抗滑樁課程設(shè)計(jì)

1、巖土工程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)1基礎(chǔ)計(jì)算1.1土壓力計(jì)算：含計(jì)算數(shù)據(jù)、計(jì)算過程、土壓力示意圖參數(shù)：1) 土體分層：3層2) 計(jì)算深度：6m3) 地下水埋深：2m4) 單層厚度：2m5) 單層土參數(shù)分層內(nèi)聚力C（KPa）內(nèi)摩擦角（°）土體密度（g/cm3）第一層10402第二層60301.8第三層60101.85靜止土壓力的計(jì)算土層土的有效重度 i KN/m3深度分層厚hi重度i KN/m3 豎向自重應(yīng)力c(Kpa)靜止土壓力系數(shù)側(cè)向壓力壓強(qiáng)p0=K0c (Kpa)靜止土壓力分布圖第一層1=1g=202220400.3614.4第二層8428560.5028第三層8.5628.5730.8360

2、.59靜止土壓力： Ea=145.39KPa靜止土壓力作用點(diǎn)距地基距離：0.54m1.1.2主動(dòng)土壓力的計(jì)算土層土的有效重度 i KN/m3深度(m)朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=tan2(45°-/2)內(nèi)聚力C(Kpa)主動(dòng)土壓力壓強(qiáng)a=zKa-2cKa1/2主動(dòng)土壓力分布圖第一層2020.2210-0.58第二層840.0760-28.95-27.83第三層8.560.3360-50.45-44.84主動(dòng)土壓力： Ea=-152.65 KPa主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距離墻底距離：0.56m1.1.3被動(dòng)土壓力的計(jì)算土層土的有效重度 i KN/m3深度(m)朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=tan2(45

3、°+/2)內(nèi)聚力C(Kpa)被動(dòng)土壓力壓強(qiáng)a=zKa+2cKa1/2被動(dòng)土壓力分布圖第一層2024.6010226.90第二層843.0060327.85375.85第三層8.561.4260222.52246.66被動(dòng)土壓力：Ea=1505.11 KPa作用點(diǎn)距離：0.39m1.1 滑坡推力計(jì)算：含計(jì)算數(shù)據(jù)、計(jì)算過程、滑坡推力示意圖參數(shù)：1) 內(nèi)聚力：100KPa2) 內(nèi)摩擦力：10°3) 土體密度：2g/cm34) 滑坡數(shù)角度（°）長度 m第一滑面5045第二滑面4050第三滑面9.3405) 地表參數(shù)角度（°）長度 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滑坡推力的計(jì)算滑坡體斷面圖1.1.2條塊單位寬度重力Gn=VnG1=2174.40 KNG2=635.60KNG3=1458.40KNG4=1824.20KNG5=3611.40KN1.1.3、計(jì)算傳遞系數(shù)由公式=cos(n-1-n)-sin(n-1-n)tann2=0.953=14=1.025=11.1.4從第一個(gè)條塊開始計(jì)算每延米推力由公式Fn=tGnsinn-Gnconntann-cnln+Fn-1F1=25.73KNF2=-3710.51KNF3=-6975.62KN因此作用在樁上的單位寬度的滑坡推力荷載為-6975.62

5、KN2 實(shí)例計(jì)算2.1 計(jì)算題目條件項(xiàng)目滑坡推力T(KPa)內(nèi)聚力C（KPa）內(nèi)摩擦角 （°）重度 （g/cm3）上部樁長h1 (m)參數(shù)7304191626162.2 計(jì)算流程：含計(jì)算步驟、每一步驟的計(jì)算公式樁的位置、平面布置、樁間距、樁位的設(shè)計(jì)樁型、樁長、錨固深度、截面尺寸的設(shè)計(jì)項(xiàng)目樁型樁長H（m）錨固深度h2(m)截面尺寸（am×bm）參數(shù)確定樁的計(jì)算寬度、選定地基系數(shù)計(jì)算寬度矩形樁 樁的寬度圓形樁 樁的直徑2.2.3.2地基系數(shù)查地基系數(shù)表可知項(xiàng)目橫向地基系數(shù)m0豎向地基系數(shù)m參數(shù) 地基系數(shù)隨深度變化的比例系數(shù) 隨巖土類別而變化的比例常數(shù) 與巖土類別有關(guān)的常數(shù)K法當(dāng)

6、n=0，C為常數(shù)，即 適用于較完整的硬質(zhì)巖層，未擾動(dòng)的硬粘土和性質(zhì)相近的半巖質(zhì)地層。m法當(dāng) ， 時(shí)， ，C值呈三角形變化規(guī)律，適用于一般硬塑至半堅(jiān)硬的沙粘土、碎石類土或風(fēng)化破碎呈土狀的軟質(zhì)頁巖以及密度隨深度增加的地層。參考：表5-1、表5-2計(jì)算樁的變形系數(shù)或及換算深度h或h，來判斷按彈性樁 或剛性樁來計(jì)算選擇混凝土型號(hào)，查混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002),取彈性模量E項(xiàng)目材料彈性模量E參數(shù)a) 法 剛性樁 彈性樁b) 法 剛性樁 彈性樁受荷段內(nèi)力計(jì)算（確定M0、Q0）每根樁的水平推力T樁前被動(dòng)土壓力樁前抗力P=滑坡推力和樁前抗力的分布 滑面處剪力滑面處彎矩錨固段內(nèi)力計(jì)算。根據(jù)樁

7、底的邊界條件采用相應(yīng)的計(jì)算公式求算滑面處的水平位移和轉(zhuǎn)角及其下若干點(diǎn)（剛性樁一般每深1m取一點(diǎn)，彈性樁0.2m）的側(cè)向彈性力、截面剪力，彎矩等，同時(shí)求出最大剪力及其位置，最大彎矩及其位置。2.2.6.1 彈性樁錨固段內(nèi)力計(jì)算a)K法式中： 、 、 、 K法的影響函數(shù)值當(dāng)樁底為固定端時(shí)當(dāng)樁底為鉸支端時(shí)當(dāng)樁底為自由端時(shí)b)m法式中： 、 、 、 錨固段樁身任一截面的位移（m）、轉(zhuǎn)角（rad）、彎矩（kN·m）、剪力（kN）。 、 、 、滑動(dòng)面處樁的位移（m）、轉(zhuǎn)角（rad）、彎矩（kN·m）、剪力（kN）； 、 、 、 隨樁的換算深度 而異的m法的影響函數(shù)值，E混凝土的彈性模量

8、，（kN/m2）；J樁的截面慣性矩，m4。a) 當(dāng)樁底為固定端時(shí)b) 當(dāng)樁底為鉸交端時(shí)c) 當(dāng)樁底為自由端時(shí)剛性樁錨固段內(nèi)力計(jì)算a）未知參數(shù) 和轉(zhuǎn)角 b） 深處的側(cè)向位移 c) 深處的彈性抗力 d）滑動(dòng)面以下y深度處的樁截面的彎矩和剪力 e）剪力圖彎矩圖地基強(qiáng)度校核地基橫向承載力側(cè)向應(yīng)力 容許側(cè)向應(yīng)力.2豎向地基承載力驗(yàn)算 、 、 太沙基地基承載力系數(shù)地基容許承載力K 系數(shù)，取2樁的應(yīng)力F 樁底面面積 2.3 試算過程2.3.1第一次試算： 計(jì)算題目條件項(xiàng)目滑坡推力T(KPa)內(nèi)聚力C（KPa）內(nèi)摩擦角 （°）重度 （g/cm3）樁長h1 (m)參數(shù)14700192620332.3.

9、1.1樁的位置、平面布置、樁間距、樁位的設(shè)計(jì)樁位：滑坡體前緣2.3.1.2樁型、樁長、錨固深度、截面尺寸的設(shè)計(jì)項(xiàng)目樁型樁長H（m）錨固深度h2(m)截面尺寸（am×bm）參數(shù)矩形柱33112×22.3.1.3確定樁的計(jì)算寬度、選定地基系數(shù)計(jì)算寬度（m）地基系數(shù)查地基系數(shù)表可知項(xiàng)目豎向地基系數(shù)m0橫向地基系數(shù)m參數(shù)40002000采用m法計(jì)算地基系數(shù) =2000y2.3.1.4判斷樁的性質(zhì)項(xiàng)目材料彈性模量E參數(shù)C30混凝土3×107樁的變形系數(shù)“m法” 剛性樁2.3.1.5受荷段內(nèi)力計(jì)算（確定M0、Q0）每根樁的水平推力T（KN）樁前被動(dòng)土壓力（KN）樁前抗力P=1

10、2438.47（KN）滑坡推力和樁前抗力的分布 （KN/m）（KN/m）滑面處剪力(KN)滑面處彎矩(KN.m)2.3.1.6剛性樁錨固段內(nèi)力計(jì)算a) 未知參數(shù) 和轉(zhuǎn)角 (m) (rad)b) 深處的側(cè)向位移 c) 深處的彈性抗力 d) 滑動(dòng)面以下y深度處的樁截面的彎矩和剪力 e) 剪力圖彎矩圖2.3.1.7地基強(qiáng)度校核a) 地基橫向承載力距離滑面深度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存在不滿足 條件，不滿足b) 7.2錯(cuò)誤原因分析：計(jì)算單樁承受的水平推力沒有考慮樁間距，同時(shí)樁截面太小?，F(xiàn)更改樁截面尺寸為3×4同時(shí)，更改計(jì)算方式第二次試算： 計(jì)算題目條件項(xiàng)目滑坡推力T(KPa)內(nèi)聚力C（KPa）內(nèi)摩擦角 （°）重度 （g/cm3）樁長h1 (m)參數(shù)1470019262033.1樁的位置、平面布置、樁間距、樁位的設(shè)計(jì)樁位：滑坡體前緣2.3.2.2樁型、樁長、錨固深度、截面尺寸的設(shè)計(jì)項(xiàng)目樁型樁長H（m）錨固深度h2(m)截面尺寸（am×bm）參數(shù)矩形柱33

12、113×42.3.2.3確定樁的計(jì)算寬度、選定地基系數(shù)計(jì)算寬度（m）地基系數(shù)查地基系數(shù)表可知項(xiàng)目豎向地基系數(shù)m0橫向地基系數(shù)m參數(shù)40003000采用m法計(jì)算地基系數(shù) =2000y2.3.2.4判斷樁的性質(zhì)項(xiàng)目材料彈性模量E參數(shù)C30混凝土3×107樁的變形系數(shù)“m法” 剛性樁2.3.2.5受荷段內(nèi)力計(jì)算（確定M0、Q0）每根樁的水平推力T（KN）樁前被動(dòng)土壓力（KN）樁前抗力P=37315.41（KN）滑坡推力和樁前抗力的分布 （KN/m）（KN/m）滑面處剪力(KN)滑面處彎矩(KN.m)2.3.2.6剛性樁錨固段內(nèi)力計(jì)算a) 未知參數(shù) 和轉(zhuǎn)角 (m) (rad)b)

13、深處的彈性抗力 c) 滑動(dòng)面以下y深度處的樁截面的彎矩和剪力 d) 剪力圖彎矩圖2.3.2.7地基強(qiáng)度校核a) 地基橫向承載力距離滑面深度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存在不滿足 條件，不滿足第三次試算： 計(jì)算題目條件項(xiàng)目滑坡推力T(KPa)內(nèi)聚力C（KPa）內(nèi)摩擦角 （°）重度 （g/cm3）上部樁長h1 (m)

14、參數(shù)730419162616.1樁的位置、平面布置、樁間距、樁位的設(shè)計(jì)樁位：滑坡體前緣.2樁型、樁長、錨固深度、截面尺寸的設(shè)計(jì)項(xiàng)目樁型樁長H（m）錨固深度h2(m)截面尺寸（am×bm）參數(shù)矩形柱2482×32.3.3.3確定樁的計(jì)算寬度、選定地基系數(shù)計(jì)算寬度（m）地基系數(shù)查地基系數(shù)表可知項(xiàng)目豎向地基系數(shù)m0橫向地基系數(shù)m參數(shù)40003000采用m法計(jì)算地基系數(shù) =3000y2.3.3.4判斷樁的性質(zhì)項(xiàng)目材料彈性模量E參數(shù)C30混凝土3×107樁的變形系數(shù)“m法” 剛性樁2.3.3.5受荷段內(nèi)力計(jì)算（確定M0、Q0）每根樁的水平推力T（KN）樁前被動(dòng)土壓力（KN）樁前抗力P=11808.29（KN）滑坡推力和樁前抗力的分布 （KN/m）（KN/m）滑面處剪力(KN)滑面處彎矩(KN.m)2.3.3.6剛性樁錨固段內(nèi)力計(jì)算a) 未知參數(shù) 和轉(zhuǎn)角 (m) (rad)b) 深處的彈性抗力 c) 滑動(dòng)面以下y深度處的樁截面的彎矩和剪力 d) 剪力圖彎矩圖2.3.3.7地基強(qiáng)度校核a) 地基橫向承載力距離