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深基坑双排桩支护结构设计计算方法研究发布时间：2021-03-01T05:10:03.295Z 来源：《中国科技人才》2021年第3期作者：卜玲全[导读] 随着我国社会的不断发展，深基坑双排桩支护结构在建筑施工中的应用越来越广泛。
身份证号码：23023119810411xxxx摘要：随着我国社会的不断发展，深基坑双排桩支护结构在建筑施工中的应用越来越广泛。
因此，有必要对深基坑双排桩支护结构设计计算方法进行研究，并提出相应的深基坑双排桩支护结构设计计算方法，以提高深基坑双排桩支护结构在建筑施工中的应用水平。
关键词：深基坑；双排桩；支护结构引言：在建筑施工过程中，运用深基坑双排桩支护结构不仅可以有效地提高建筑工程的质量，而且能够加快施工进度。
但是，由于深基坑支护技术的专业性比较强，相关的施工环节连接紧密，一旦在施工中某一环节出现问题，就会严重影响建筑工程的整体质量。
因此，需要加强对深基坑双排桩支护结构设计计算方法的研究，以保证建筑工程施工的顺利进行。
一、双排桩支护结构设计计算方法现状在计算双排桩支护结构时，需要考虑前后桩的土压分布和桩末端填埋，计算土应力和内力。
我国的一些学者根据有限元分析的结果，分析双排桩和基坑深度的关系，将双排桩的应力条件分为三类，也就是说，前排桩负担土压，后排桩负担土压，桩的前排和后排共同承受地压。
有些学者根据两排桩的横向土压、桩后滑土总重量与固定桩的滑坡土重量之比来决定不同桩的高低，提出了表单和相应的计算模型。
一部分学者利用地质工程分析软件进行了数值模拟，研究了分散挖掘下双排桩的机械响应，他们指出前后桩的列间隔的适当范围是4~8D（D表示桩主体直径），并提出了对应的计算模型。
现有的比较通用的计算模型主要可以分为三个类别：①基于经典地压理论的计算模型；②基于飞行器假设的计算模型；③基于土壤拱形理论和土壤阻力法的计算模型。
这些模型的共同特征是，对于前后桩的土压分布规则，均在不同程度上进行了讨论，但是没有考虑到滑动面引起的前后桩的土压差异。
深基坑支护设计 ZK21设计单位：X X X 设计院设计人：X X X设计时间：2012-05-24 22:52:10---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ]---------------------------------------------------------------------- 双排桩支护---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ]---------------------------------------------------------------------- [ 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:---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ]---------------------------------------------------------------------- 双排桩计算模型：工况参数：---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]---------------------------------------------------------------------- 各工况：内力位移包络图：地表沉降图：---------------------------------------------------------------------- [ 前排桩冠梁选筋结果 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 后排桩冠梁选筋结果 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ]----------------------------------------------------------------------[ 后排桩内力取值 ]---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------计算方法：瑞典条分法 应力状态：总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 = 5.874 圆弧半径(m) R = 36.971 圆心坐标X(m) X = -1.468 圆心坐标Y(m) Y = 12.636---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ]---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数:p , 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。
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。
双排桩支护结构设计计算特点探析作者：尤桥来源：《西部论丛》2019年第35期摘要：双排桩支护结构作为一种常用基坑支护方式，在建筑工程建设中发挥着组合桩的整体侧向刚度和空间效应;基于此，本文阐述了关于双排桩支护结构设计特点，并分析双排桩支护结构的土力学解析方法、弹性地基梁法等数值计算方法，相关建设单位有必要对双排桩支护结构进一步选择优化设计，提升支护结构的受力均匀程度，满足施工和相邻环境要求。
关键词：双排桩;结构设计;土力学计算一、关于双排桩支护结构设计特点第一，双排桩由前、后两平行的钢筋混凝土桩以及冠梁、前后桩桩顶间连系梁形成类似门架的空间超静定结构，整体具有较大侧向刚度，有效的限制支护结构的侧向变形，且不用设置横向支点。
双排桩对基坑变形小，受施工现场环境或场地条件影响小，能够缩短工期。
第二，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012 3.3支护结构选型;对变形要求相对较为严格，支护结构可选桩+内支撑和桩锚支护两种方案，并根据现场施工环境灵活运用，减少对周边环境即道路大影响。
双排桩支护结构在针对高层区边角区域设计时，可采用桩+内支撑的方案，在设计低层区交接区域时采用双排桩支护方案，确保高低层区域支护形式合理分配。
尤其当锚拉式、支撑式、悬臂式结构不适用时，可以运用双排桩支护结构;双排桩宜采用“支点式”布置方式，通过加密前排桩，设置单根后排桩的方法，使前排桩成为“连续墙”，后排桩通过桩顶连系梁作为抵抗前排变形的支点，结合等值梁法、连续墙和连系梁的计算方法优化双排桩计算方式降低基坑工程建设成本。
为增加双排桩支护结构效用，可以通过建有限元模型进一步优化双排桩支护结构设计，并深入分析设计参数对支护桩位移和弯距的影响，从而提高双排桩支护结构的支护效果，更好满足相关基坑支护工程建设规范要求。
二、双排桩支护结构主要数值计算方法（一）经典土力学解析方法经典土学压力计算法能够准确计算出工程支护结构的形式、土层分布特点，土层上的分布情况。
浅议双排桩支护结构的计算方法
作者：薛强张明超
来源：《城市建设理论研究》2012年第29期
摘要：双排桩支护结构是两排混凝土桩在桩顶用刚性梁连接的超静定结构，实践表明双排桩是在单排悬臂桩支护结构的基础上，将原来比较密集的悬臂桩间隔抽出后移，并在桩顶连接起来形成的，这样在不增加桩身工程造价的同时节省内支撑、拉锚等构件形成的一种支护形式。
目前的计算方法主要有基于平面刚架模型的计算方法、基于winker假定的几种计算方法和数值模拟的方法。
关键词：基坑支护；双排桩支护；计算方法
Abstract: Double-row pile supporting structure is statically indeterminate structure connected by rigid beam on the pile top of double rows of concrete piles. Practice shows that the double-row piles, on the basis of single-row cantilever pile supporting structure, is formed by drawing out the original intensive cantilever pile and connecting them on the pile top,which is a type of supporting form without increasing the cost by not usinginternal support, anchor and other components. At present, the calculation methods are the ones based on plane frame model, the ones based on winker assumed calculation methods, and numerical simulation method.
Key words: foundation pit supporting structure; double-row pile supporting structure; calculation method
中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1前言
双排桩支护形式是一种在基坑支护工程中常用的支护形式，双排桩支护结构在控制基坑侧移、方便施工、节省地下空间等方面具有良好的效果，和钢筋混凝土排桩、钢板桩、地下连续墙等单纯的悬臂支护结构比起来具有以下优点
（1）受力方面，前后排桩由于连梁的作用形成一个整体，在基坑开挖过程中，合理分担土压力。
（2）结构形式，双排桩属于超静定结构，可以调整自身的变形适应复杂多变的外力作用，提高支护结构的整体稳定性和安全度。
（3）施工方面，双排桩施工方便，施工过程中不需要太大的工作面，施工工期较短。
在实际基坑工程中，双排桩的使用可以根据具体的工程条件、支护要求采用不同的形式，比较常见的形式[1][2]如图1-1
2双排桩支护结构计算模型
双排桩支护结构越来越多的应用在现实基坑工程中，也取得了比较理想的工程效果，但是关于双排桩支护结构的计算理论还不成熟。
目前双排桩支护的计算主要集中在以下几个关键点上：桩后土压力在前后排上的分配规律、双排桩和连梁的连接形式、桩间土与前后排桩之间的相互作用以及双排桩支护结构作为空间支护形式连梁的变形协调作用。
目前关于双排桩支护结构的计算方法主要有以下几种：
2.1基于平面门式刚架模型的计算方法，假设双排桩和连梁之间刚接，人为的假设土压力按照一定的规律作用到前后排桩上，然后按照结构力学的方法对这样一个门式刚架进行内力和变形的求解分析[3-4]。
2.2在平面刚架模型的基础上出现了winker“弹性地基梁”法，它考虑部分土体和排桩的相互作用，将前后排桩、桩间土和中间连梁视为一个整体，将坑底面以下的土体等效为压缩刚度相等的弹簧来模拟土体对排桩支护的约束作用，然后将排桩划分为一系列的有限元弹性离散体按弹性地基梁法和结构力学的方法求出双排桩的内力[5-6]。
目前《建筑基坑支护技术规程》里面的“m”法是一种线弹性地基反力法，它假定在基坑深度范围内土体都为线弹性，考虑了部分土体和桩体之间的相互作用，和实际情况接近。
2.3在上述“弹性地基梁法”基础上，考虑到双排桩抗倾覆能力是由基坑以下被动区土体提供的被动力和前后排桩形成的抗拔力偶提供的，所以桩土之间的相互作用不能忽略不计，鉴于此双排桩坑底的约束形式不能假设为固定端，或者自由变形端，而是与其入土的深度、土层的好坏等因素有关。
考虑到双排桩之间土体的宽度一般比较小，可以把双排桩和桩间土看做是一个整体，在实际模型的的建立中将桩间土视为连接在前后排桩上的一系列弹簧，桩后土压力在前后排桩上的分配主要通过弹簧来实现 [7]。
3结语
双排桩支护结构做为一种在实际工程中经常使用的支护结构形式，其工程应用经验已经比较成熟，但是关于双排桩的严格计算理论和力学模型有待进一步推敲和研究，本文通过分析双排桩的受力特点，对双排桩的计算模型进行了详细的总结。
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