深基坑工程排桩.pptx

1灌注桩排桩悬臂式支护结构单(多)支点混合支护结构内撑式支护结构由支护结构体系和内撑体系两部分组成。支护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型式。内撑体系根据不同开挖深度又可采用单层水平支撑及多层水平支撑，分别如图4－3、图4－4所示。内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管(或型钢)支撑两种。钢筋混凝土支撑体系的优点是刚度好、变形小，而钢管支撑的优点是钢管可以回收，且加预压力方便。有的采用空间结构体系，图4－5为一基坑工程空间结构支撑体系示意图。拉锚式支护结构由支护结构体系和锚固体系两部分组成。支护结构体系同于内撑式支护结构。锚固体系可分为锚杆式（图4－6）和地面拉锚式（图4－7）两种。随基坑深度不同，锚杆式也可分为单层锚杆、多层锚杆。地面拉描式需要有足够的场地设置锚桩，或其它锚固物。锚杆式需要地基土能提供锚杆较大的锚固力。锚杆较适用于砂土地基，或粘土地基。由于软粘土地基不能提供锚杆较大的锚固力，所以很少使用。第三章排桩的设计3.1悬臂桩的设计计算
3.1.1计算原理
悬臂桩主要依靠嵌入土内的深度，来平衡自重应力、地面荷载及渗流等形成的侧压力。因此首先要计算插入深度。其次还要计算桩所承受的最大弯距，以便核算钢板桩的截面及灌注桩直径和配筋。
悬臂桩看似一端固定的悬臂梁，实际上二者有根本的不同之处。首先是悬臂桩难以确定固定端位置，因为桩在两侧土压力作用下，每个截面都会发生水平方向的位移和转角变形。其次，嵌入坑底以下部分的作用力很复杂，难于确定。因而期望以悬臂梁为基本构件体系，考虑桩墙和土体的变形一致来进行解题将是非常复杂的。现行的计算方法均是：先对构件在整体失稳时的两侧荷载分布作一些假设，然后简化为静定的平衡问题来进行解题。目前悬臂桩的计算方法有四类：静力平衡法，杆系有限单元法，共同变形法和有限单元法。静力平衡法简单而近似，在工程设计计算中被广泛应用；后三种方法正成为研究的热门，但要广泛用于工程设计计算尚待进一步发展。下面重点介绍一下静力平衡法。
古典的静力平衡法认为悬臂桩在主动土压力作用下，将趋向于绕桩上的某一点发生转动，从而使土压力的分布发生变化。桩后土压力由主动土压力转到被动土压力，而桩前土压力则由被动土压力转到主动土压力。
静力平衡法常用的土压力分布形式如下页图所示，(a)图比较接近实际的土压力分布，是实际曲线的初步简化，
(b)图是的进一步简化，将旋转点以下的被动土压力
近似的用一个通过其中心的集中力代替。(a)图中的插入深度
t0可用(b)图中的x代替，但必须满足绕C点的静力平衡条件。嵌固深度计算（1）第一种情况（规范法）当确定悬臂式及单支点支护结构嵌固深度设计值（构造要求）（2）第二种情况-布鲁姆法（Blum）布鲁姆法（Blum）
布鲁姆法的基本原理如下图，用原来板桩脚出现的被动土压力以一个集中力Ep'代替。
如图（a）所示，对桩底C点取矩，则有u可根据净土压力零点处板桩前被动土压力强度与墙后主动土压力强度相等的关系求得，即3.1.3最大弯矩计算注意，该值系指沿桩身在基坑侧壁每延长米上所承受的最大弯矩，其单位为，而每根桩桩身所受最大弯矩，还需将该值乘以桩的间距，即

式中，的单位为；例题3-1（P123，例）解沿支护墙长度方向取1延米进行计算
主动土压力系数：

被动土压力系数：

基坑开挖地面处土压力强度：

土压力零点据开挖面的距离

开挖面以上桩侧地面超载引起的土压力：

其作用点据地面的距离：

开挖面以上桩后侧主动土压力：

其作用点距地面的距离

桩后侧开挖面至土压力零点净土压力：

其作用点据地面的距离：

作用于桩后的土压力合力：

其作用点距地面的距离

将上面计算得到的值代入下式：

经整理得：
解得：
取增大系数为，则桩的最小长度为：

最大弯矩点据土压力零点的距离为：

最大弯矩为
单支撑（锚拉）支护结构内力计算的计算方法主要有以下几类：
（1）古典钢板桩计算理论
将土压力作为已知荷载，不考虑墙体的变形，亦不考虑支撑的变形，将有支撑处视为墙体的刚性支承点。这种方法对于自由端支承（浅埋）有静力平衡法，对于弹性嵌固支承（深埋）有等值梁法。
（2）弹性支点法
将土压力作为已知荷载，考虑墙体的变形和支承的变形，有支承处都作为墙体的弹性支承点。
（3）共同变形理论
土压力随着墙体的变位而变化，考虑墙体和支承的变形。如包括土体的有限单元法，森重龙马法。（1）静力平衡法
静力平衡法适用于单支撑（锚拉），桩墙入土深度较浅，视为单支点梁时的计算，计算简图见下图。将墙前的土压力和墙后的土压力对A点取矩，要保持墙体不发生转动，应有∑MA＝0，即：（2）等值梁法
等值梁法用于计算桩墙下端为弹性嵌固时的情况，通常围护结构需要有较大的插入深度。
等值梁法首先假定在桩墙底部墙后的被动土压力为