eA深基坑工程2.ppt
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1、水泥土墙水泥土墙灌注桩排桩悬臂式支护结构 悬臂式支护结构示意图如图42所示。悬臂式支护结构常采用钢筋混凝土桩排桩墙、木板桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩、地下连续墙等型式。钢筋混凝土桩常采用钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、沉管灌注桩及预制桩。悬臂式支护结构依靠足够的人土深度和结构的抗弯能力来维持整体稳定和结构的安全。悬臂式结构对开挖深度很敏感,容易产生较大的变形,对相邻建(构)筑物产生不良影响。图42 悬臂式支护结构 悬臂式支护结构适用于土质较好、开挖深度较浅(一般在6m以内)的基坑工程。 单(多)支点混合支护结构 单(多)支点混合支护结构是指在基坑开挖面以上的任何位置上提供单个或多个支点与挡土结构结合
2、而成的混合支护结构。混合支护结构有内撑式支护结构和拉锚式支护结构。 混合支护结构适用于基坑较深,悬臂式支护结构无法满足强度与变形要求的工程。 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43、图44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45为一基坑工程空间结构支撑体系示意图。 单支撑支护结构 多支撑支护结构 空间支护体系 图43 图44
3、图45 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46)和地面拉锚式(图47)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。 图46 双层锚杆 图47 地面拉锚第三章第三章 排桩的设计排桩的设计3.1 悬臂桩的设计计算悬臂桩的设计计算3.1.1 计算原理计算原理 悬悬臂臂桩桩主主要要依依靠靠嵌嵌入入土土内内的的深深度度,来来平平衡衡自自重重应应力
4、力、地地面面荷荷载载及及渗渗流流等等形形成成的的侧侧压压力力。因因此此首首先先要要计计算算插插入入深深度度。其其次次还还要要计计算算桩桩所所承承受受的的最最大大弯弯距距,以以便便核核算算钢钢板板桩桩的的截截面及灌注桩直径和配筋。面及灌注桩直径和配筋。 悬悬臂臂桩桩看看似似一一端端固固定定的的悬悬臂臂梁梁,实实际际上上二二者者有有根根本本的的不不同同之之处处。首首先先是是悬悬臂臂桩桩难难以以确确定定固固定定端端位位置置,因因为为桩桩在在两两侧侧土土压压力力作作用用下下,每每个个截截面面都都会会发发生生水水平平方方向向的的位位移移和和转转角角变变形形。其其次次,嵌嵌入入坑坑底底以以下下部部分分的的
5、作作用用力力很很复复杂杂,难难于于确确定定。因因而而期期望望以以悬悬臂臂梁梁为为基基本本构构件件体体系系,考考虑虑桩桩墙墙和和土土体体的的变变形形一一致致来来进进行行解解题题将将是是非非常常复复杂杂的的。现现行行的的计计算算方方法法均均是是:先先对对构构件件在在整整体体失失稳稳时时的的两两侧侧荷荷载载分分布布作作一一些些假假设设,然后简化为静定的平衡问题来进行解题。然后简化为静定的平衡问题来进行解题。目目前前悬悬臂臂桩桩的的计计算算方方法法有有四四类类:静静力力平平衡衡法法,杆杆系系有有限限单单元元法法,共共同同变变形形法法和和有有限限单单元元法法。静静力力平平衡衡法法简简单单而而近近似似,在
6、在工工程程设设计计计计算算中中被被广广泛泛应应用用;后后三三种种方方法法正正成成为为研研究究的的热热门门,但但要要广广泛泛用用于于工工程程设设计计计计算算尚尚待进一步发展。下面重点介绍一下静力平衡法。待进一步发展。下面重点介绍一下静力平衡法。古古典典的的静静力力平平衡衡法法认认为为悬悬臂臂桩桩在在主主动动土土压压力力作作用用下下,将将趋趋向向于于绕绕桩桩上上的的某某一一点点发发生生转转动动,从从而而使使土土压压力力的的分分布布发发生生变变化化。桩桩后后土土压压力力由由主主动动土土压压力力转转到到被被动动土土压力,而桩前土压力则由被动土压力转到主动土压力。压力,而桩前土压力则由被动土压力转到主动
7、土压力。静力平衡法常用的土压力分布形式如下页图所示,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H.Blum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。(a) (b) 3.1.2 嵌固深度计算嵌固深度计算悬臂式支护结构插入坑底的深度悬臂式支护结构插入坑底的深度不同,其变形情况有所不同。不同,其变形情况有所不同。第第一种情况:一种情况:若插入深度较深,支若插入深度较深,支护结构向坑内倾斜较小时,下端护结构向坑内倾斜较小时,
8、下端B B处没有位移处没有位移. .第二种情况:第二种情况:若支护若支护结构插入深度较浅,当达到最小结构插入深度较浅,当达到最小插入深度插入深度DminDmin, ,它的上端向坑内倾它的上端向坑内倾斜较大,下端斜较大,下端B B向坑外位移,若插向坑外位移,若插入深度小于入深度小于DminDmin,支护结构丧失支护结构丧失稳定,顶部向坑内倾斜。稳定,顶部向坑内倾斜。(1)第一种情况(规范法)hhpEa1Ea2Ea4Ea3EaEP1EP2EP桩墙底以上基坑内侧各土层被动土压力合力之和桩墙底以上基坑外侧各土层主动土压力合力之和合力作用点至桩、墙底的距离合力作用点至桩、墙底的距离h、 分别为基坑挖深和
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