路基支挡课程设计1

课程名称：路基及支挡结构

设计题目：抗滑桩的设计计算

院系：土木工程系

专业：铁道工程（道路组）年级：2007

姓名：XX（XXXXXX ）

指导教师：XXX

2010年12 月10 日

课程设计任务书

专业铁道工程（道路组）姓名XX 学号XXXXXXXX

开题日期：2010年12 月 5 日完成日期：2010 年12 月26 日题目抗滑桩的设计计算

一、设计的目的

通过课程设计：抗滑桩的设计计算，可以巩固已学的抗滑桩的设计计算、抗滑桩的矩阵分析等章节；同时可以培养同学们的实际动手能力、分析问题和解决问题的能力。

二、设计的内容及要求

1、反算滑梯指标（选做）；

2、求滑坡推力，判断滑梯稳定性（可直接利用相关软件或程序计算）；

3、抗滑桩的设计计算；

4、上交材料。

三、指导教师评语

四、成绩

指导教师(签章)

年月日

目录

一、设计任务 0

二、设计资料 0

三、设计要求 (1)

四、计算桩受荷段所受作用力 (2)

4.1 求滑坡推力、判断滑坡稳定性 (2)

4.2 求桩前滑体抗力 (4)

4.3 抗滑桩滑面处外力计算 (5)

五、抗滑桩的设计计算 (8)

5.1 确定桩位、尺寸拟定及桩的布置 (8)

5.2 计算桩的刚度 (9)

5.3 滑面以下桩的转角、剪力、弯矩、抗力计算 (9)

5.3.1 转角ϕ计算 (9)

y计算 (9)

5.3.2 转动中心在滑面以下深度

Q计算（刚性桩每1m取一点） (9)

5.3.3 剪力

y

M计算（刚性桩每1m取一点） (11)

5.3.4 弯矩

y

δ计算（刚性桩每1m取一点） (13)

5.3.5 侧向弹性抗力

y

5.4 地基强度校核 (15)

一、设计任务

抗滑桩设计计算（广巴高速K87+100～280滑坡）。

二、设计资料

2.1 已知滑坡主轴断面如图2—1所示（1：200，CAD 绘图），滑体为碎石土堆积层;滑床为风化严重的页岩、泥岩（可看为密实土层）

︒

===42,0,/232232ϕγc m kN

图2—1

2.2 为整治此滑坡，建议在滑坡前缘设一排钢筋混凝土抗滑桩，桩底可看为自由端，混凝土的弹性模量MPa E 4106.2⨯=，安全系数K=1.05-1.25，试设计抗滑桩。

2.3 地基系数为常数35/105.3m kN K ⨯=，采用“K ”法进行计算；滑坡推力与桩前抗力同分布，滑体指标如下表：

分条

1

2

3

4

5

6 α（°） 36.1 14.94 14.92 14.39 8.24 8.27

三、设计要求

3.1 反算滑带土指标)0.11(︒<ϕϕ（选做）。

3.2 求)0.1('=K E i 及)25.105.1(-=K E i ，并绘制滑坡推力曲线，同时判断滑坡的稳定性。

3.3 抗滑桩的设计计算：确定桩位；尺寸拟定，平面布置；桩的内力变位计算（分段计算法）；地基强度校核[]y y σσ≤，否则调整b a H ⨯或2；绘制桩的内力、变位及抗力图。

3.4 上交材料，包括：说明书；滑坡主轴断面图；计算表格程序等。

四、计算桩受荷段所受作用力

4.1 求滑坡推力、判断滑坡稳定性

根据要求，取K=1.0和K=1.05分别计算滑坡推力，计算公式为：

i i i i i i i i i i L C W E KW E --+=-ϕαψαtan cos sin 1

采用电子表格进行计算，计算结果如下：

表4-2

当K=1.05时，由计算结果可知，在滑体前缘滑体稳定。在设计抗滑桩时，取K=1.15，计算结果如下：

由此可知，滑体不稳定。初步决定抗滑桩设于第13块滑体末端，桩体附近的滑体厚度为13.0m ，取桩间距为6m 。

每根桩承受的水平推力T=2230.8×6=13384.8kN

4.2 求桩前滑体抗力

滑动面以上桩前的滑体抗力，可由极限平衡时（K=1.00）滑坡推力曲线或由桩前被动土压力确定。设计时选用其中小值。

由表4-1知，当K=1.00时，在第13块滑体末端，剩余下滑力为负，若让第14块土体滑动，则所需推力为：2120.61×sin3.76+2120.61×cos3.76×tan9+14.78×17.21=728.58kN/m

桩前被动土压力为（由于桩后土体非水平，取m h 5.61=）：

37.1)2

45(tan 1

2=+

︒=ϕp K

m kN K h c K h E p p p /58.89822

1

11211=+=γ

桩前被动土压力大于桩前剩余抗滑力，故桩前抗力按剩余抗滑力控制。

每根桩的剩余抗滑力P=728.6×6=4371.6kN

4.3 抗滑桩滑面处外力计算

按要求，滑坡推力与桩前抗力均按梯形分布。滑坡推力合力与桩前抗力合力作用点位于抗滑桩出滑面以上：13×0.4=5.2m 。

滑面处剪力：kN Q 2.90136.43718.133840=-=

滑面处弯矩：m kN M /64.468682.56.43712.58.133840=⨯-⨯= 把梯形分布抗滑力看为矩形和三角形分布，易得：

m kN q kN T /84.41113/92.5353,92.5353===矩形 m kN q kN T /52.1235,88.8030max ==三角形

把梯形分布的桩前抗力看为矩形和三角形分布，易得：

m kN q kN T /51.13413/64.1748,64.1748===矩形 m kN q kN T /53.403,96.2622max ==三角形，如下图所示：

图4—1