《岩土工程课程设计》指导书.

2015年《岩土支挡与锚固设计》课程设计指导书

总说明

1、每个同学完成2个课设：单元03为必作；单元01、02任选一个。

2、集中完成时间6月29日～7月5日

§1 设计单元01：抗滑桩设计

一、设计步骤及主要公式

（1）选定布桩位置，根据桩前滑体是否会滑走，确定单位设计推力（每延米设计推力）。

当桩前滑体可能滑走时，不计其抗力，单位设计推力为

F＝T；

当前滑体不会滑走时，单位设计推力为

F＝T－mi n[P，E p]

式中，T－每延米剩余下滑力；

P－每延米剩余抗滑力；

E p－每延米被动土压力；

（2）确定桩的间距L、截面形状（a×b）和尺寸、埋入深度h2；计算桩的

变形系数α或β，按表2-1判定属弹性桩还是刚性桩。

表2-1

（3）单桩所受滑坡推力＝T ×L 。按悬臂梁计算受荷段桩身内力、滑面处剪力（Q 0）和弯矩（M 0）；

（4）按刚性桩或弹性桩计算锚固段桩身内力、桩侧应力。计算公式参见《路基》（第二版，人民交通出版社，1997）P.270－290。

（5）桩身配筋计算。取最大弯矩M max 进行正截面受弯承载力验算： 基本公式：

⎪⎭⎫ ⎝

⎛

-⋅⋅⋅≤201x h x b f M c α （2－1）

s y c A f x b f =⋅⋅⋅1α （2－2）

限制条件：

0h x b ⋅≤ξ （2－3）

min ρρ≥ （2－4）

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛

=%45,

2.0max min

y t f f ρ （2－5） 0

bh A s

=

ρ （2－6） （上述详见《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条） （6）取最大弯矩Q max 进行斜截面受剪承载力验算： 基本公式：

0025.17.0h s

A f bh f V V sv

yv t cs ⋅⋅

+⋅=≤ （2－7） 限制条件：

⎪⎪⎩⎪⎪⎨

⎧⋅⋅≤≤⋅⋅≤≤0000

20.0,625.0,4bh

f V b

h bh f V b

h c c c c ββ （2－8） %10024

.0min ,⨯=≥yv

t

sv sv f f ρρ （2－9） （上述详见《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.5条） （7）桩侧应力复核。要求锚固段桩侧应力不大于地层的侧向容许应力。 当地层为岩层时，桩的最大侧向压应力不大于地层的侧向容许承载力[σH ]。

max H []σ≤σ （2－10） H H []K R σ=⋅η⋅ （2－11）

式中，R －岩石单轴抗压强度；

η－折减系数(根据岩层裂隙、风化及软化程度)

K H －在水平方向的换算系数(完整程度、层理产状、胶结物及胶结程度） 当地层为土层或风化成土、砂砾状岩层时，桩身发生转动变位，当达到极限状态时，桩前土体产生被动土压力，桩后产生主动土压力。

桩身侧向压应力≤[被动土压力－主动土压力]

通常仅验算滑面以下2/3h 2和h 2处。

二、主要参考书及规范

1、《路基》（第二版，人民交通出版社，1997）P.591－636。

2、《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2006）

3、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

三、设计任务书及要求

（一）设计资料 1、滑坡基本特征 （1）地形地貌

李家坪滑坡下滑体为土质滑坡，滑坡平面为纺锤形，详见综合工程地质平面图滑体长240～360m，宽260～340m，前缘阶地高程170m、后缘高程245m，坡面平均坡度10°，局部大于30°，滑坡面积15.6×104m2，体积约为3.56×106m3。

滑体西侧边界为齐家河沟，东侧边界为邹家河沟，其地貌形态见（图

2.1.1-1）两条河沟均发源于滑坡后部黄陵城山。

西侧齐家河沟大部分地段见到基岩出露(图2.1.1-2)，是比较明显的滑坡边界线，滑坡后缘中部基岩亦有零星分布；

东侧为邹家河沟，沟谷切割较深，最大下切深度约为15m，沟谷中未见基岩出露；

后缘除中部有零星基岩分布外，其余地段均为为第四纪坡积层覆盖。山地工程揭露坡积层厚度约为1.50～3.50m。

（2）滑坡体的物质组成及结构特征

(1)滑体

滑体物质主要为黄褐色、红褐色含碎石粉质粘土，粉质粘土为可塑～硬塑，局部为软塑，碎石粒径一般为2～5cm，含量一般为10～20%。偶见粒径可达3-5m 的块石。块石及碎石成分主要为泥岩及砂岩，砾石磨圆度较差。

滑体局部可见碎石含量约为50～60%碎石层，碎石层呈透晶体存在，该层无论在水平上、还是在垂直上的均呈无规律的分布，碎石呈棱角状，分选性较差，充填物为黄褐色、红褐色粉质粘土。

滑体厚度呈东薄西厚，东部厚度约为2.00～18.00米，西部厚度约为20.00～40.0米。

(2)滑带

滑带主要由红褐色、黄褐色粉质粘土组成，可塑，局部软塑，含5～10%的碎石，碎石呈棱角状，粒径一般为1～2cm，偶遇块石。

按滑带下覆地层岩性可分为粘性土层的软弱剪切面（简称土层滑带）及土岩剪切面（简称岩层滑带）。现分述如下：

土层滑带：主要分布于前缘地带，剪切面高程为180m以下。ZK1揭露深度为12m、高程167m，ZK11揭露深度为10m、高程167m。TK1及TK2粘性土深度为10m,高程为179m、175m。ZK1、ZK11岩芯可见明显擦痕，探井滑面倾向190～210