《板桩计算》-课件设计(公开).ppt

* 板桩支护结构计算 一） 土压力的计算 1 静止土压力 E0 1）含义：当挡土结构在土压力的作用下，不可能产生侧向位移时，作用于结构上的土压力。 q 支护结构 E0 2）计算式 k0 —— 土的静止侧压力系数 r —— 土的重度 2 主动土压力 Ea 1）定义： 当挡土结构在土压力 的作用下移动，随着位移增大作用于挡土结构上的应力减小，当位移达到一定值时，土体开裂形成滑裂面，应力达到极限平衡，此时土压力最小，这时的土压力为主动土压力。 滑裂面 2）计算 （1）朗金土压力理论 （2）库仑土压力理论 ka——主动土压力系数 C ——土的粘聚力 3 被动土压力 1）含义：挡土结构受外力的作用，向土体方向移动，当位移达到一定值 时，土体中形成一个滑裂面，应力达到平衡，此时土压力最大，这时土压力称为被动土压力。 滑裂面 2）计算 （1）朗金土压力理论 （2）库仑土压力理论 ka——被动土压力系数 C ——土的粘聚力 4 板桩支护的太沙基——佩克 包络计算简图 0.2H 0.6H 0.2H 密砂 0.2H 0.8H 松砂 0.3H 0.55H 0.15H 粘土 二)悬臂板桩支护 由于悬臂板桩的弯矩大,所需的截面大不经济,且其位移也大一般用于3~4米深的浅基坑工程。（关于其设计不作介绍） 三）单锚（单支点）板桩支护设计 支护结构 1 工程事故及原因 板桩下部移动 拉锚破坏 拉锚长度不足 板桩失稳 板桩变形及桩背土体下沉 2 受力及变形分析 1）计算类型 根据板桩入土的深度不同分为两种类型 自由支撑 嵌固支撑 2）单锚板桩土压力，弯矩及变形分析 此时如图较浅整个板桩向左变形，BC段被动土压力得以全部发挥。如图示。 随着入土深度加大会出现下面的情况。 入土深度的加大，桩前的被动土压力增大，当达到某一平衡状态时，桩底C仅在原位置发生转动而无位移，由于位移减少，被动土压力未得到充分发挥。如图示。 a b两种情况板桩相当于简支，即自由支撑。 随着入土深度加大，桩底部有一段无位移也无转角，其受到的是桩后的静土压力，此时桩处于嵌固状态。如图示。 若板桩的上部水平位移较大，桩底可能发生反方向的位移，桩后出现静被动土压力，这种情况较少。如图示。 实际工程中一般取第三种状态进行计算。 3 单锚板桩的计算 实际中取第三种情况即上部铰接，下部入土为弹性嵌固。 1）土压力分布图 2）相当梁计算法： 找出板桩弯矩曲线上的反弯点，该处的弯矩为零，把板桩在反弯点处截成两段，上部为一简支梁，下部为一次超静定梁，然后求解。 实际中，通过对不同长度和不同入土深度的板桩弯矩与挠曲线的研究，发现板桩的反弯点与土压力强度等于零的位置较接近，故计算中可取该点为反弯点。 3）计算公式的推导 需要解决的问题 1 板桩的最小入土深度 Dmin ； 2 锚杆拉力 T 3 板桩中最大弯矩 Mmax K Vk N Vk T A E1 K E2 H Dmin H0 A T q D2 H0 A D1 K N T q 已知： φ c r (1) K点处，即深度D1处，主被动土压力强度相等 D2 H0 A D1 K N T q （2）以相当梁为对象，对A点取距 H A Vk T E1 K E2 H0 D1 (3) 对AK段 K Vk N D2 (4)对N点取距 (5)求支护结构中剪力为零的位置，此处弯矩最大，由此求 Mmax 例题 某基坑深 H=6 米，拟用单锚式钢筋混