[工学]天然地基上的浅基础.ppt

. 二、悬臂式板桩墙的计算 图2-17所示的悬臂式板桩墙，因板桩不设支撑，故墙身位移较大，通常可用于挡土高度不大的临时性支撑结构。 图2-17 悬臂式板桩墙的计算 一般近似地假定土压力的分布图形如图2-17所示：墙身前侧是被动土压力（bcd），其合力为 ,并考虑有一定的安全系数K（一般取K=2）；在墙身后方为主动土压力（abe），合力为 。另外在桩下端还作用有被动土压力 ，由于的作用位置不易确定，计算时假定作用在桩端b点。考虑到的实际作用位置应在桩端以上一段距离，因此，在最后求得板桩的入土深度t后，再适当增加10～20%。 例题2-1 计算图2-18所示悬臂式板桩墙需要的入土深度t及桩身最大弯矩值。 图2-18 例题2-1图 已知桩周土为砂砾， kN/m3，基坑开挖深度h=1.8m。安全系数K=2。 解：1）入土深度求解： 当 时， 朗金主动土压力系数 ， 朗金被动土压力系数 。 若令板桩入土深度为t，取1延米长的板桩墙，计算墙上作用力对桩端b点的力矩平衡条件 得： 推出： ？ 将数字代入上式得： 解得： 板桩的实际入土深度较计算值增加20%，则可求得板桩的总长度L为： 若板桩的最大弯矩截面在基坑底深度 处，该截面的剪力应等于零，即 推出： ？ 2）最大弯矩值求解 将数字代入上式得： 解得 可求得每延米板桩墙的最大弯矩 为： =21.6kN·m 三、单支撑（锚碇式）板桩墙的计算 当基坑开挖高度较大时，不能采用悬臂式板桩墙，此时可在板桩顶部附近设置支撑或锚碇拉杆，成为单支撑板桩墙，如图2-19所示。 图2-19 单支撑板桩墙的计算 单支撑板桩墙的计算，可以把它作为有两个支承点的竖直梁。一个支点是板桩上端的支撑杆或锚碇拉杆；另一个是板桩下端埋入基坑底下的土。 下端的支承情况又与板桩埋入土中的深度大小有关，一般分为两种支承情况；第一种是简支支承，如图2-19a。这类板桩埋入土中较浅，桩板下端允许产生自由转动；第二种是固定端支承，如图2-20a。若板桩下端埋入土中较深，可以认为板桩下端在土中嵌固。 图2-19 单支撑板桩墙的计算 1．板桩下端简支支承时的土压力分布（图2-19a） 板桩墙受力后挠曲变形，上下两个支承点均允许自由转动，墙后侧产生主动土压力EA。由于板桩下端允许自由转动，故墙后下端不产生被动土压力。墙前侧由于板桩向前挤压故产生被动土压力EP。由于板桩下端入土较浅，板桩墙的稳定安全度，可以用墙前被动土压力EP除以安全系数K保证。此种情况下的板桩墙受力图式如同简支梁（图2-19b），按照板桩上所受土压力计算出的每延米板桩跨间的弯矩如图2-19c所示，并以Mmax值设计板桩的厚度。 2．板桩下端固定支承时的土压力分布（图2-20） 板桩下端入土较深时，板桩下端在土中嵌固，板桩墙后侧除主动土压力EA外，在板桩下端嵌固点下还产生被动土压力EP2。假定EP2作用在桩底b点处。与悬臂式板桩墙计算相同，板桩的入土深度可按计算值适当增加10～20%。板桩墙的前侧作用被动土压力EP1。由于板桩入土较深，板桩墙的稳定性安全度由桩的入土深度保证，故被动土压力EP1不再考虑安全系数。由于板桩下端的嵌固点位置不知道，因此，不能用静力平衡条件直接求解板桩的入土深度t。在图2-20中给出了板桩受力后的挠曲形状，在板桩下部有一挠曲反弯点c，在c点以上板桩有最大正弯矩，c点以下产生最大负弯矩，挠曲反弯点c相当于弯矩零点，弯矩分布图如图2-20所示。 太沙基给出了在均匀砂土中，当土表面无超载，墙后地下水位较低时，反弯点c的深度y值与土的内摩擦角φ间的近似关系： ? 20? 30? 40? y 0.25h 0.08h -0.007h 确定反弯点c的位置后，已知c点的弯矩等于零，则将板桩分成ac和cb两段，根据平衡条件可求得板桩的入土深度t. 例题2-2 计算图2-21所示锚碇式板桩墙的入土深度t，锚碇拉杆拉力T，以及板桩的最大弯矩值。 已知板桩下端为自由支承，土的性质如图2-21所示。基坑开挖深度h=8m，锚杆位置在地面