常用结构计算方法汇编之桥梁工程基坑开挖支护计算.pdf

1、 775 基坑开挖支护计算基坑开挖支护计算 5.1 土压力计算 在工程施工中，基坑开挖边坡稳定的分析与验算、深基坑支护的设置、临时支挡结构的设计与计算，以及地下结构和逆作法施工受力、稳定性核算等都需要进行土压力的计算。计算土压力的理论和力法有多种，常用的主要有W.J.M 朗金(Ran Kine)理论、C.A 库伦(Coulomb)理论和建筑地基基础设计规范(GB50017)方法等三种。其中应用最多的为朗金理论，这里主要简介这一理论土压力计算。5.1.1 主动土压力计算 当墙背竖直、光滑，其后填土表面水平，并无限延伸，不计土与墙间的摩擦力，主动土压力强度ap(kN/m2)可按下式计算(图3.5-

2、1)：图3.5-1 主动土压力计算简图 a)主动土压力计算；b)无粘性土；c)粘性土 无粘性土：aahKhp=)245(tan2o(3.5-1)粘性土：aaaKhKchp=)245tan(2)245(tan2oo(3.5-2)其中：)245(tan2=oaK(3.5-3)式中：墙后填土的重度(kN/m3)，地下水位以下用浮重度；h 计算主动土压力强度的点至填土表面的距离(m)；填土的内摩擦角()，根据试验确定，当无试验资料时。可参考表3.5-1数值选用；aK 主动土压力系数；c 填土的粘聚力(kN/m2)。78表3.5-1 土壤内摩擦角值参考数值 名称 粉砂土 细砂土 中砂土 粗砂土、砾砂土、

3、砾石 碎石土 粘性土 内摩擦角 1525 2030 2535 3040 4045 1030 发生主动土压力时的滑裂面与水平面的夹角为245+o。增高H，单位长度总主动土压力aE(kN/m)按下式计算：无粘性土：aaKHHE22221)245(tan21=o(3.5-4)主动土压力强度ap与深度h成正比，沿墙高的压力分布呈三角形，aE通过三角形形心，即在离墙底3/H处。粘性土：2222222212)245tan(2)245(tan21cKcHKHccHHEaaa+=+=oo(3.5-5)aE通过三角形压力分布图abc的形心，即在离墙底3/)(0hH处。式中：aKcch2)245tan(20=o(

4、3.5-6)【例3.5-1】挡土墙高5.2m，墙背竖直、光滑，填土表面水平，填土为砂土，其重度18=kN/m3，内摩擦角o30=，试求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力强度分布图。图3.5-2 土动土压力强度分布图【解】按式(3.5-1)计算墙底处(2.5=Hhm)的压力强度：)245(tan2=ohpa)23045(tan2.5182oo=2.31=kN/m2 79按式(3.5-4)计算主动土压力：)245(tan2122=oHEa)23045(tan2.5182122oo=12.81=kN/m 主动土压力作用点离墙底距离为：733.13/2.53/=Hm 主动土压力强度呈三角形分布如图

5、3.5-2所示。【例3.5-2】挡土墙高4.8m，墙背竖直、光滑，填土表面水平，填土为粘性土，其重度18=kN/m3，内摩擦角o20=，粘聚力10=ckN/m2，试求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力强度分布图。图3.5-3 主动土压力强度分布图【解】已知o20=，按式(3.5-2)计算墙顶处(0=h)土压力强度：)245tan(2)245(tan2o=oochpa)22045tan(102)22045(tan0182oooo=14=kN/m2 在墙底处(8.4=hm)的土压力强度bap由式(3.5-2)得：)245tan(2)245(tan2b=oochpa)22045tan(102)2

6、2045(tan8.4182oooo=36.28=kN/m2 主动土压力，由式(3.5-5)2222)245tan(2)245(tan21ccHHEa+=oo 18102)22045tan(8.4102)22045(tan8.41821222+=oooo 8056.45=kN/m 临界深度：587.1)22045tan(18102)245tan(2=ooochm 主动土压力aE作用点在离墙底的距离为：071.13/)587.18.4(3/)(=hHm 主动土压力强度分布如图3.5-3所示。5.1.2 被动土压力计算 当墙背竖直、光滑，填土水平，不计土与墙间的摩擦力，被动土压力强度pp(kN/m

7、2)可按下式计算(图3.5-4)：无粘性土：pphKhp=+=)245(tan2o(3.5-7)粘性土：pppKhKchp+=+=)245tan(2)245(tan2oo(3.5-8)其中：)245(tan2+=opK(3.5-9)式中：pK 被动土压力系数。其余符号意义同前。增高H，单位长度总被动土压力pE(kN/m)按下式计算：无粘性土：ppKHHE22221)245(tan21=+=o(3.5-10)图3.5-4 被动土压力计算简图 a)被动土压力计算；b)无粘性土；c)粘性土 pE通过三角形形心，即在离墙底3/H处。81粘性土：pppKcHKHcHHE221)245tan(2)245(

8、tan21222+=+=oo(3.5-11)pE通过梯形压力分布图的形心，即在离墙底cKHcKHHpp463+处。【例3.5-3】挡土墙底脚高2m(图3.5-5)，填土水平，土的重度19=kN/m3，内摩擦角o20=，粘聚力10=ckN/m2，试求被动土压力及其作用点距墙底的距离。【解】由题意已知19=kN/m3，o20=，10=ckN/m2。按式(3.5-8)计算墙顶处(0=h)土压力强度：图3.5-5 挡土墙的被动土压力)245tan(2)245(tan2a+=oochpp)22045tan(102)22045(tan0192oooo+=56.28=kN/m2 在墙底处(2=hm)的土压力

9、强度bpp由式(3.5-2)得：)245tan(2)245(tan2b+=oochpp)22045tan(102)22045(tan2192oooo+=07.106=kN/m2 被动土压力，由式(3.5-11)245tan(2)245(tan2122+=oocHHEp)22045tan(2102)22045(tan2192122oooo+=63.134=kN/m 被动土压力作用点离墙底距离为：808.0104)22045tan(219106)22045tan(219324)245tan(6)245tan(3=+=+oooooocHcHHm。5.1.3 特殊情况下土压力计算 82 填土面上有均布

10、荷载土压力计算 当墙后填土面上有均布荷载q作用时，可将均布荷载换算成位于地表以上假想的当量土层(等效的土层厚度)，即用假想的土重代替均布荷载，当量的土层厚度为qh=(填土的重度)。计算时，以BA为墙背(即hH+为墙高)，按假想的墙高、填土面无荷载的情况计算土压力强度，然后根据实际墙高范围内的土压力强度分布图计算土压力(图3.5-6)，今用朗金理论并以无粘性土为例，则填土面A点的土压力强度为：aaAhKhp=)245(tan2o(3.5-12)墙底B点的土压强度为：aaBKHhHhp)()245(tan)(2+=+=o(3.5-13)图3.5-6 填土面水平其上有均布荷载的土压力计算简图 则主动

11、土压力为土压分布图ABCD部分 aaKHHhHHhE)2()245(tan)2(2+=+=o(3.5-14)土压力的作用点在梯形的形心，在离墙底HhHhH+233(或aBaAaBaAppppH+23)处。【例3.5-4】挡土墙高5.5m，墙背直立、光滑填土面水平，并有均布荷载12=qkN/m2，填土的重度19=kN/m3，内摩擦角o34=，粘聚力0=c，试求挡土墙的主动土压力aE及其作用点。【解】将地面均布荷载换算成填土的当量土层厚度(图3.5-7)632.01912=qhm 在填土面处的土压力强度：)245(tan2=ohpaA 83)23445(tan632.0192oo=39.3=kN/

12、m2 在墙底处的土压力强度：)245(tan)(2+=oHhpaB)23445(tan)5.5632.0(192oo+=94.32=kN/m2 图3.5-7 填土面上有均布荷载的主动土压力分布图 则总主动土压力为：)245(tan)2(2+=oHHhEa)23445(tan195.5)25.5632.0(2oo+=92.99=kN/m 主动土压力aE作用在离墙底的距离为：005.25.5632.025.5632.0335.5233=+=+HhHhHm 墙背面垂直，填土面倾斜，上无荷载土压力计算 墙背垂直，其后填土面向上倾斜如图3.5-8所示，ABC为滑裂面，AC以上的土楔部分它的重量是：tan

13、tan1tan212=hW(3.5-15)假设土与墙间无摩擦力，则土压力与墙背面正交成水平，R是斜面AC上与斜面正交的力N和相切的tanN的合力，由于各力沿垂直R方向的分力互相平衡，可解得：)tan()tantan1(tan212+=hEa(3.5-16)为推导方便，设x1tan=，式(3.5-16)变为：84 图3.5-8 墙背垂直填土倾斜上无荷载土压力计算简图)tan1)(tan(tan212xxxhEa+=(3.5-17)取aE对x之第一次微分，并令其等于零，得：01cossintantan22=+xx 解之得：cossintantan1tantan12+=x 代入式(3.5-17)得垂

14、直墙背上无摩擦力时的最大土压力，即主动土压力为：aaKhhE2221)tancos(sinsin1(cot21=+=(3.5-18)同样，可求得被动上压力为：ppKhhE2221)tancos(sinsin1(cot21=(3.5-19)aE和pE的作用点，分别为墙高的3/H。【例3.5-5】挡土墙高5.0m，墙背直立、光滑，填土面倾斜，已知o10=，土的重度19=kN/m3，内摩擦角o35=，试求挡土墙的主动土压力aE及其作用点。【解】根据已知、值求得：955.0)10tan35cos35(sin35sin135cot)tancos(sinsin1cot=+=+=oooooaK 挡土墙的主动

15、土压力由式(3.5-18)得：8.226955.0519212122=aaKhEkN/m 动土压力aE作用在离墙底的距离为等667.13/0.53/=Hm。3 填土面上有局部均布荷载土压力计算 有两种荷载分布情况：第一种情况是距墙顶f处有连续均布荷载qkN/m2作用如图2-9a所示。其主动土压力的计算，可从荷载起点O引OC直线与水平线成245+o角，交 85墙背于C点。设C点以上不考虑均布荷载的作用，其主动土压力只是由于填土的自重所引起，土压力分布如图3.5-9a中ABa所示。C点以下考虑均布荷载的作用，由此所引起的主动土压力强度分布图形如acde所示。作用在墙背上总主动土压力为图形ABcde

16、面积，计算方法同前。第二种情况是距墙顶l处开始作用1l宽的均布荷载q如图3.5-9b所示，其主动土压力计算可从O点引OC与水平线交于C点，先设荷载是连续分布求出主动土压力强度分布图形如ABceg。再从局部均布荷载另一端O点引直线与水平线成245+o角，并交墙背于D点，因只有O点左侧才有连续均布荷载。O右侧并不存在均布荷载，所以主动土压力强度分布图形应在ABceg中减去adfg，图3.5-9b中ABcefda图形面积即为作用在墙背上的总主动土压力。a)距墙顶l处开始作用均布荷载 b)距墙顶l处开始作用1l宽均布荷载 图3.5-9 局部均布荷载作用下主动土压力计算简图【例3.5-6】挡土墙高6m，

17、距墙顶1.5m处有连续均布荷载10=qkN/m2(图3.5-10)，填土重度18=kN/m3，内摩擦角o30=，粘聚力0=c，试求主动土压力aE及其作用点，并绘出主动土压力强度分布图。【解】从荷载起点O引OC直线与水平线成ooo6023045245=+=+角交墙背于C点；则BC高度为598.2732.15.160tan5.1=om 则CA高度为402.3598.26=m 由填土自重引起的土压力强度为：36)23045(tan618)245(tan22=oooHpaAkN/m2 则主动土压力为：108)23045(tan61821)245(tan2122221=oooHEakN/m 局部均布荷载

18、换算成填土的当量土层厚度：556.01810=qhm 则CA处由局部均布荷载引起的土压力强度为 86336.3)23045(tan556.018)245(tan22=ooohppaAaCkN/m2 则主动土压力为：35.11402.32336.3336.32=+=aEkN/m 总主动土压力为：35.11935.1110821=+=+=aaaEEEkN/m 设总主动土压力作用点距墙底距离为y，则 972.135.119/)2/402.335.113/6108(=+=ym 主动土压力强度分布图如图3.5-10所示。图3.5-10 挡土墙局部均布荷载作用下主动士压力分布图(mm)4 墙后填土有地下水

19、土压力计算 当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和水压力两部分，计算土压力时，假设地下水位以上和以下的土的内摩擦角和墙与土之问的摩擦角相同；如墙背平滑和排水不良时，则墙背摩擦角0=；土的重度对地下水位以上采用天然重度，地下水位以下采用浮重度计算。以无粘性填土为例，在图3.5-11中abdec图形面积是水位以上填土所引起的土压力；cef图形面积是水位以下填土所引起的土压力；cfg图形面积是水引起的压力。墙背总压力为abdefgca图形面积。即 2)(2)2(22121hKKhhhEwaaa+=(3.5-20)式中：1h 地下水位线至墙顶的距离；2h 地下水位线至墙底的距离；土的浮容

20、重，10sat=kN/m3；sat 土的饱和容重；w 水的浮容重；其余符号意义同前。土压力E的作用点在abdefgca图形的形心处，其作用方向垂直墙背。87 图3.5-11 墙后填土有地下水土压力计算简图【例3.5-7】挡土墙高6m，墙后填土为无粘性土，顶面水平，天然土重度8.15=kN/m3，土的内摩擦角o30=，在地面下2m有地下水，填土的饱和重度为3.19sat=kN/m3(图3.5-12a)，试求作用在墙上的总压力(土压力和水压力之和)及作用点距墙底的距离。图3.5-12 墙后填土有地下水的土压力 a)土层情况 b)土压力分布图【解】由题意已知，21=hm；42=hm，10=wkN/m

21、3，3.9103.19=kN/m3 因土的内摩擦角不变，地下水位上下的主动土压力系数aK相同。墙顶和墙底部土压力强度为：53.10)23045(tan28.15)245(tan2211=ooohpakN/m2 93.22)23045(tan)43.928.15()245(tan)(22212=+=+=ooohhpakN/m2 水压力强度为 4041023=hpwakN/m2 全部土压力(包括土的主动土压力和水压力)为：45.157440214)93.2253.10(21253.1021=+=aEkN/m 总主动压力作用点离墙底的距离设为y，则：883/44)53.1093.22(5.02453

22、.10)3/24(253.105.0(+=y 45.157/)3/44405.0+735.1=m 主动土压力分布如图3.5-12b。5.2 土体直立壁最大开挖高度的计算 5.2.1 计算步骤 土方开挖，当土质均匀，且地下水位低于基坑(槽)底面标高时，挖方边坡可以做成直立壁且不加支撑。对粘土垂直允许最大高度maxh可以按以下步骤计算：图3.5-13 直立壁最大高度计算简图 令作用在坑壁上的土压力0=aE，即：02)245tan(2)245(tan2222=+=cchhEaoo(3.5-21)解之并令安全系数K(一般取1.25)，则：)245tan(2max=oKch(3.5-22)当坑顶护道上有

23、均布荷载q(kN/m2)作用时，则：qKch=)245tan(2maxo(3.5-23)式中：坑壁土的重度，kN/m3；坑壁土的内摩擦角，()；c 坑壁土的粘聚力，kN/m2；h 基坑开挖高度，m；aE 主动土压力，kN/m；maxh 直立壁开挖允许最大高度，m。5.2.2 计算实例 基坑开挖，土质为粉质粘土，土的重度为18.2kN/m3，内摩擦角为20，粘聚力为14.5kN/m2，基坑顶护道上均布荷载为1.5kN/m2，试计算坑壁垂直开挖的最大高度。解解 取25.1=K，由下式计算：m58.12.185.1)22045tan(2.1825.15.142)245tan(2max=oooqKch

24、 故直立壁开挖允许最大高度为1.58m。895.3 连续水平板或支撑的计算 5.3.1 计算简图 计算简图如图3.5-14所示。a)水平挡土板受力情况；b)立柱受力情况 图3.5-14 连续水平板式支撑计算简图 水平挡土板与梁的作用相同，承受土的水平压力的作用，设土与挡土板墙间的摩擦力不计，则深度h处的主动土压力强度为：令作用在坑壁上的土压力0=aE，即：)245(tan2=ohpa(3.5-24)式中：ap 深度h处的主动土压力强度，kN/m2；坑壁土的平均重度，kN/m3，其值为：321332211hhhhhh+=(3.5-25)h 基坑(槽)深度，m；坑壁土的平均内摩擦角，()；3213

25、32211hhhhhh+=(3.5-26)5.3.2 挡土板计算 挡土板厚度按受力最大的下面一块板计算。设深度h处的挡土板宽度为b，则主动土压力作用在挡土板上的荷载bpqa=1，将挡土板视为简支梁，如立柱间距为h时，则挡土板承受最大弯矩为：88221maxbLpLqMa=(3.5-27)所需木挡板的截面抵抗矩W为：90mfMWmax=(3.5-28)所需木挡板的厚度d为：bWd6=(3.5-29)5.3.3 立柱计算 立柱为承受三角形荷载的连续梁，也按多跨简支梁计算并按控制跨设计。当坑壁设二道横撑(图3.5-14b)其上、下横撑间距为1l，立柱间距为L时，则下端支点处主动土压力荷载为：Lpqa

26、=2(3.5-30)立柱受三角形荷载作用下端支点反力为：312lqRa=(3.5-31)上端支点反力为：612lqRb=(3.5-32)由此可得最大弯矩所在截面与上端支点的距离为：1578.0lx=(3.5-33)最大弯矩为：212max0642.0lqM=(3.5-34)最大应力为：WMmax=mf (3.5-35)当坑(槽)壁设多层横撑(如图3.5-15)，可将各跨间梯形荷载简化为均布荷载iq(等于其平均值)，如图中虚线所示，取其控制跨度求最大弯矩233max125.0lqM=，可同上法决定立柱尺寸。a)多层横撑支撑情况；b)立柱受力情况 图3.5-15 多层横撑的立柱计算简图 支点反力可

27、按承受相邻两跨度上各半跨的荷载计算，如图3.5-15b，中间支点的反力为：23322lqlqR+=(3.5-36)A、D两支点的外侧无支点，故计算的立柱两端的悬臂部分的荷载分别由上、下两 91支点承受。以上公式符号意义：mf 木材的抗弯强度设计值，MPa；b 挡土板宽度为，m；W 挡板的截面抵抗矩，cm3。5.3.4 横撑计算 横撑木为承受支点反力的中心压力件，可按下式计算需用截面积：ccfRA=(3.5-37)式中：cA 横撑木的截面积，mm2；R 横撑木承受的支点最大反力，N；cf 木材顺纹抗压及承压强度设计值，MPa；横撑木的轴心受压稳定系数；横撑木的长细比。值可按下式计算：木材强度等级

28、为TCl7、TCl5及TB20 当75时 22)80(11+=(3.5-38)当75时 23000=(3.5-39)木材强度等级为TCl3、TC11、TB17及TBl5 当91时 2)65(11+=(3.5-40)当91时 2300028=(3.5-41)5.3.5 计算实例 管道沟槽深2m，上层1m为填土，重度171=kN/m3，内摩擦角o221=，1m以下为褐色粘土，重度4.182=kN/m3，内摩擦角o232=，用连续水平板式支撑。试选择木支撑截面。木材为杉木，木材抗弯矩设计值10=mfMPa，木材顺纹抗压强度设计值10=cfMPa。解解 土的重度平均值：7.17214.18117=+=

29、kN/m3 内摩擦角平均值：ooo5.222123122=+=在沟底2m深处土的水平压力ap为：8.15)25.2245(tan27.17)245(tan22=ooohpakN/m2 92水平挡土板选用75mm200mm。在2m深度处的土压力作用于该板上的荷载1q为：16.32.08.151=bpqakN/m 木板的截面抵抗矩为5.18765.7202=Wcm3，抗弯强度设计值10=mfMPa，所能承受的 最大弯矩为：18751010105.18766max=MNm 立柱间距L按最大弯矩确定：18.21016.318758831max=qMLm，取2m。立柱下支点处主动土压力荷载2q为：6.3

30、128.152=LpqakN/m 立柱选用截面为15cm15cm方木，截面抵抗矩5.562615152=Wcm3，立木10=mfMPa，则立柱所能承受的弯矩为：56251010105.56266max=MNm 由此可求得横撑木间距为：67.1106.310642.018750642.032max=qMlm 为方便支撑，取1.5m，上端悬臂0.3m，下0.2m，如图3.5-16所示。1-水平挡土板；2-立柱；3-横撑木 图3.5-16 连续水平板式支撑布置尺寸(单位：mm)立柱在三角形荷载作用下，下端支点反力 8.1535.16.31312=lqRakN 上端支点反力 9.765.16.3161

31、2=lqRbkN 横撑木按中心受压构件计算。横撑木10=cfMPa，横撑木实际长度5.20=llm，初步选定截面为10cml0cm方木，所以长细比5.8610.0289.05.20=il91，所以有：9336.0)655.86(11)65(1122=+=+=横撑木轴心设计值N为：360001010036.00=cfANN=36kN15.8kN。5.4 连续水平板或支撑的计算 5.4.1横撑不等距(等弯矩)布置 计算简图如图3.5-17所示，横垫木和横撑木的间距为不等距支设，随基坑(槽、管沟)而深度变化。土压力增大而加密，使各跨间承受的弯矩相等。图3.5-17 连续垂直板式不等距计算简图 设土压

32、力1aE半均分布在高度1h上，开假定垂直挡土板各跨均为简支，则1h跨单位长度的弯矩为：mafdhEM682111=(3.5-42)将)245(tan212211=ohEa代入上式得：mfdh6)245(tan1612231=o(3.5-43)3221)245(tan38=omfdh(3.5-44)将mf、值代入上式得：3221)245(tan53.0=odh(3.5-45)其余横垫木(横撑木)间距，可按等弯矩条件进行计算：88883132211nanaaahEhEhEhE=L(3.5-46)将1aE、2aE、3aE、anE代入得：)(212212211hhhhhh+=)()(22123213h

33、hhhhh+=)()(21121=niiniinhhh 94解之得：1262.0hh=1352.0hh=1446.0hh=1542.0hh=1639.0hh=如已知垂直挡土板厚度，即可由上式求得横木(横撑木)的间距。一般垂直挡土板厚度为5080mm。横撑木视土压力的大小和基坑(槽、管沟)的宽、深采用100mm100mm160mm160mm方木或直径为80150mm圆木。以上各公式符号意义：1aE、2aE、3aE、4aE分别为平均分布在1h、2h、3h、4h高度上的土压力kN/m；1h、2h、3h、4h分别为由上至下水平横撑木的间距，m；1M、2M、3M、4M分别为1h、2h、3h、4h跨单位长

34、度的弯矩，kNm；h基坑(槽)管沟深度，m；d垂直挡土板的厚度，cm；mf木材的抗弯强度设计值，考虑受力不均因素，取10=mfMPa；土的平均重度，取18kN/m3；内摩擦角，()。5.4.2 横撑等距(不等弯矩)布置 计算简图如图3.5-18所示，横撑木的间距均相等，垂直挡土板与梁的作用相同，承受土的水平压力，可取最下一跨最大的板进行计算，计算方法与连续水平板式支撑的立柱相同，承受梯形分布荷载的作用，可简化为均布荷载等于其平均值，求最大弯矩8214maxhqM=，即可决定垂直挡土板尺寸。图3.5-18 连续垂直板式等跨支撑计算简图 横垫木的计算及荷载与连续水平板式支撑的水平挡土板相同。横撑木

35、的作用力为横垫木的支点反力，其截面计算也与连续水平板式支撑木计算相同。以上公式符号意义：1q、2q、3q、4q分别为作用在由上而下水平横支撑木间的荷载；1h等跨横撑木的间距，m；h基坑(槽、管沟)深度，m。5.4.3 计算实例 95已知基坑槽深为5m，土的重度为18kN/m3，内摩擦o30=，采用50mm厚木垂直挡土板，试求横垫木(横撑木)的间距。解解 基坑槽深5.0m，考虑试用4层横垫木及横撑木。最上层横垫木及横撑木间距为：24.2)23045(tan0.553.03221=oohm 由此可得下层横垫木及横撑木的间距为：39.124.262.062.012=hhm 16.124.252.05

36、2.013=hhm 5.5 抗滑桩设计 5.5.1 抗滑桩位置设计 某项目顶进箱涵在西孔箱涵北侧路基边坡箱涵接长范围内增设4根挖孔桩，桩长为20.15m，其中锚固端长度为8.9m。东西两侧各两根抗滑桩，桩径为1.2m，桩间净距为0.6m。其中靠近原箱涵的桩与接长箱涵框架外壁净距1.28m，远离原箱涵的桩与接长箱涵框架外壁净距1.68m，位置如图3.5-19所示。防幢栏杆箱涵外接部分第一节箱涵1.8m1.68m1.28m1.2m0.6m0.34m1.8m1.68m1.28m0.6m抗滑桩抗滑桩紧急停车道行车道1.2m 图3.5-19 抗滑桩平面布置图 5.5.2 抗滑桩结构设计 钢筋笼纵向受力主

37、筋采用25 HRB335螺纹钢筋，靠主动土压力一侧(即路基土体侧，受拉区)间距为140mm，布置14束(每束3根)，靠被动土压力一侧(即箱涵侧，受压区)间距为135mm，布置13束(每束2根)，混凝土保护层厚度为30mm。构造筋采用16HRB335螺纹钢筋，纵向间距2m。箍筋采用 8HPB235圆钢筋，纵向间距200mm。混凝土强度等级为C40，采用商品混凝土。采用M10水泥砂浆砌筑砖护壁，厚度为0.12m，结构如下图3.5-20所示。96 受拉区14束（每束3根）25 140箍筋8 200受压区13束（每束2根）25 135砼保护层厚度30mm构造筋1620001.2m 图3.5-20 抗滑

38、桩结构示意图 5.5.3 抗滑桩锚固长度计算 计算简图如图3.5-21所示。1.2m11.25mh抗滑桩F2F1GO 图3.5-21 抗滑桩锚固段计算示意图 主动土压力2F为：()()()23345(tan25.11182.125.11)245(tan25.11222ooo+=+=hhhF()2.80633.14337.62.125.112+=+hhh 被动土压力1F为：222127.732.1)23345(tan182.1)245(tanhhhhhF=+=+=ooo 桩身自重G为：()93.31726.2825.116.014.3252+=+=hhVG 97以O点为转点取矩：()6.0312

39、5.113112+=+GhFhF 即003.1274.35214.323=hhh 经过计算848.h=m，取98.h=m。抗滑桩锚固长度为8.9m。代入上式计算得4.25862=FkN，7.58031=FkN，4.569=GkN 5.5.4 混凝土抗滑桩的配筋及布置计算 钢筋笼纵向受力主筋采用25 HRB335螺纹钢筋，计算图如图3.5-22所示。1.2mrsr 图3.5-22 抗滑桩配筋计算示意图 采用混凝土结构设计规范GB50010-2002中下式计算：tssycrAfArfMsinsinsin3231+=o90=0.11=1.19=cfMPa C40混凝土，保护层30mm 混凝土截面13

40、1.142.12=Am2 6.0=rm 300=yfMPa 558.0203.06.0=drsm 25.021225.1225.1=t o45=t 以P截面受弯设计，计算受力简图如图3.5-23所示。1.2m11.25m抗滑桩F3P 图3.5-23 抗滑桩配筋截面计算简图 9.8052.125.11)23345(tan25.11182.1)245(tan223=ooohhFkN 则P截面弯矩M为：98125.302225.11319.80525.11313=FMkNm=3022125000Nmm 797.2750464160011311.190.132sin3231=ArfcNmm sstssyAArAf623.90957707.01558300sinsin=+=+398.33195623.90957797.27504643022125000=sAmm2 单根25钢筋截面积为490.9mm2+故钢筋根数为6.679.490=sAn 取68根 钢筋具体布置见抗滑桩结构设计图3.5-22。按结构设计图布筋，受拉区钢筋与全截面钢筋之比618.06842=t设计选用值0.25。故配筋布置符合要求。