深基坑排桩支护结构课案.ppt

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3-5a所示。 （2）连续排桩支护（图3-5b）：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3-5c所示。也可采用钢板桩、钢筋混凝土板桩，如图3-5d、e所示。 （3）组合式排桩支护：在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注排桩与水泥土桩防渗墙组合的方式，如图3-5f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。 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=15m （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。