高层建筑施工32深基坑排桩支护结构课件.pptx

高层建筑施工32深基坑排桩支护结构按基坑开挖深度及支挡结构受力情况，排桩支护可分为一下几种情况。
（1）无支撑（悬臂）支护结构：当基坑开挖深度不大，即可利用悬臂作用挡住墙后土体。
（2）单支撑结构：当基坑开挖深度较大时，不能采用无支撑支护结构，可以在支护结构顶部附近设置一单支撑（或拉锚）。
（3）多支撑结构：当基坑开挖深度较深时，可设置多道支撑，以减少挡墙的压力。一、无支撑排桩支护结构
无支撑排桩支护结构也亦即悬臂式桩排支护结构（悬臂板桩的变位及土压力分布图见图3-6），可由多种桩型组成，本节只涉及相间或密排插入基坑底面以下一定深度的钢筋混凝土桩，桩顶设置钢筋混凝土锁口梁，桩体承受水平推力，锁口梁调节各桩受力和水平位移的支护结构体系。挡土深度视地质条件和桩径而异，一般不宜超过6m。图3-6悬臂板桩的变位及土压力分布图
a.变位示意图b.土压力分布图c.悬臂板桩计算图
d.Blum计算图式悬臂桩支护结构静力计算主要目的有二个：（1）悬臂桩桩身插入基底面以下的最小入土深度Dmin；
（2）桩身最大弯矩及所在位置，以计算桩身的截面和配筋。
（一）结构静力计算模型
钢筋混凝土桩插入基底面以下的深度可以根据静力平衡条件确定：如图3-7所示，通过主被动两侧土压力对C点的力矩平衡，解式（3-12），即可得最小入土深度Dmin。
（3-12）

式中MEa1，MEa2——分别为基底以上及以下主动土压力之合力对C点的力矩（kN.m）；
MEP——被动土压力对C点的力矩（kN.m）。
桩的设计长度应按下式确定：
（3-13）

式中H——基坑开挖深度（m）；
——增大系数，基坑底以下土质较好时取1.2；反之取1.4（二）计算步骤
1.土压力计算包括主动和被动压力和超载影响的计算。桩的入土深度为未知，可设为Dmin，这部分的土压力暂以包含Dmin的式子表示。
2.力矩平衡计算分别计算主、被动土压力对C点的力矩，再按照力矩平衡条件，列出平衡方程，一般为Dmin的三次方程。
3.解方程，得出Dmin。
4.求剪力为零点深度，对该深度截面计算弯矩，即为最大弯矩Mmax。
5.根据Dmin确定桩的设计入土深度，根据Mmax确定适当的桩径、桩距和桩的配筋。一、土压力计算
根据本题题意，公式（3-3）和（3-11）可以推导出公式（3-14）和（3-15），计算结果如表（3-5）和（3-6）所示。
（3-14）

（3-15）///主动区力矩合计：
1.55Dmin3+25.83Dmin2+143.35Dmin+265.2
被动区力矩合计：
6.46Dmin3+14.28Dmin2
根据平衡条件可得：
4.91Dmin3-11.55Dmin2-143.35Dmin-265.2=0
解之，得:Dmin=7.33m桩的设计嵌入深度取:1.2Dmin=8.8m≈9m
桩的总长为:6+9=15m3.求最大弯矩
设剪力零点位于基底以下x处，该点以上主动土压力合力为：
（51.66×5.55）／2+51.66x+0.5（γ·x·Ka）x=4.655x2+51.66x+143.35
该点以上被动土压力合力为：
28.56x+0.5（γ·x·Kp）x=19.38x2+28.56x令两者相等，得：
14.725x2-23.1x-143.35=0解得x=4.0m
对该截面求矩即得最大弯矩Mmax
Mmax=143.35×（5.55／3+4）+51.66×4×4／2+4.655×42×4／3-28.56×4×4／2-19.38×42×4／3=709.4kNm
至此计算完毕，接着可按最大弯矩选择适当的桩径、桩距和配筋。但尚应注意计算所得Mmax是每延米桩排的弯矩值，应乘以桩距，并乘以荷载分项系数1.25之后，才是单桩弯矩设计值。（四）钢筋混凝土悬臂桩排结构设计要求
1.悬臂钢筋混凝土桩的配筋应按钢筋混凝土受弯构件计算和配筋，并应按规定采取构造措施。圆形截面桩宜均匀配筋，在土质较好或采用人工挖孔桩确有施工保证可采用不均匀配筋，将抗弯钢筋集中布置在受拉边的弯矩作用平面左右各45°范围内，以增大抵抗力矩。
2.钢筋混凝土锁口梁厚度一般可为400～500mm，平面上外包桩体并突出50～100mm，沿基坑周边形成封闭结构。锁口梁按水平面内作用有正负弯矩的受弯构件配筋，每侧不宜少于3φ16，梁截面的总配筋率不小于0.4%，角撑可按构造设计为钢构件或钢筋混凝土构件。
3.支护的钢筋混凝土桩采用疏排布置时，在各桩中间的空隙部位或桩背后适当布置止水桩，防止渗水和土体从桩间流失。也可在基坑开挖过程中逐步砌筑砖拱防渗。无论采用何种方式，其强度和构造应保证能可靠地将土水压力传递给桩身。二、有支撑排桩支护结构
有支撑排桩支护结构常见的有顶端支撑的排桩支护结构和桩锚式支护。在实际工程应用中，后者更为普遍。
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