 4 = 328.4kN，可满足施工要求!357.4 kN > F 二502.1 -420 4 = 328.4kN，可满足施工要求!滑坡剩余下滑力计算原始条件滑动体重度=20.000(kN/m3)滑动体饱和重度=22.000(kN/m3)安全系数 =1.000不考虑动水压力和浮托力不考虑承压水的浮托力不考虑坡面外的静水压力的作用不考虑地震力坡面线段数：2, 起始点标高O.OOO(m)段号投影Dx(m)投影Dy(m)附加力数110.500 6.000 0210.000 0.000 0水面线段数：1, 起始点标高0.000(m)段号投影Dx(m)投影Dy(m)1 0.000 0.000滑动面线段数:11, 起始点标高0.000(m)段号投影Dx(m)投影Dy(m)粘聚力(kPa)摩擦角(度)1 1.000 -0.300 10.000 20.0002 1.000 -0.200 10.000 20.0003 1.000 0.000 10.000 20.0004 1.000 0.100 10.000 20.0005 1.000 0.100 10.000 20.0006 1.000 0.400 10.000 20.0007 1.000 0.400 10.000 20.0008 1.000 0.600 10.000 20.0009 1.000 0.900 10.000 20.00010 1.000 1.200 10.000 20.00011 1.300 2.800 10.000 20.000计算目标：按指定滑面计算推力第 1 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 0.000( 度 ) 剩余下滑力传递系数 = 0.751本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 本块总面积 = 1.749(m2) 浸水部分面积 =0.000(m2)本块总重 = 34.971(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN) 本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN) 有效的滑动面长度 = 3.087(m) 下滑力 = 31.719(kN)滑床反力 R= 14.727(kN) 滑面抗滑力 = 5.360(kN) 粘聚力抗滑力本块剩余下滑力 = -4.511(kN)本块下滑力角度 = 65.095( 度 )第 2 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 65.095( 度 ) 剩余下滑力传递系数 = 0.873本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 本块总面积 =2.829(m2) 浸水部分面积 = 0.000(m2)本块总重 = 56.571(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN) 本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py= 0.000(kN) 有效的滑动面长度 = 1.562(m)下滑力 = 43.459(kN)滑床反力 R= 36.216(kN) 滑面抗滑力 = 13.182(kN) 粘聚力抗滑力本块剩余下滑力= 14.657(kN)本块下滑力角度 = 50.194( 度 ) 第 3 块滑体上块传递推力 = 14.657(kN) 剩余下滑力传递系数 = 0.938 本块滑面粘聚力= 10.000(kPa) 本块总面积 =3.307(m2) 本块总重 = 66.143(kN) 推力角度 = 50.194( 度 )滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 浸水部分面积 = 0.000(m2) 浸水部分重 = 0.000(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度 = 1.345(m)下滑力 = 58.754(kN)滑床反力 R= 51.256(kN) 滑面抗滑力 = 18.656(kN) 粘聚力抗滑力=30.871(kN)=15.620(kN) =13.454(kN)本块剩余下滑力 = 26.645(kN) 本块下滑力角度 = 41.987( 度 ) 本块总重 = 69.714(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN) 本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN) 有效的滑动面长度 = 1.166(m)下滑力 = 62.021(kN) 滑床反力 R= 64.874(kN)滑面抗滑力 = 23.612(kN) 粘聚力抗滑力本块剩余下滑力 = 26.747(kN)本块下滑力角度 = 30.964( 度 ) 第 5 块滑体 本块总重 = 68.286(kN) 浸水部分重 = 0.000(kN) 本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN) 有效的滑动面长度 = 1.077(m) 下滑力 = 51.766(kN)滑床反力 R= 67.661(kN) 滑面抗滑力 = 24.626(kN) 粘聚力抗滑力本块剩余下滑力 = 16.370(kN)本块下滑力角度 = 21.801( 度 ) 第 6 块滑体下滑力 = 40.540(kN) 滑床反力 R= 60.427(kN)本块剩余下滑力 = 7.776(kN) 本块下滑力角度 = 21.801( 度 ) 第 7 块滑体上块传递推力 = 7.776(kN) 推力角度 = 21.801( 度 ) 剩余下滑力传递系数 = 0.860 本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 本块总面积 = 2.921(m2)浸水部分面积 = 0.350(m2)本块总重 = 59.129(kN) 浸水部分重 = 7.700(kN) 本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN) 有效的滑动面长度 = 1.005(m) 下滑力 = 13.355(kN)滑床反力 R= 60.990(kN) 滑面抗滑力 = 22.199(kN) 粘聚力抗滑力第 4 块滑体上块传递推力 = 26.645(kN) 剩余下滑力传递系数 = 0.912 本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 本块总面积 =3.486(m2)推力角度 = 41.987( 度 )滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 浸水部分面积 = 0.000(m2)=11.662(kN)上块传递推力 = 26.747(kN) 剩余下滑力传递系数 = 0.929 本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 本块总面积 = 3.414(m2)推力角度 = 30.964( 度 )滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 浸水部分面积 = 0.000(m2) =10.770(kN)上块传递推力 = 16.370(kN) 剩余下滑力传递系数 = 1.000 本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 本块总面积 =3.243(m2) 本块总重 = 65.082(kN) 本块总附加力 Px= 0.000(kN) P 有效的滑动面长度 = 1.077(m)推力角度 = 21.801( 度 ) 滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 浸水部分面积 = 0.113(m2) 浸水部分重 = 2.475(kN) = 0.000(kN)滑面抗滑力 = 21.994(kN) 粘聚力抗滑力=10.770(kN)=10.050(kN)本块剩余下滑力 = -18.893(kN)本块下滑力角度 = 5.711( 度 )第 8 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 5.711( 度 ) 剩余下滑力传递系数 = 1.000本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 本块总面积 = 2.450(m2) 浸水部分面积= 0.450(m2)本块总重 = 49.900(kN) 浸水部分重 = 9.900(kN) 本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN) 有效的滑动面长度 = 1.005(m) 下滑力 = 4.965(kN)滑床反力 R= 49.652(kN) 滑面抗滑力 = 18.072(kN) 粘聚力抗滑力本块剩余下滑力 = -23.157(kN) 本块下滑力角度 = 5.711( 度 )第 9 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 5.711( 度 ) 剩余下滑力传递系数 = 0.959本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 本块总面积 =1.929(m2) 浸水部分面积 = 0.500(m2)本块总重 = 39.571(kN) 浸水部分重 = 11.000(kN) 本块总附加力 Px= 0.000(kN)Py = 0.000(kN) 有效的滑动面长度 = 1.000(m) 下滑力 = -0.000(kN)滑床反力 R= 39.571(kN) 滑面抗滑力 = 14.403(kN) 粘聚力抗滑力本块剩余下滑力= -24.403(kN)本块下滑力角度 = 0.000( 度 )第 10 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = 0.000( 度 ) 剩余下滑力传递系数 = 0.909本块滑面粘聚力 = 10.000(kPa) 滑面摩擦角 = 20.000( 度 ) 本块总面积 =1.257(m2) 浸水部分面积 = 0.400(m2)本块总重 = 25.943(kN) 浸水部分重 = 8.800(kN) 本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN) 有效的滑动面长度 = 1.020(m)下滑力 = -5.088(kN)滑床反力 R= 25.439(kN) 滑面抗滑力 = 9.259(kN) 粘聚力抗滑力本块剩余下滑力= -24.545(kN) 本块下滑力角度 = -11.310( 度 )第 11 块滑体上块传递推力 = 0.000(kN) 推力角度 = -11.310( 度 )剩余下滑力传递系数 =0.961本块滑面粘聚力=10.000(kPa) 滑面摩擦角=20.000(度)本块总面积=0.436(m2) 浸水部分面积 =0.150(m2)本块总重=9.014(kN) 浸水部分重 =3.300(kN)本块总附加力 Px= 0.000(kN) Py = 0.000(kN)有效的滑动面长度=1.044(m)下滑力=-2.590(kN)滑床反力R= 8.634(kN) 滑面抗滑力=3.143(kN) 粘聚力抗滑力 =10.440(kN)本块剩余下滑力=-16.173(kN)本块下滑力角度=-16.699( 度) =10.050(kN) =10.000(kN)=10.198(kN)计算项目：抗滑动桩验算原始条件1---------------------- 1-------- ---------- 1墙身尺寸：桩总长：9.000(m)嵌入深度:6.000(m)截面形状：圆桩桩径:1.500(m)桩间距：3.000(m)嵌入段土层数：1桩底支承条件：自由计算方法：K法土层序号土层厚(m) 重度(kN/m3) 内摩擦角(度)土摩阻力(kPa) K(MN/m3) 被动土压力调整系数1 20.000 20.000 20.00 20.00 20.0001.000桩前滑动土层厚：0.000(m)锚杆(索)参数锚杆道数:0锚杆号 锚杆类型 竖向间距 水平刚度 入射角 锚固体 度( m ) ( MN/m ) ( 度 ) 直径 (mm) 物理参数 :桩混凝土强度等级 : C25 桩纵筋合力点到外皮距离 : 80(mm) 桩纵筋级别 : HRB335桩箍筋级别 : HPB235 桩箍筋间距 : 200(mm) 桩配筋形式 : 纵筋均匀配筋 挡土墙类型 : 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角 : 20.000( 度 ) 墙背与墙后填土摩擦角 : 20.000( 度) 墙后填土容重 : 20.000(kN/m3) 横坡角以上填土的土摩阻力 (kPa): 25.00 横坡角以下填土的土摩阻力 (kPa): 25.00 坡线与滑坡推力 : 坡面线段数 : 2折线序号 水平投影长 (m) 竖向投影长 (m)1 10.500 6.0002 10.000 0.000地面横坡角度: 0.000( 度 )墙顶标高 : 6.000(m)参数名称参数值 推力分布类型矩形 桩后剩余下滑力水平分力 90.000(kN/m) 桩后剩余抗滑力水平分力 0.000(kN/m)钢筋混凝土配筋计算依据 : 《混凝土结构设计规范 GB 50010--2002 》注意：内力计算时，滑坡推力、库仑土压力分项 (安全)系数 = 1.000第 1 种情况 : 滑坡推力作用情况[ 桩身所受推力计算 ] 假定荷载矩形分布 :桩后 : 上部 =90.000(kN/m) 下部 =90.000(kN/m)桩前 : 上部 =0.000(kN/m) 下部 =0.000(kN/m) 桩前分布长度 =0.000(m)水平预加 筋浆强力 (kN) fb(kPa)( 一 ) 桩身内力计算计算方法 : K 法背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧背侧最大弯矩 = 567.079(kN-m) 距离桩顶 4.273(m)面侧最大弯矩 = 0.000(kN-m) 距离桩顶 -0.000(m)最大剪力 = 270.000(kN)距离桩顶 3.000(m)最大位移 = 11(mm)点号距顶距离弯矩剪力位移土反力(m) (kN-m) (kN) (mm) (kPa)1 -0.000 -0.000 -0.000 - 10.90 -0.0002 0.188 1.582 -16.875 -10.57 -0.0003 0.375 6.328 -33.750 -10.24 -0.0004 0.563 14.238 -50.625 -9.92 -0.0005 0.750 25.313 -67.500 -9.59 -0.0006 0.938 39.551 -84.375 -9.26 -0.0007 1.125 56.953 -101.250 -8.93 -0.0008 1.313 77.520 -118.125 -8.60 -0.0009 1.500 101.250 -135.000 -8.27 -0.00010 1.688 128.145 -151.875 -7.94 -0.00011 1.875 158.203 -168.750 -7.62 -0.00012 2.063 191.426 -185.625 -7.29 -0.00013 2.250 227.813 -202.500 -6.97 -0.00014 2.438 267.363 -219.375 -6.64 -0.00015 2.625 310.078 -236.250 -6.32 -0.00016 2.813 355.957 -253.125 -6.00 -0.00017 3.000 405.000 -270.000 -5.68 -55.91118 3.182 449.867 -224.799 -5.37 -107.41419 3.364 486.745 -182.107 -5.07 -101.30220 3.545 516.088 -141.906 -4.76 -95.23721 3.727 538.347 -104.176 -4.46 -89.22022 3.909 553.970 -68.897 -4.16 -83.25423 4.091 563.401 -36.048 -3.87 -77.34124 4.273 567.079 -5.607 -3.57 -71.48225 4.455 565.440 22.448 -3.28 -65.67626 4.636 558.916 48.139 -3.00 -59.92427 4.818 547.935 71.487 -2.71 -54.22428 5.000 532.920 92.515 -2.43 -48.57729 5.182 514.293 111.243 -2.15 -42.98130 5.364 492.469 127.691 -1.87 -37.43331 5.545 467.860 141.879 -1.60 -31.93232 5.727 440.876 153.826 -1.32 -26.47533 5.909 411.923 163.549 -1.05 -21.06134 6.091 381.404 171.066 -0.78 -15.68535 6.273 349.717 176.390 -0.52 -10.34636 6.455 317.262 179.537 -0.25 -5.03937 6.636 284.431 180.519 0.01 0.23738 6.818 251.618 179.349 0.27 5.48639 7.000 219.213 176.036 0.54 10.71140 7.182 187.605 170.590 0.80 15.91541 7.364 157.181 163.019 1.06 21.10142 7.545 128.326 153.328 1.31 26.27343 7.727 101.425 141.525 1.57 31.43244 7.909 76.862 127.613 1.83 36.58245 8.091 55.020 111.596 2.09 41.72446 8.273 36.282 93.477 2.34 46.86147 8.455 21.028 73.256 2.60 51.99448 8.636 9.643 50.936 2.86 57.12549 8.818 2.506 26.518 3.11 62.25650 9.000 0.000 6.892 3.37 67.386 （二）桩身配筋计算点号距顶距离全部纵筋箍筋(m) (mm2) (mm21 -0.000 10603 3832 0.188 10603 3833 0.375 10603 3834 0.563 10603 3835 0.750 10603 3836 0.938 10603 3837 1.125 10603 3838 1.313 10603 3839 1.500 10603 38310 1.688 10603 38311 1.875 10603 38312 2.063 10603 38313 2.250 10603 38314 2.438 10603 38315 2.625 10603 38316 2.813 10603 38317 3.000 10603 38318 3.182 10603 38319 3.364 10603 38320 3.545 10603 38321 3.727 10603 38322 3.909 10603 38323 4.091 10603 38324 4.273 10603 38325 4.455 10603 38326 4.636 10603 38327 4.818 10603 38328 5.000 10603 38329 5.182 10603 38330 5.364 10603 38331 5.545 10603 38332 5.727 10603 38333 5.909 10603 38334 6.091 10603 38335 6.273 10603 38336 6.455 10603 38337 6.636 10603 38338 6.818 10603 38339 7.000 10603 38340 7.182 10603 38341 7.364 10603 38342 7.545 10603 38343 7.727 10603 38344 7.909 10603 38345 8.091 10603 38346 8.273 10603 38347 8.455 10603 38348 8.636 10603 38349 8.818 10603 38350 9.000 10603 383第 2 种情况 : 库仑土压力 ( 一般情况 )[ 土压力计算 ] 计算高度为 3.000(m) 处的库仑主动土压力第 1破裂角：50.000( 度)Ea=114.686 Ex=107.770 Ey=39.225(kN) 作用点高度( 一 ) 桩身内力计算计算方法 : K 法背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。
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载也呈一次线形分布 ,给实际仍然带来不便 ,所以现
以图 3 为基础提出托梁上荷载分布形式为阶梯形 ,
图 3 托梁沿 z 轴的应力曲线
三种不同荷载分布形式的托梁内力图如图 5 所 示 。从图中可以看出 : 31211 剪 力
剪力分布形式大致相同 , 最大值出现在桩轴线 上 ,以均布荷载的最大 , 为 3 300kN , 另外两种约为 3 000kN 。 31212 弯 矩
水电站设计
第
21
卷
第
3
期
D H P S 2005年9月
桩基托梁挡土墙结构托梁内力的合理计算
刘 黎 ,何昌荣 ,谯春丽 ,孙丽梅
(四川大学 水利水电学院 ,四川 成都 610065)
摘 要 :采用三维有限元计算了岩基情况下桩基托梁挡土墙结构托梁上的应力分布 ,提出了托梁上应力分布的新假设 。通过对计 算结果的分析比较 ,指出了在托梁设计中应注意的问题 。 关键词 :挡土墙 ; 桩基托梁 ; 内力计算 ; 有限元法 中图法分类号 :U417111 ; TU47311 文献标识码 :B 文章编号 :1003 - 9805 (2005) 03 - 0026 - 03
4 结 论
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图 4 托梁上荷载分布简化 (kPa)
图 5 托梁内力
(1) 在岩基情况下 , 托梁上应力集中较为明显 , 因此应考虑局部加强托梁或调整结构的连接形式与 尺寸 。
本次 研 究 的 桩 基 托 梁 挡 土 墙 结 构 的 挡 墙 高 12m ,上下墙墙高比 4∶6 ,由浆砌块片石组成 ; 托梁厚 度 016m ,由钢筋混凝土组成 ; 桩是人工挖孔灌注的 钢筋混凝土桩 , 尺寸为 115m ×2m 。对整个结构取 一跨 10m 长为研究对象 , 墙前地面为水平 , 墙后填 土水平 ,没有考虑墙后水压力 。计算简图见图 1 。
共划分了 22 867 个节点 , 20 580 个单元 。各材料的 物理力学计算参数见表 1 。
表 1 各材料物理力学参数
参数
挡土墙
托梁
桩
填土 基岩
E/ kPa
110 ×107 310 ×107 310 ×107
μ
0123
012
012
γ/ kN·m - 3
23
25
25
19
23
</ (°)
25
35
适当减薄托梁的厚度 ,达到节约工程成本的目的 。 (3) 桩基与托梁的连接简化为固端结构更符合
工程的情况 ,计算的弯矩较铰支座小 。
参考文献 :
[1 ] 魏永幸 1 内昆铁路岩堆路基工程技术研究 [ J ] 1 铁道勘察 , 2004 , (2) :27 - 301
[ 2 ] 张学岩 1 岩土塑性力学[ M ]1 北京 :人民交通出版社 ,19931
(2) 托梁顶部的压应力并非常规计算中的均布 分布 ,而是呈曲线分布 , 其分布规律大致为 : 在两桩 头对称的位置应力集中明显 ,达到最大值 ,往两边逐 渐减小 ,在跨中趋于零 。可将其简化为一次曲线 (折 线三角形) 或常数 (阶梯形) ,较均布分布更符合实际 情况 ,据此计算的托梁剪力和弯矩明显减小 ,因此可
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三角形荷载的两个极值弯矩均为最小 , 分别为 1 875kN·m 和 458kN ·m , 阶梯形荷载的两个极值弯 矩分别为 2 021kN·m 和 728kN·m , 均布荷载的两个 极值弯矩分别为 2 200kN·m 和 2 750kN·m 。
可见 , 桩基托梁结构的内力计算简图对托梁内 力影响很大 。依据工程实际情况和上述分析认为 , 桩基托梁作为固端 ,托梁荷载以总荷载为基准 ,分布 形式以三角形或阶梯形更合理 ,相比而言 ,阶梯形更 简单 。
图 2 托梁正应力分布 (MPa)
简化图如图 4 (b) 所示 ; 而在实际工程中 , 为了方便 , 常把托梁上的荷载以总荷载为基准简化为均布荷 载 ,桩基托梁连接简化为铰支座 (见图 4 (c) ) 。
图 1 计算简图 (cm)
托梁顶面与底面的正应力分布见图 2 (a) 、( b) 。
从图中可以看出 , 托梁顶面的正应力最大值出现在
2 计算模型及计算参数
211 有限元计算范围及模型 采用“ANS YS”有限元分析软件对结构进行计
算 。以托梁顶部 0 点 (如图 1 所示) 为原点 , 以一跨 10m 作计算 , 挡墙后填土取 16m 宽 、挡墙前地基取 12m 宽 、桩基以下地基取 10m 深作为计算范围 。在 结构离散中 , 所有实体单元均采用 8 结点 SOLID45 六面体单元模拟 。在挡土墙和其后填土之间设置了 面 - 面接触的接触面单元 ,挡土墙被当作“目标面”, 用 TARGE170 模拟 ; 填土被当作“接触面”, 用 CON2 TAC174 来模拟 。计算域除了地基地面和填土边界 是三向约束外 ,其余边界切开面均取法向位移约束 。
σ2 = - z + 415 (2 ～ 5m)
(4)
σ3 = + 1215 (8 ～ 10m)
桩基与托梁的连接简化为固端 , 荷载的简化如
图 4 (a) 所示 。基于图 2 托梁顶部应力分布情况 , 大
部分墙底压力都集中在桩基附近 , 图 4 (a) 简化的荷
中较为明显 。
312 托梁上的剪力和弯矩
为了计算托梁上的剪力和弯矩 , 在托梁顶面正
应力分布图上沿 x 方向切出几条与 z 轴平行的分布
曲线 (如图 3 所示) , 以应力最大的曲线为基础简化
托梁上的竖向分布荷载 , 并用以下分段函数模拟该 应力曲线 (σ表示托梁上的正应力) :
σ1 = 1125 z (0 ～ 2m)
3 成果分析
311 托梁上的应力
收稿日期 :2004 - 11 - 12 作者简介 :刘 黎 (1982 - ) ,女 ,重庆人 ,硕士研究生 ,研究方向为岩土工程 。
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α, k ———与材料摩擦系数 tanφ和凝聚力
C 有关 ,由下式计算 :
α = tanφ/ 9 + 12tan2φ
(2)
k = 3 C/ 9 + 12tan2φ
(3)
213 荷 载
分析中考虑了墙身重力和挡土墙上的列车荷
载 ,将列车荷载换算成 316m ×314m 的土柱作用于
墙后填土表面 。
C/ kPa
25 1 000
212 弹塑性计算模型
本次计算分析采用理想弹塑性模型 。按常用的
Druker - Prager 屈服准则[2] 判断材料是否进入塑性
状态 :
f ( I1 , J 2) = J 2 - αI1 - k
(1)
式中 I1 和 J2 ———分别为应力张量的第一不变量 和应力偏张量的第二不变量 ;
1 前 言
桩基托梁挡土墙结构是铁路交通等工程中广泛 应用的一种支挡结构形式[1] 。一般情况下挡土墙长 度非常大 ,如能减薄托梁厚度 ,将大大降低成本 。在 实际工程中 ,常把托梁上的应力分布简化为均布荷 载形式 ,桩基与托梁之间的连接简化为铰支座 ,这种 简化方式不甚合理 。本次研究的目的是要模拟出托 梁上的受力情况 ,提出托梁的合理受力模式 。
桩基支承部位 , 位置靠近墙后 ( 填土侧) , 量值达到
218MPa ,应力向四周逐渐扩散降低 , 靠近墙前趋于
零 ,两桩之间的应力从桩往中间逐渐减小 。
托梁底面与顶面的正应力分布趋势总体上基本
一致 ,但量值比顶面大 ,最大正应力达到 415MPa , 两
桩之间有一较大范围应力为零的区域 。托梁应力集