单支点排桩支护结构设计示例
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排桩支护设计与计算8.7.1概述基坑开挖事,对不能放坡或由于场地限制而不能采用搅拌桩支护,开挖深度在6~10米左右时,即可采用排桩支护。
排桩支护可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋混凝土板桩或钢板桩。
图8-4排桩支护的类型排桩支护结构可分为:(1)柱列式排桩支护当边坡土质尚好、地下水位较低时,可利用土拱作用,以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土坡,如图8-4a所示。
(2)连续排桩支护(图8-4b)在软土中一般不能形成土拱,支挡结构应该连续排。
密排的钻孔桩可互相搭接,或在桩身混凝土强度尚未形成时,在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔桩排连起来,如图8-4c所示。
也可采用钢板桩、钢筋混凝土板桩,如图8-4d、e所示。
(3)组合式排桩支护在地下水位较高搭软土地区,可采用钻孔灌注排桩与水泥土桩防渗墙组合的方式,如图8-4f所示。
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,以减少挡墙挡压力。
根据上海地区的施工实践,对于开挖深度<6m的基坑,在场地条件允许的情况下,可采用重力式深层搅拌桩挡墙较为理想。
当场地受限制时,也可采用φ600mm密排悬臂钻孔桩,桩与桩之间可用树根桩密封,也可采用灌注桩后注浆或打水泥搅拌桩作防水帷幕;对于开挖深度在4~6m的基坑,根据场地条件和周围环境可选用重力式深层搅拌桩挡墙,或打入预制混凝土板桩或钢板桩,其后注浆或加搅拌桩防渗,设一道檩和支撑也可采用φ600mm钻孔桩,后面用搅拌桩防渗,顶部设一道圈梁和支撑;对于开挖深度为6~10米的基坑,以往采用φ800~1000mm的钻孔桩,后面加深层搅拌桩或注浆放水,并设2~3道支撑,支撑道数视土质情况、周围环境及围护结构变形要求而定;对于开挖深度大于10m的基坑,以往常采用地下连续墙,设多层支撑,虽然安全可靠,但价格昂贵。
排桩支护设计与计算8.7.1概述基坑开挖事,对不能放坡或由于场地限制而不能采用搅拌桩支护,开挖深度在6~10米左右时,即可采用排桩支护。
排桩支护可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋混凝土板桩或钢板桩。
图8-4排桩支护的类型排桩支护结构可分为:(1)柱列式排桩支护当边坡土质尚好、地下水位较低时,可利用土拱作用,以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土坡,如图8-4a所示。
(2)连续排桩支护(图8-4b)在软土中一般不能形成土拱,支挡结构应该连续排。
密排的钻孔桩可互相搭接,或在桩身混凝土强度尚未形成时,在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔桩排连起来,如图8-4c所示。
也可采用钢板桩、钢筋混凝土板桩,如图8-4d、e所示。
(3)组合式排桩支护在地下水位较高搭软土地区,可采用钻孔灌注排桩与水泥土桩防渗墙组合的方式,如图8-4f所示。
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,以减少挡墙挡压力。
根据上海地区的施工实践,对于开挖深度<6m的基坑,在场地条件允许的情况下,可采用重力式深层搅拌桩挡墙较为理想。
当场地受限制时,也可采用φ600mm密排悬臂钻孔桩,桩与桩之间可用树根桩密封,也可采用灌注桩后注浆或打水泥搅拌桩作防水帷幕;对于开挖深度在4~6m的基坑,根据场地条件和周围环境可选用重力式深层搅拌桩挡墙,或打入预制混凝土板桩或钢板桩,其后注浆或加搅拌桩防渗,设一道檩和支撑也可采用φ600mm钻孔桩,后面用搅拌桩防渗,顶部设一道圈梁和支撑;对于开挖深度为6~10米的基坑,以往采用φ800~1000mm的钻孔桩,后面加深层搅拌桩或注浆放水,并设2~3道支撑,支撑道数视土质情况、周围环境及围护结构变形要求而定;对于开挖深度大于10m的基坑,以往常采用地下连续墙,设多层支撑,虽然安全可靠,但价格昂贵。
支护组合形式优秀案例(2)支护组合形式优秀案例汇总8 轨道交通亦庄线肖村桥车站支护工程肖村桥站位于宋家庄站与小红门站之间,南四环与成寿寺路交叉口的北侧,城外诚家具城广场上,地下多种管线交错复杂。
基坑开挖深度16.7m,基坑长192.4,宽19.7,总建筑面积10200平方米。
支护形式:为挡土墙+钻孔灌注桩+3道锚杆,为一桩一锚,东端大里程处及盾构井段围护结构形式为钻孔灌注桩+3道钢支撑(斜撑)。
挡土墙高2.3m,护坡桩直径800mm,间距1.3m,桩长19.661m,嵌固长度为5m,护坡桩共计342根。
锚杆为一桩一锚,长度为27-30m。
降水方式:采用大口径管井降水。
支护形式:挡土墙+钻孔灌注桩+锚杆桩支护形式:挡土墙+钻孔灌注桩+锚杆桩支护形式:挡土墙+钻孔灌注桩+锚杆桩9 杭州地铁1号线滨康路车站基坑支护工程杭州地铁1号线工程滨康路站位于滨安路、滨康路及西兴路间的三角地块内,与滨康路成60º夹角,施工条件良好。
该工程基坑开挖长170m,宽21.7-25.8m,支护形式:采用800mm厚地下连续墙,标准段采用1道混凝土支撑加3道钢支撑,端头井采用1道混凝土支撑加4道钢支撑。
连续墙共87槽。
钢支撑采用φ609壁厚16mm钢管,支撑间距1.7~4.5m,一般为3m;混凝土支撑为八字形撑,支撑间距8.4~9.5m,一般为9.0m。
出入口采用SMW桩施工,桩径φ850mm,共136根。
降水形式:采用大口径无砂管降水。
承压气体排气井,施工期间进行坑外排气,在排气井外设置回灌井。
支护形式:地下连续墙+钢支撑+混凝土支撑支护形式:地下连续墙+钢支撑+混凝土支撑10 深圳地铁翠竹车站基坑支护工程翠竹站位于东门北路与翠竹路、华丽路交叉路口地下,东南侧紧邻银汉大厦(原海洋大厦)、翠竹小学,西北角与深圳市人民医院相临。
车站建筑总面积10053.9m2。
基坑开挖深度16.4-17.8m,基坑开挖长度192m,宽约18.5-23m。
基坑支护结构设计一.基坑侧壁安全等级的确定基坑支护结构设计与其它建筑结构设计一样,要求在规定的时间和规定的条件下,完成各项预定功能。
不同的基坑工程,其功能要求则不同。
为了区别对待各种不同的情况,《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)根据支护结构破坏可能产生后果的严重程度,把基坑侧壁划分为不同的安全等级。
建筑基坑支护结构设计应根据表1选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。
建筑基坑分级的标准各种规范不尽相同,《建筑地基基础工程施工质量验收规范》对基坑分级和变形监控值的规定如表1-2。
注:1.符合下列情况之一,为一级基坑:重要工程或支护结构做主体结构的一部分;开挖深度大于10m;与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。
2.三级基坑为开挖深度小于7m,且周围环境无特殊要求的基坑。
3.除一级和三级外的基坑属于二级基坑。
4.当周围已有的设施有特殊要求时,尚应符合这些要求。
基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算;对于安全等级为一级的及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁,尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。
二.计算参数的确定基坑工程支护设计的主要计算参数,包括土的重力密度γ及土的抗剪强度指标c、φ值。
对于超固结土,用常规试验方法进行剪切试验获得的粘聚力,包括真粘聚力和表观粘聚力两部分,其中表观粘聚力比真粘聚力要大的多。
而超固结土一旦遇水,表观粘聚力迅速下降至真粘聚力。
因此应对试验给出的粘聚力值进行折减后,才能用于基坑工程设计。
根据长春地区的工程经验,将c值乘以0.4~0.5的折减系数,给出设计计算参数c、φ和γ值。
为了将土压力分布表为直线,,应求出基坑底面以上及基坑底面至桩端处的平均土性指标。
平均重度:∑∑⋅=iiim hhγγ平均粘聚力:∑∑⋅=iiim hhcc平均内摩擦角:∑∑⋅=iiim hhφφ根据长春地区的工程经验,鉴于本工程的实际情况,将c值乘以0.4~0.5的折减系数,给出设计计算参数c、φ和γ值如表(二)所示:三.荷载计算作用在支护结构的荷载包括:土压力、水压力、施工荷载、地面超载等。
支护组合形式优秀案例支护组合形式优秀案例汇总基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。
下面为大家整理了一些支护组合形式的优秀案例,一起来看看吧!1 北京财源国际中心基坑支护工程北京财源国际中心位于朝阳区东长安街延长线,原北京第一机床厂院内。
基坑北侧距居民楼最近距离为3.36m,西侧距丽晶苑(24)层为6.9m。
工程占地面积9444.8m2,总建筑面积23.96万m2。
该工程基坑开挖长279m,宽47-67m,开挖深度为24.86-26.56m。
基坑北侧:砖砌挡墙+灌注桩+5 层锚杆支护体系。
西侧、南侧:连续墙+5层锚杆支护体系。
基坑的东侧、南侧东段:采用土钉墙+灌注桩+锚杆支护体系。
连续墙厚度600-800mm,深度20.24-34.1m;管棚采用φ108钢花管,水平间距1.5m,竖向间距1.5m;护坡桩采用φ800钢筋砼灌注桩,桩间距均为1.4m;锚杆长度21-30m。
降水方式:采用大口管、渗井抽渗结合的闭合降水方案。
财源国际中心西侧支护形式:连续墙+锚杆桩财源国际中心北面支护形式:挡土墙+灌注桩+锚杆桩2 北京银泰中心基坑支护工程银泰中心位于北京建国门外大街国贸桥西南角原第一机床厂院内。
北侧紧邻地铁变电站,基坑围护与其结构外墙净距仅1.95m~2.13m。
该工程由三栋塔楼及裙房组成,总建筑面积35.75万m2 。
基坑开挖长219.4m,宽100.4m,最深部位22.95m。
基坑围护形式:采用10m土钉墙+灌注桩+2层锚杆。
灌注桩为φ800mm,桩间距为1.5m,桩深15.6-19.5m,共计407根。
锚杆为φ150预应力锚杆,第一道长度为15-18m,第二道长度为16-23m,间距为1.5m,共779根。
银泰中心北侧支护形式:土钉墙+灌注桩+锚杆桩3 央视TVCC基坑支护、降水、土方及基础桩工程CCTV新台址建设工程位于北京市朝阳区东三环中路32号,地处东三环路东侧、光华路以北、朝阳路以南,地处北京市中央商务区(CBD)规划范围内。
单支点排桩支护与双排桩支护的对比分析-工程论文单支点排桩支护与双排桩支护的对比分析闫超波YAN Chao-bo;徐世光XU Shi-guang;黄建国HUANG Jian-guo;胡石骏HU Shi-jun;巴俊杰BA Jun-jie(昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650093)(Faculty of Land Resource Engineering of KUST,Kunming 650093,China)摘要:本文总结了目前将常用的单支点排桩支护和双排桩支护的计算理论,并通过对工程实例的计算结果进行对比分析,得出了双排桩支护对于单支点排桩具有更好的稳定性,可以适当的减小桩长,能有效的减小桩身弯矩等优点。
Abstract: This paper summarizes the calculation theories of single fulcrum soldier pile retaining and double soldier pile retaining commonly used in the current, conducts comparative analysis of calculation results of the engineering examples, and draws the conclusion that the stability of double soldier pile retaining is better than the single fulcrum soldier pile retaining, and the double soldier pile retaining can appropriately reduce the pile length and effectively reduce the bending moment.关键词:单支点排桩支护;双排桩支护;桩身弯矩;稳定性Key words: single fulcrum soldier pile retaining;double soldier pile retaining;pile moment;stability中图分类号:TU473.1 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2015)06-0112-020 引言双排桩支护结构是由前、后两排平行的排桩通过连梁连接所组成的门式刚架支护结构,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,因而支护的深度一般也更大,在一些实际工程中已经取得了较好的效果[1]。
基坑支护设计本次工程中,基坑埋深H=9m,地面超载选为20kPa计算。
土层较为软弱,基坑侧壁安全性等级为为1级,重要性系数为1.1。
勘察报告中指出:第3层土为较松散的软弱土层,尤其是在进行降水工程之后,其整体稳定性更差,故需加一道锚杆,以稳定该土层。
各土层力学参数表如下表1.1所示。
土层参数编号名称厚度(m) 重度(kN/m3) 内聚力(kPa) 内摩擦角(°)比重天然孔隙比01 杂填土 1.67 16.00 15.00 12.00 2.50 1.0002 粘质粉土 3.90 20.40 9.00 29.80 2.50 1.0003 粉质粘土 2.00 19.80 17.00 14.40 2.50 1.0004 粘质粉土0.78 20.20 11.00 29.10 2.50 1.0005 粉质粘土 1.32 19.80 17.00 14.40 2.50 1.0006 砂质粉土 1.48 20.20 11.00 29.10 2.50 1.0007 细砂 1.65 20.60 10.00 30.00 2.50 1.0008 粘质粉土 3.27 20.20 17.00 28.00 2.50 1.0009 砂质粉土 1.28 20.60 11.00 29.10 2.50 1.00对基坑深度范围内(<=9m)的参数取深度加权可以得到如下数值:γ̅=18.28kN/m3,c̅=12.64kN/m3,φ̅=21.90°4.1 求基坑底面至设定弯矩零点位置距离h c1首先计算基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离h c1可按下式确定e a1k=e p1k简化以后可以计算h c1,即h c1=e bγ̅(k p−k a)e b=γ̅hk a式中:k p—基坑深度范围内被动土压力系数(采用土的参数加权值计算),k a—基坑深度范围内主动土压力系数,γ̅—基坑深度范围内的重度加权值。
基坑支护结构设计一.基坑侧壁安全等级的确定基坑支护结构设计与其它建筑结构设计一样,要求在规定的时间和规定的条件下,完成各项预定功能。
不同的基坑工程,其功能要求则不同。
为了区别对待各种不同的情况,《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)根据支护结构破坏可能产生后果的严重程度,把基坑侧壁划分为不同的安全等级。
建筑基坑支护结构设计应根据表1选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。
基坑侧壁安全等级及重要性系数表1建筑基坑分级的标准各种规范不尽相同,《建筑地基基础工程施工质量验收规范》对基坑分级和变形监控值的规定如表1-2。
基坑变形监控值(cm)表2注:1.符合下列情况之一,为一级基坑:重要工程或支护结构做主体结构的一部分;开挖深度大于10m;与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。
2.三级基坑为开挖深度小于7m,且周围环境无特殊要求的基坑。
3.除一级和三级外的基坑属于二级基坑。
4.当周围已有的设施有特殊要求时,尚应符合这些要求。
基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算;对于安全等级为一级的及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁,尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。
二.计算参数的确定基坑工程支护设计的主要计算参数,包括土的重力密度γ及土的抗剪强度指标c、φ值。
对于超固结土,用常规试验方法进行剪切试验获得的粘聚力,包括真粘聚力和表观粘聚力两部分,其中表观粘聚力比真粘聚力要大的多。
而超固结土一旦遇水,表观粘聚力迅速下降至真粘聚力。
因此应对试验给出的粘聚力值进行折减后,才能用于基坑工程设计。
根据长春地区的工程经验,将c值乘以0.4~0.5的折减系数,给出设计计算参数c、φ和γ值。
为了将土压力分布表为直线,,应求出基坑底面以上及基坑底面至桩端处的平均土性指标。
平均重度:∑∑⋅=iiim hhγγ平均粘聚力:∑∑⋅=iiim hhcc平均内摩擦角:∑∑⋅=iiim hhφφ根据长春地区的工程经验,鉴于本工程的实际情况,将c值乘以0.4~0.5的折减系数,给出设计计算参数c、φ和γ值如表(二)所示:三.荷载计算作用在支护结构的荷载包括:土压力、水压力、施工荷载、地面超载等。
基坑支护结构设计一.基坑侧壁安全等级的确定基坑支护结构设计与其它建筑结构设计一样,要求在规定的时间和规定的条件下,完成各项预定功能。
不同的基坑工程,其功能要求则不同。
为了区别对待各种不同的情况,《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)根据支护结构破坏可能产生后果的严重程度,把基坑侧壁划分为不同的安全等级。
建筑基坑支护结构设计应根据表1选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。
建筑基坑分级的标准各种规范不尽相同,《建筑地基基础工程施工质量验收规范》对基坑分级和变形监控值的规定如表1-2。
注:1.符合下列情况之一,为一级基坑:重要工程或支护结构做主体结构的一部分;开挖深度大于10m;与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。
2.三级基坑为开挖深度小于7m,且周围环境无特殊要求的基坑。
3.除一级和三级外的基坑属于二级基坑。
4.当周围已有的设施有特殊要求时,尚应符合这些要求。
基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算;对于安全等级为一级的及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁,尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。
二.计算参数的确定基坑工程支护设计的主要计算参数,包括土的重力密度γ及土的抗剪强度指标c、φ值。
对于超固结土,用常规试验方法进行剪切试验获得的粘聚力,包括真粘聚力和表观粘聚力两部分,其中表观粘聚力比真粘聚力要大的多。
而超固结土一旦遇水,表观粘聚力迅速下降至真粘聚力。
因此应对试验给出的粘聚力值进行折减后,才能用于基坑工程设计。
根据长春地区的工程经验,将c值乘以0.4~0.5的折减系数,给出设计计算参数c、φ和γ值。
为了将土压力分布表为直线,,应求出基坑底面以上及基坑底面至桩端处的平均土性指标。
平均重度:∑∑⋅=iiim hhγγ平均粘聚力:∑∑⋅=iiim hhcc平均内摩擦角:∑∑⋅=iiim hhφφ根据长春地区的工程经验,鉴于本工程的实际情况,将c值乘以0.4~0.5的折减系数,给出设计计算参数c、φ和γ值如表(二)所示:三.荷载计算作用在支护结构的荷载包括:土压力、水压力、施工荷载、地面超载等。
①土压力:土压力是指土体作用在支护结构上的侧向压力,它是由土体的自重产生的。
②地面荷载:地面临时荷载一般包括建筑材料、临时堆放待运弃土及施工机械等。
地面临时荷载可按20~30KN/m2计算,它基本上可以包罗现场各种各样的临时荷载。
③水压力:在地下水位较高的地区,基坑内外存在着水位差,将对支护结构产生水压力。
《建筑基坑支护技术规程》中建议,对于粘性土可采用水压力与土压力合算的方法,即对作用在支护结构上的土压力,用土的天然重度和总应力抗剪强度指标进行计算,不另计水压力。
作用在支护结构上的荷载,可按《建筑基坑支护技术规程》给出的支护结构水平荷载标准值及水平抗力标准值计算表达式进行计算。
1.水平荷载标准值(主动土压力)《建筑基坑支护设计规程》中规定:对于粉土及粘性土,支护结构水平荷载标准值可按下式计算。
k c k e ai ik ai ajk ajk 2-=σ式中 σajk ——作用于深度zj 处的竖向应力标准值;σσσγk k ajk 0+=式中 σγk —计算点深度zj 处自重竖向应力;计算点位于基坑开挖面以上时:z j mj k γσγ=式中 γmj —深度zj 以上土的加权平均重度;z j —计算点深度。
计算点位于基坑开挖面以下时:h mh k γσγ=式中γm h —开挖面以上土的加权平均重度;σ0k —当支护结构外侧,地面作用满布附加荷载q 0时,基坑外侧任意点附加竖向应力标准值,可按下式确定:00q k =σc ik ——第i 层土粘聚力标准值; K ai ——第i 层土主动土压力系数。
()2452/tan K ik ai φ-︒=式中 φik ——第i 层土的内摩擦角的标准值。
由于土压力呈直线变化,按上述公式计算主动土压力时,可取三个计算点,即基坑顶面处(Z=0)、基坑底面处(Z=H )、基坑底面以下(Z >H )。
当按上述公式计算的基坑开挖面以上水平荷载标准值小于零时,则取其值为零。
按上述公式计算主动土压力: ①z j =0时(基坑顶面处) σa0k =18.0×0+30=30KN/m2 K ao =tan2(45°-16°/2)=0.568754.0)2/1645tan(K 0a =︒-︒=c ik =11.3kpae a0k =30×0.568-2×11.3×0.754=0 ②z j =11.2m 时(基坑底面处)为了将水平荷载分布表为直线,求zj ≤11.2m 范围内的平均土性指标, 平均重度:mh γ=(18×2.8+19.1×1.6+19.6×3.9+20.2×2.9)/11.2=19.3KN/m3平均粘聚力: c mh =(11.3×2.8+21.9×1.6+18.2×3.9+22.2×2.9)/11.2=18.0KN/m2 平均内摩擦角: φmh =(16.0×2.8+18.0×1.6+20.5×3.9+15.0×2.9)/11.2=17.6° 平均主动土压力系数:amK =tan2(45°-17.6°/2)=0.536732.0)2/6.1745(tan K am =︒-︒=ahk σ=19.3×11.2+30=246.2 KN/㎡e ahk =246.2×0.536-2×18.0×0.732=105.6KN/㎡ ③zj >11.2时(基坑底面以下)ajkσ=19.3×11.2+30=246.22m KN2.水平抗力标准值(被动土压力)基坑内侧水平抗力标准值e pjk ,按下式计算K c K e pi ik pi pjk pjk 2+=σ式中pjk σ—作用于基坑底面以下深度z j 处的竖向应力标准值 pjkσ=γmj z jγmj ——深度z j 以上土的加权平均天然重度z j —基坑底面至计算点的距离piK ——第i 层土的被动土压力系数)2/45(tan ik 2pi K φ-︒=①z j =0时 (基坑底面处)pjk σ=miγz j =0c ik =22.2KN/㎡ Φjk =15.0° γjk =20.2KN/m3K k pj =tan(45°+15°/2)=1.303e pjk =0+2×22.2×1.303=57.9KN/m2②z j =9.0m 时(设hd=9m 桩端处)为了将水平抗力分布表为直线,求基坑底面以下zj=9m 范围内的平均土性指标 平均重度:m γ =(1.4×20.2+1.6×20.1+4.5×20.3+1.5×19.9)/9.0=20.2KN/m3 平均粘聚力:c m =(.4×22.2+1.6×20.2+4.5×37.8+1.5×42.5)/9.0 =33.0KN/m2 平均内摩擦角:Φm =(15.0×1.4+15.0×1.6+14.5×4.5+14.0×1.5)/9.0 =14.6°平均被动土压力系数: K pm =tan2(45+14.6/2)=1.674294.1)2/6.1445tan(K pm =︒+︒=pjkσ=20.2×9.0=181.8KN/m2四.单支点桩锚支护结构设计计算(等值梁法)《建筑基坑支护技术规程》规定,对单支点支护结构,可以用“等值梁”法确定其嵌固深,若将ab 梁在c 点切断,梁为ab 梁上ac 段的“等值梁”。
ac 梁为静定结构,可按静力平衡条件求解ac 梁段的内力。
2.单支点桩锚支护结构的计算简图当桩的入土深度较深(hd=hmax )时,桩前、桩后均出现被动土压力,支护结构在土中处于嵌固状态,可视为上端简支,下端嵌固的超静定梁。
桩体中弯矩值大大减小,并出现正负两个方向的弯矩。
这种工作状态,所要求桩的截面模量较小,桩体入土部分的位移也较小,稳定性好,安全可靠。
固定端式锚桩,虽然比自由端式锚桩的入土深度大,但其桩体的最大弯矩值小,截面配筋量少,锚杆轴向拉力亦小,对桩与锚杆的设计均有利,而且造价相差不大。
因此,采用固定端式锚桩比自由端式锚桩更为合理。
单支点锚桩的锚点位置变化时,桩体沿深度方向的水平位移和弯矩则不同。
从理论上讲,随着锚点位置的降低,锚点处的弯矩值锚点降至某一位置时,有M1=M max ,现M1>M max 。
因此,当M1=M max 时,M1=M max 确定锚点的位置是最优的。
杆达到一定强度后才开挖,锚点设置深度应取h T0=0.4H 左右为宜。
示:3.“等值梁“法计算内力 (1)确定弯矩零点的位置用“等值梁”法计算单支点支护结构,首先要知道弯矩零点的位置。
研究表明:单支点支护结构的弯矩零点与基坑底面以下土压力为零的点位置相近,计算时可取该点作为弯矩零点。
设:基坑底面至弯矩零点的距离为根据e e p l k a l k =)2(3.1K c K h e pi ik pi cl mj alk +=γ可求得h C1m7.0689.12.20303.123.1/6.105h cl =⨯⨯-=(2)计算支点力Tcl计算简图如图(4),根据h h h E h E h E h E T clTl 2p 2p 1p 1p 2a 2a 1a 1a cl +--+=(3)计算支点力Tcl (取桩间距Sa=1.2m 作为计算单元) 计算简图如图(3-7),根据∑=0M c得h h h E h E h E h E T cl Tl 2p 2p 1p 1p 2a 2a 1a 1a cl +--+=E ai =1/2×105.6×11.2×1.2=709.6KNh a1=11.2/3+0.7=4.4m E a2=105.6×0.7×1.2=88.7KN h a2=0.7/2=0.35m E p1=75.3×0.7×1.2=63.3KN h p1=0.7/2=0.35m E p2=1/2(105.6-75.3)×0.7×1.2=12.7KN h p2=0.7/3=0.2mKN0.3967.02.72.07.1235.03.6335.07.884.46.709T cl =+⨯-⨯-⨯+⨯=(4)确定嵌固深度设计值确定单支点支护结构嵌固深度,其计算简图如图(4),根据极限平衡条件,并考虑一定的安全储备,按下式确定支护结构的嵌固深度设计值。