下载文档原格式
第二部分支护结构的设计计算一、AB段支护本设计标高皆为绝对标高（吴淞高程）。
自然地面标高为12.0m，基坑开挖面绝对标高以底板垫层底标高计为6.7m，基坑挖深为5.3m。
地下水位按稳定地下水位埋深0.5m考虑。
地面均布超载按20kPa考虑，道路超载按10kPa考虑。
基坑安全等级按“二级”考虑，重要性系数Υ0＝1.0。
设计采用灌注桩进行支护。
----------------------------------------------------------------------[ 支护方案 ]----------------------------------------------------------------------排桩支护----------------------------------------------------------------------[ 基本信息 ]----------------------------------------------------------------------规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012内力计算方法增量法支护结构安全等级二级支护结构重要性系数γ0 1.00基坑深度H(m) 5.300嵌固深度(m)7.200桩顶标高(m)-1.000桩材料类型钢筋混凝土混凝土强度等级C30桩截面类型圆形└桩直径(m)0.800桩间距(m) 1.000有无冠梁无放坡级数1超载个数2支护结构上的水平集中力0----------------------------------------------------------------------[ 放坡信息 ]----------------------------------------------------------------------坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数1 1.000 1.000 1.000----------------------------------------------------------------------[ 超载信息 ]----------------------------------------------------------------------超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)130.000---------------210.0000.00015.00010.000条形---[ 附加水平力信息 ]水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号(kN)(m)倾覆稳定整体稳定[ 土层信息 ]土层数3坑内加固土否内侧降水最终深度(m) 5.800外侧水位深度(m) 1.000弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法基坑外侧土压力计算方法主动[ 土层参数 ]层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土0.3018.0---10.0015.002杂填土 5.5018.48.418.0010.003粘性土14.0019.59.5------层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa) 118.0---------m法 2.28---218.018.0010.00合算m法 2.80---355.044.6016.40合算m法8.20---[ 土压力模型及系数调整 ]----------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力内侧土压力内侧土压力名称调整系数调整系数1调整系数2调整系数最大值(kPa) 1杂填土分算 1.000 1.000 1.000 1.00010000.000 2杂填土合算 1.000 1.000 1.000 1.00010000.000 3粘性土合算 1.000 1.000 1.000 1.00010000.000 [ 工况信息 ]工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖 5.300---[ 设计结果 ]---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]---------------------------------------------------------------------- 各工况：内力位移包络图：地表沉降图：----------------------------------------------------------------------[ 截面计算 ]----------------------------------------------------------------------钢筋类型对应关系：d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB400桩的螺旋箍筋级别HPB300桩的螺旋箍筋间距(mm)200弯矩折减系数 1.00剪力折减系数 1.00荷载分项系数 1.25配筋分段数一段各分段长度(m)11.50[ 内力取值 ]段内力类型弹性法经典法内力内力号计算值计算值设计值实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)0.000.000.000.001基坑外侧最大弯矩(kN.m)387.96290.22484.96484.96最大剪力(kN)149.28130.39186.60186.60段选筋类型级别钢筋实配[计算]面积号实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB40012E224562[4307]箍筋HPB300d8@200503[895]加强箍筋HRB335D16@2000201----------------------------------------------------------------------[ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度: 1.00m滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 2.852圆弧半径(m) R = 16.258圆心坐标X(m) X = -0.022圆心坐标Y(m) Y = 9.037----------------------------------------------------------------------[ 抗倾覆稳定性验算 ] ----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:M p——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
深基坑支护结构理论计算方法摘要：本文介绍了常用的深基坑支护结构理论计算方法，将认可度比较高的计算方法进行了归纳，可为相关理论分析提供参考。
关键词：深基坑；基坑支护；理论分析0引言在深基坑支护结构理论计算方法的研究上，目前比较成熟且认可度较高的主要有以下三大类：经典方法、弹性地基梁法、有限元法[1]。
1经典方法经典方法主要有静力平衡法、等值梁法、Terzgahi法、弹性曲线法、等弯矩法及等轴力法[1][2]。
经典方法是基于力的平衡这一基础建立的理论方法。
这种方法主要是选用单位宽度受侧向荷载的梁系作为研究对象，如经典的等值梁法和1/2切割方法等，采用的土压力理论中，既有经典的朗肯土压力理论，也有Terzgahi-Peck表观土压力理论[3]。
该方法将围护结构看作是一条插入土体的竖向梁，假设支撑点固定不动，围护结构即成为一个受土压力的作用的多支承点的梁。
这种方法计算简便，适合手算，可近似的得出围护结构的内力，但计算结果误差较大，且无法同时求出围护结构的位移，无法根据施工情况的变化，求得围护结构确切的内力值。
而在计算机的大范围普及和有限元方法的不断推广情形下，该方法的应用也越来越少。
总之，由于经典方法无法分析不同施工工况下的内力情况，且未考虑土体与围护结构的变形因素，导致该方法逐渐散失了其原有地位。
2弹性地基梁法2.1 弹性地基梁法弹性地基梁法是基于经典法发展起来的一种改进型计算方法，该方法是在经典法的基础上，将土的作用等效成一系列弹簧的弹力作用，同时将支撑与锚杆也用弹簧进行替代，这样可以把整个支护结构看成是一弹性支撑的地基梁。
而计算弹簧刚度的方法有m法、E法、C法等，土压力理论一般采用经典的土压力理论，如库伦土压力理论及朗肯土压力理论。
弹性地基梁的解法主要有结构力学方法、解析法和有限元数值法等。
为方便计算，弹性地基梁法对支撑受力和桩入土段的受力进行了简化：在下一道支撑完成后，假设上一道支撑受力不变；对于入土段的受力情况作了两点假设，一是在土压力达到极限被动土压力时，可通过力的平衡进行求解，二是假定入土段的受力和变形有关[4]。
浅谈深基坑双排桩支护结构设计计算方法本文通过对深基坑双排桩支护结构的特点进行了详细的分析，然后对双排桩支护结构计算方法展开充分细致的研究，希冀通过本文的研究能够对相关的工程提供一定的借鉴与帮助。
标签：深基坑;双排桩;计算方法随着城市人口密度的不断增加和城市建设的不断发展，合理开发利用地下空间是城市可持续发展的要求。
中国主要城市的高层建筑和超高层建筑、地下商场、地下铁道、地下仓库、地下人防工程等都在大量的建设中，可能涉及到深基坑工程。
深基坑工程的突出特点是其设计和施工不仅要保证其自身的技术合理性和安全性，而且要控制其施工对环境的影响。
由于中国深基坑工程发展历史较短，理论研究、设计方法、施工经验、施工管理、监测手段等方面还不够完善。
工程经验不能满足基坑深度、规模和难度快速发展带来的挑战。
近年来，中国出现了一些基坑工程事件，深基坑施工对环境造成了很大的影响。
双排桩支护结构是一种新型的支护结构，由于其具有较大的侧向刚度，能够有效地防止支护结构变形，符合工程建筑加固的需要，逐渐成为深基坑支护结构的优先选择。
然而现在双排桩支护结构设计计算方法还不成熟，计算模型都难以反映结构实际受力特点，因此对此的研究具有重要意义。
1、深基坑双排桩支护结构的特点1.1深基坑工程的大特点基坑支护体系是一种安全储备小、风险高的临时性基坑支护体系。
基坑支护结构的作用复杂基坑开挖深度越来越深，规模越来越大，造价越来越高。
基坑工程具有较强的地域性和个性。
基坑是一个系统工程，具有很强的综合性。
基坑工程具有很强的时空效应。
1.2双排桩支护结构及其特点双排桩是一种新型的支护结构。
在排桩形式上，双排桩支护结构将原来密集的单排桩中的部分桩向后移动一定距离，从J山形成两排平行的钢筋混凝土桩，在桩顶用刚性连梁将排桩连接在一起，超静定空间门式刚架结构总是沿基坑的长度力形成的。
加固后桩间土可以起到比水的作用。
根据桩的不同用途，一般可分为双排圆形桩结构和双排板式结构。
浅析深基坑支护中混凝土灌注桩支护施工要点作者：王光成来源：《城市建设理论研究》2014年第01期摘要：常用的深基坑支护种类较多，这些深基坑支护可以分为水泥档土墙式、排桩及板墙式、边坡稳定式、逆作拱墙式等几种。
排桩与板墙式还包括了排桩式、板桩式、板墙式、组合式等几种。
本文要介绍的混凝土灌注桩就属于其中的排桩式支护。
应该指出的是，选择何种深基坑支护方式主要取决于周边环境要求、工程预算、开挖深度、基础施工方式等客观因素。
关键词：深基坑支护；混凝土灌注桩；支护施工中图分类号： TU37 文献标识码： A一、混凝土灌注桩支护设计（一）计算理论的选择深基坑支护最关心的是边坡的崩塌，也就是说支护的目的是阻挡在基础开挖时由四周向开挖处传来的土层的侧向压力。
在计算土层的侧向压力时通常会选择使用朗肯的土压力理论或者是库伦的土压力理论。
无论是朗肯还是库伦，他们的理论探究的都是在极限平衡状态之下来自周围土层的施加在挡土系统上的压力。
朗肯与库伦的不同之处在于朗肯是不论主动压力与被动压力，都从点应力计算压力强度再求出总土压力，即传统意义上的极限应力法；库伦则将周围的土层视做一个楔体，整体考虑其静力平衡直接求得总土压力。
这两种理论的缺陷是库化理论的计算结果是一条直线，而实际的压力是一条波浪曲线；朗肯的理论建立在假定的基础之上，假定墙背与填土之间没有压力，但是实际上这种摩擦力是存在着的。
从客观上来说，这两种压力都不可能百分之百吻合每一个施工现场的实际情况，但是这两种方法都有其科学性，实际的压力曲线总是围绕着这两道压力线而变化的。
对于板桩与连续墙等支护方式，上述两种方法较为实用，然而对于混凝土灌注桩而言，上述两种方法也可以使用，但是不如布路姆（Blum）的传统土压力理论来得更为切合实际。
（二）计算原理布路姆的理论模式为土压力的三角形理论，这种三角形与混凝土灌注桩所承受的来自土体的主动压力与被动压力形成的剪力形状较为一致，以入土深度求得静力平衡值，由有效嵌深求出支点锚固力来决定锚杆的工艺，由剪力为零求得最大弯矩点的深度就可以在适当的点位配以土层锚杆与横撑。
双排桩在深基坑工程中的应用介绍双排桩的基本知识，分析讨论双排桩的作用机理，介绍双排桩支护结构计算模型以及支护体系结构特点，结合实际工程进行双排桩支护结构的设计计算。
标签：双排桩;基坑工程;变形;稳定性引言：双排桩支护结构作为一种新型的支护形式，在基坑开挖工程应用中取得了良好的效果。
这种支护结构是由前、后两排平行的钢筋混凝土桩以及压顶梁、前后排桩桩顶之间的连梁（或板）形成类似门架的空间结构，属于悬臂式空问组合支护结构。
与单排桩悬臂式支护结构相比，双排桩支护结构具有更大的侧向刚度、可以明显减小基坑的侧向变形，不需架设支撑、挖土方便、施工速度快等优点口I。
因此，具有较高的应用价值.特别适用于基坑空间较大、不适于采用内支撑而又对水平位移要求较为严格的工程。
本文以某超大基坑工程为例，介绍了双排桩的设计和应用。
1 双排桩的基本概念双排桩是一种空间组合类悬臂支护结构。
将原来密集设置的单排悬臂桩改为前后两排均设置悬臂桩，呈平行结构形式，并在桩顶设置联系梁将前后桩体连在一起，沿着基坑边线方向布置的双排桩支护的空间结构体系。
双排桩一般是两排钻孔灌注桩，顶部钢筋混凝土横梁连结，必要时对桩间土进行加固处理。
使用双排桩可在一定程度上弥补单排悬臂桩变形大支护深度有限的缺点，适宜的开挖深度应视变形控制要求经计算确定;当设置锚杆和内支撑有困难时可考虑双排桩;坑底以下有厚层软土，不具备嵌固条件时不宜采用。
双排桩的支护形式非常灵活，常见形式有梅花形、丁字式、双三角形式、矩形格式、连拱式等，双排桩连梁的形式也是多种多样，有整体板式圈梁、横梁与纵梁连接形成的格栅式等。
2 双排桩的计算模型（1）土压力的空间效应由于两侧坑璧对中间土体的约束作用，作用在支护结构上的土压力随着距坑角的距离的减小而减小，其分布形式在距离坑角B范围内假定为抛物线，如图1所示。
土压力空间效益的影响范围，土压力空间效应影响系数为：图1 土压力空间分（2）冠梁对双排桩的约束作用冠梁的空间协调作用在双排桩支护结构中的作用是明显的，对于整个双排桩支护结构的稳定性起到重要的作用，计算模型中考虑冠梁的空间协调作用是必要的。
浅析双排桩在深基坑支护中的应用发表时间：2019-04-01T15:46:25.117Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：李红运[导读] 通过某路综合商场安置房双排桩基坑支护工程的应用，主要结论如下：由于本工程拆迁场地限制，无法进行整体地下室支护开挖。
中土大地国际建筑设计有限公司河北石家庄 050000摘要：双排桩支护结构侧向刚度大，在基坑深度较大情况下，即使不设置水平支撑，也能够有效地控制基坑围护结构的变形。
双排桩兼作永久结构可以节省造价，加快施工进度。
本文基于双排桩在深基坑支护中的应用进行了分析。
关键词：双排桩；深基坑支护；方案设计；施工1.工程概况及方案选择1.1工程概况本工程位于市区某路东南侧，现有场地标高-0.4m，地下二层，底板垫层底标高-9.4m，土方开挖深度9m，本基坑为3#-7#地下室基坑的一部分（5#-7#），西侧为3#、4#楼（因拆迁原因暂无法开挖），南向为三木家园，其余方向与道路相邻，场地无高压线，无重要管道穿过，主要土层：杂填土粉质粘土，碎石，粉质粘土，砂质粘土，全风化岩，强风化岩。
1.2方案选择由于西侧暂无法拆迁开挖，基坑无法闭合，不宜设计支撑式结构，为了保证基坑周边建筑物、管线、道路的安全和正常使用，以及主体地下室结构的施工空间，经项目设计人员综合考虑，采用双排桩基坑支护，安全等级一级。
2.双排桩基坑支护设计2.1设计要求根据《建筑基坑支护技术规程》，双排桩基坑支护设计主要要求：1.建立计算模型，2.土压力计算，3.双排桩的嵌固深度应符合嵌固稳定性的要求，对一般黏土沙土不宜小于0.6h，h为基坑深度。
4.刚架梁的宽度不小于d，高度不宜小于0.8d，双排桩排距宜取2d-5d，（d为桩径），刚架梁高度与双排桩排距的比值宜取1/6-1/3；2.2设计数据本基坑支护结构剖面图显示：5、6、7#楼基坑西侧放坡支护，其余三面双排桩支护，前后排采用900冲孔灌注桩，桩长16m，桩距1.5m，排距2.5m，刚架梁宽度0.9m，高度0.8m，桩顶标高-2.4m，坑顶标高-0.4m，底板垫层标高-9.4m，嵌固深度9m。
双排桩计算原理
双排桩是指两排桩，排间距3-5m，在前后两排桩之间的土体称为排间土拱。
双排桩分正、反两个方向受力，排间土拱弯矩作用显著，在有基坑开挖时，通常将两排桩竖直方向上的土拱称为“压弯拱”。
根据《建筑基坑支护技术规范》（GB50368-2005）和《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）的规定，双排桩支护结构的计算方法是：
（1）在不考虑排间土拱作用情况下，基坑开挖前，先假定桩间土压力为水平状态；基坑开挖后，先假设基坑内土压力为垂直状态。
（2）根据排间土拱的弯矩及位移计算值与实测值的比较分析可知，排间土拱效应对支护结构受力影响显著。
（3）根据双排桩支护结构中排间土拱效应的计算方法得出的结果，可以得到双排桩支护结构在基坑开挖前的设计依据和设计计算方法。
因此，双排桩支护结构是一种比较经济、有效的基坑支护形式。
在双排桩支护结构中，由于前后两排桩在竖直方向上受力不同，所以前后两排桩间的相互作用是通过排间土拱来实现的。
—— 1 —1 —。
双排桩桩支护结构在基坑支护中的应用实例分析摘要双排桩支护结构是由两排平行的钢筋混凝土桩以及桩顶的帽梁连接而成，如同嵌入土中的门式框架[1]，在某些特殊条件下，锚杆、支撑受到限制，单排悬臂又难以满足承载力要求时，可以采用双排桩支护结构。
双排桩为刚架结构抗侧移刚度大，不设内支撑，不影响土方开挖，不设置撑、锚，大大节约工期。
本文以成都规划馆综合楼项目深基坑支护工程为例，介绍了双排桩结构在特殊情况下应用的成功经验。
关键词深基坑；支护；双排桩前言双排桩的结构是类似于钢结构中的“门”式桁架梁。
在基坑支护中是在沿平行基坑方向布置两排支护桩，相对的支护桩采用连梁连接，在基坑边形成若干“门”式结构。
为加强各“门”式结构整体性，在双排桩的前、后排桩各设置一道冠梁，进而形成“门”式桁架梁[2]。
双排桩支护结构因由刚性冠梁与前后排桩组成一个空间超静定结构，整体刚度很大，加上前后排桩形成与侧压力反向作用的力偶原因，使双排桩支护结构位移明显减少。
1 工程概况成都市规划馆综合楼项目位于成都市高新区，北为蜀绣西路，东为交子北一路，南为锦辉西一街、西为交子北二路。
设3层地下，基坑开挖深度14.50m。
2 场地工程地质及水文条件2.1 地形地貌场地地形平坦，场地地貌单元属于岷江水系Ⅱ级阶地。
本次勘察揭露的地层由第四系全新统人工填土层、第四系上更新统河流冲、洪积层组成，下伏白垩系上统灌口组泥岩。
2.2 水文条件场地地下水类型为砂卵石层中的孔隙潜水和赋存于基岩中的裂隙水，其中孔隙潜水是本场地主要的地下水类型，其水位埋藏不深，水量丰富，对本工程基础设计和施工影响较大。
2.3 基坑工程设计地层参数3 设计简述3.1 周边环境条件保证基坑周边已有建筑和管线安全是本基坑工程施工设计施工重点和难点。
3.2 基坑工程设计概述基坑设计等级：一级。
基坑支护工程设计使用年限为1年。
基坑设计：本工程基坑支护根据不同基坑段开挖深度的不同、基坑周围地上建筑物的具体分布而将整个基坑划分为6段，整体采用桩锚支护结构。
基坑⽀护结构的计算第⼆部分基坑⽀护结构的计算⽀护结构的设计和施⼯，影响因素众多，不少⾼层建筑的⽀护结构费⽤已超过⼯程桩基的费⽤。
为此，对待⽀护结构的设计和施⼯均应采取极慎重的态度，在保证施⼯安全的前提下，尽量做到经济合理和便于施⼯。
⼀、⽀护结构承受的荷载⽀护结构承受的荷载⼀般包括–⼟压⼒–⽔压⼒–墙后地⾯荷载引起的附加荷载。
1 ⼟压⼒⑴主动⼟压⼒：若挡墙在墙后⼟压⼒作⽤下向前位移时随位移增⼤，墙后⼟压⼒渐减⼩。
当位移达某⼀数值时，⼟体内出现滑裂⾯，墙后⼟达极限平衡状态，此时⼟压⼒称为主动⼟压⼒，以Ea表⽰。
⑵静⽌⼟压⼒：若挡墙在⼟压⼒作⽤下墙本⾝不发⽣变形和任何位移（移动或滑动），墙后填⼟处于弹性平衡状态，则此时作⽤在挡墙上的⼟压⼒成为静⽌⼟压⼒。
以E0表⽰。
(3)被动⼟压⼒：若挡墙在外⼒作⽤下墙向墙背向移动，随位移增⼤，墙所受⼟的反作⽤⼒渐增⼤，当位移达⼀定数值时，⼟体内出现滑裂⾯，墙后⼟处被动极限平衡状态，此时⼟压⼒称为被动⼟压⼒，以Ep表⽰。
主动⼟压⼒计算主动⼟压⼒强度⽆粘性⼟粘性⼟⼟压⼒分布对于粘性⼟按计算公式计算时，主动⼟压⼒在⼟层顶部（H=0处）为负值，即表明出现拉⼒区，这在实际上是不可能发⽣的。
只计算临界⾼度以下的主动⼟压⼒。
⼟压⼒分布可计算此种情况下的临界⾼度Zc，进⽽计算临界⾼度以下的主动⼟压⼒。
被动⼟压⼒计算被动⼟压⼒强度⽆粘性⼟粘性⼟计算⼟压⼒时应注意不同深度处⼟的内聚⼒C不是⼀个常数，它与⼟的上覆荷重有关，⼀般随深度的加⼤⽽增⼤，对于暴露时间长的基坑，⼟的内聚⼒可由于⼟体含⽔量的变化和氧化等因素的影响⽽减⼩甚⾄消失。
、C 值是计算侧向⼟压⼒的主要参数，但在⼯程桩打设前后的、C值是不同的。
在粘性⼟中打设⼯程桩时，产⽣挤⼟现象，孔隙⽔压⼒急剧升⾼，对、C值产⽣影响。
另外，降低地下⽔位也会使、C值产⽣变化。
⽔压⼒作⽤于⽀护结构上的⽔压⼒⼀般按静⽔压⼒考虑。
有稳态渗流时按三⾓形分布计算。
浅谈双排灌注桩深基坑支护结构计算
摘要：深基坑双排灌注桩支护是在单排悬臂桩支护技术基础上新开发的一项技术。
它仍属于悬臂式支护结构类型。
工程实践证明：在稳定性较好的一般粘性土和砂土层中采用这种支护型式，与单排悬臂桩相比具有刚度大、位移小、支护高度大、节约投资等特点。
关键词：基坑支护；土压力；内力计算
0前言
单排悬臂桩支护已有较成熟的设计计算方法，而双排桩支护结构的设计计算则还处于研讨中，本文中依据作者近年来的工程施工设计实践经验，提出一套设计分析方法，供类似工程参考。
1 双排桩支护的受力特性
双排桩支护型式简单，前后排桩按一定排距布置成三角形或矩形平面，桩顶用现浇钢筋混凝土连梁或板连接起来，形成桩脚嵌固的刚架型式。
它虽属于悬臂支护型式，但受力机理与单排悬臂桩有本质的区别。
即桩间土对双排桩有土压力作用，而且作用力的大小与桩的排距大小有关，故双排桩支护结构可看成前后排桩都受到大小不等土压力作用的平面刚架。
把土视为弹性体，并取矩形平面单元，把桩视为梁单元，利用有限元法分析得后排桩失去挡土作用的距离b max 为：
式中：h—桩的挡土高度；t—桩的理论埋深；μ—土
的波松比，μ≤0.5；
偏保守地取μ=0.5，t=0.2h代入式(1)得：b max≈1.6 h；同理，经分析得：后排桩受力超过前排桩的临界点满足：
因此，可将双排桩土压力分布大致分为三种情况：
(1)当b ≤.125h时，后排桩承受全部土压力，前排桩通过横梁受到桩顶推力；双排桩土压力分布如图1(a)；按库仑强度理论，图1中滑楔与水平面夹角为45°+ 。
(2)当1.6h>b>0.125h时，前、后排桩同时受到土压力作用，横梁可能受
压或受拉：图1(b)。
(3)当b ≤1.6h时，前排桩承受全部土压力，后排桩起锚拉作用：如图1(c)。
（a）(b)(c)
图1支护特性分析
在工程实践中，桩排距与桩长相比较往往很小(距高比: )，因此，我们可以从图1(a)、(b)两种情况出发建立双排桩支护结构的概念。
即：以后排桩受土压力为主，前排桩承受横梁推力和桩间土压力。
2 边界条件的确定
2.1土压力分布的假设
双排桩支护结构属于刚性挡土墙范畴，土压力分布基本符合库伦土压力理论假定。
根据库伦理论，挡墙后土体达到极限平衡状态时，沿与水平面成45°+ 的斜平面滑移破坏形成滑楔，使挡墙受主动土压力。
当挡墙为双排桩时，我们假定：滑移面从前排桩脚往上延伸，以后排桩为界将滑楔分为两部分，则Ⅰ、Ⅱ部分和Ⅲ部分分别对前排桩和后排桩产生土压力作用，见图2。
图2土压力分布
根据土压力强度分布图形面积大小与滑楔面积成正比关系，将土压力分配到前后排桩上(如图2)。
当桩排距很小时，为简化计算，可视为全部土压力作用在后排桩上，即图1(a)情况。
至于被动土压力作用，则应理解为承受较大主动土压力者，亦应由较大的被动抗力相平衡。
我们可近似地按图3和(3)、(4)式对被动土压力进行分配。
式中：；
式中：N—横梁推力；MA、MB、MC、MD—分别为杆AB、CD的杆端弯矩。
(b)
图3土压力计算
2.2结构约束条件
(1)支座：采用双排桩支护要满足占用空间小、支护高度大、抗变形能力强的基本要求，因此桩要有较大的埋设深度，以满足柱脚作为固定支座的要求，从双排桩的含义出发，可根据其整体受水平荷载和水平抗力的静力平衡条件确定柱脚的最小埋深t0，即理论埋深t=kt0(k-安全系数，可取k=1.1~1.2)。
(2)柱计算高度ι的确定：ι与其边界约束条件有关，它不能等于h，也不是h+t0，而只可能是介于h和h+t0之间的某值。
准确确定l很困难，但当排距较小时，可按图4所示，按静力平衡条件求出力为零的位置作为柱计算高度，即，
则ι=h+μ+χ m当排距较大时，可将横梁作为受土压力较大的前排桩顶支点，按等值梁法[1]确定其ι值。
图4计算高度的确定
(3)刚架结点：横梁与前后排桩顶连接处，应设计成刚性结点，一般，横梁为既有水平位移又有结点转角的变形杆。
由于工程中横梁线刚度与桩相比很大，故可不计结点转角影响，并假定横梁两端水平位移相等，以简化分析计算。
3 土压力计算
采用各层土强度参数分层法[2]计算土压力，理论分析结果精确，但给刚架内力分析带来不便，可采用分层土加权平均方法确定统一的c、Φ值，再换算成等值摩擦角ΦD：
按均匀土计算土压力，既简化了土压力分布，又偏于安全。
4计算步骤
双排桩支护结构计算可按下列步骤进行：
(1)确定土力学有关参数，计算土压力系数ka和k p；
(2)按2(1)中方法计算并给出主动土压力分布图形；
(3)按2(2)中方法计算确定桩脚插入深度t0；
(4)按2(2)中方法计算确定刚架柱计算高度ι；
(5)按图2和(1)、(2)式确定被动土压力分布图形；
(6)用位移法计算刚架内力。
5 设计实例及分析对比
某工程地下室基底埋深9.27 m，在土方开挖和地下室结构施工时拟采用双排桩进行支护。
设计桩径D=600 mm，桩顶横梁截面尺寸为b×h=600×500mm，前后桩排距1.2m。
根据地质勘察报告提供的数据整理得表1。
项目土层重度酌
酌/kN·m-3 内聚力
Ck/kN·m-3 内摩擦角加权
平均值准准k/( °) 等值内摩擦角准准D/( °) 土压力系数
基坑开挖面以上土层18.87 34 18.1 52 k8 =0.12
基坑开挖面以下土层18.97 43.64 15.47 45 kp=5.83
5.1计算简图及计算结果对比
本文中按以下四种计算简图，对杆AB、CD进行分析计算，并列出计算结果，见图5及表2。
5.2分析讨论
通过以上计算对比分析讨论如下：
(1)土压力分布对内力计算结果影响较大，一般情况下将土压力全部作用
在后排桩上是不合理的。
(2)相同的土压力分布，横梁刚度愈大，水平位移则较小，推力较大，但是，分析结果的误差均在5%以内。
，在常用排距情况下，简化计算是可行的。
(3)相同的土压力分布，横梁刚度对内力也有一定影响，但计算误差是允许的。
(4)被动土压力的分布不同，对前排桩脚内力影响较大，它直接影响到计算结果的合理性，是一个值得进一步探讨的问题。
但不考虑前排桩受被动土压力(桩柱计算高度以上)是偏于安全的。
图5不同简图计算
6 结束语
本文中初步为双排桩支护结构提出了一套不成熟的分析计算方法。
受条件所限，以下两个问题尚应结合大量工程实践和必要的试验研究进行完善：一是土压力分配的合理性，二是刚架柱脚埋入深度和计算高度值的确定。
与其他支护形式相比，有施工设备及工艺简单、不占用有效工期和少占用施工场地等优点。
文中符号：
b—双排桩桩距；
bmax—后排桩丧失挡土作用的临界距离；
ea2i、ea1i—前、后排桩相应计算点的主动土压力强度(kN/m2)；
Ea2i、Ea1i—前、后排桩相应计算点的主动土压力(kN)；
Ep2、Ep1—前、后排桩相应计算点的被动土压力(kN)；
t—桩的理论埋深；
ι—桩的计算高度；
β、α—图示主动土压力的合力作用点的高度系数；
u—图示坑底面下的主动土分布高度；
χm—图示土反力零点至弯矩最大值发生点的距离；
V—桩截面剪力；
γ—土的重度(kN/m3)；
c—土的内聚力(kPa)；
Φ—土的内摩擦角(°)；
ΦD—土的等值内摩擦角(°)；
H—桩顶至计算点的高度；
Ka—主动土压力系数；
Kp—被动土压力系数；
Z3—刚架顶点水平位移，Z3=ι3/i；
—分别为土的内聚力、内摩擦角、重度、等值内摩擦角按土层厚度的加权平均值；
ί-桩的线刚度。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
