排樁支護(hù)設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、排樁支護(hù)設(shè)計(jì)與計(jì)算8.7.1概述基坑開(kāi)挖事,對(duì)不能放坡或由于場(chǎng)地限制而不能采用攪拌樁支護(hù),開(kāi)挖深度在 610 米左右時(shí),即可采用排樁支護(hù).排樁支護(hù)可采用鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、預(yù)制鋼筋混凝土板樁或鋼板樁.OOOOOOOOOOOb樹(shù)根低鹿注漿ooGro開(kāi)挖熱c3nmoooooo卅挖割圖8-4排樁支護(hù)的類(lèi)型排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)可分為:(i)柱列式排樁支護(hù)當(dāng)邊坡土質(zhì)尚好、地下水位較低時(shí),可利用土拱作用,以稀疏鉆孔灌注樁或挖孔樁支擋土坡,如圖 8-4a 所示.(2)連續(xù)排樁支護(hù)(圖8-4b)在軟土中一般不能形成土拱,支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)該連續(xù)排.密排的鉆孔樁可互相搭接,或在樁身混凝土強(qiáng)度尚未形成時(shí),在相鄰樁之間做一根素

2、混凝土樹(shù)根樁把鉆孔樁排連起來(lái),如圖 8-4c 所示.也可采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁,如圖 8-4d、e 所示.(3)組合式排樁支護(hù)在地下水位較高搭軟土地區(qū),可采用鉆孔灌注排樁與水泥土樁防滲墻組合的方式,如圖 8-4f 所示.按基坑開(kāi)挖深度及支擋結(jié)構(gòu)受力情況,排樁支護(hù)可分為一下幾種情況.(1)無(wú)支撐(懸臂)支護(hù)結(jié)構(gòu)：當(dāng)基坑開(kāi)挖深度不大,即可利用懸臂作用擋住墻后土體.(2)單支撐結(jié)構(gòu)：當(dāng)基坑開(kāi)挖深度較大時(shí),不能采用無(wú)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu),可以在支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部附近設(shè)置一單支撐(或拉錨).(3)多支撐結(jié)構(gòu)： 當(dāng)基坑開(kāi)挖深度較深時(shí),可設(shè)置多道支撐,以減少擋墻擋壓力.根據(jù)上海地區(qū)的施工實(shí)踐,對(duì)于開(kāi)挖深度粉膜粘土將和

3、.可.百云壽1 1W W要石,夾咕土層20.00 2.0粕細(xì)辦購(gòu)題中A AL L含云星期&螂土層252517.5017.502S2S*1*1! !, , , . .: :. .口砂賽 和 , 毒 實(shí) , 含云】122122i i16.20 1.31.3r r 1 1:丁砂師石T1 序如 Q,$Q,$上【例 8-3北京京城大廈,超高層建筑,地上 52 層,地下 4 層,地面以上高 183.53m,箱形根底,埋深 23.76m按 23.5m 計(jì)算,采用進(jìn)口 27m 長(zhǎng)白 H 型鋼樁488mm300mm 擋墻士,錘擊打入,間距 1.1m.三層錨桿拉結(jié).地質(zhì)資料如圖各層土平均重度產(chǎn) 19Kn/

4、m3,土的內(nèi)摩擦角平均為石,貫入度大于 100,懺 350430,潛水位于的圓礫石中,深 10kN/m2計(jì).1.參數(shù)計(jì)算Ka=tan2450-72=0.338-15 所示.30,粘聚力 c=10kPa,23m 以下為卵10m 內(nèi)有上層滯水.地面荷載按Kp=卜 cos6Jsin(1+5)sin6|_vcos25,0cos36011.8-vsin(360250)sin360上式中被動(dòng)土壓力系數(shù)采用庫(kù)侖公式,考慮到樁已在基坑下砂卵石中,取6=29/3約為 250,昨 0,P=0.2.土壓力為零近似零彎點(diǎn)距離基坑底面距離的計(jì)算Q值為 360,u=(Kp-Ka)100.33190.3323.5=0.69

5、m19(11.8-0.33)(圖 8-31).坑底面以下墻的入土深度O錨汗刮面圈圖8-15北京京城大廈地質(zhì)剖面及錨桿示意圖標(biāo)尺八一錨桿長(zhǎng)度一不拼同段長(zhǎng)度R/kNM/kNmMBe/kNmR/kNMe/kNmMD/kNmR/kNM/kNmMF/kNm1-5.5491.52-12.5363.6-183.3535.03-18.5196.2-158.3116.0578.5-416.8545.84-23.5167.2-171.8142.6434.7-235.872.0896.9-486.0395.96.復(fù)核 488H 型鋼的強(qiáng)度W=2910cm3,仃=200MPa,計(jì)算最大彎矩MCD=545.8kNm,H

6、 型鋼中距為 1.1m,因此2) 梁 BC 段:MC圖8-17擋墻作為連續(xù)梁計(jì)算簡(jiǎn)圖2734.6878.5)7171.8,.=(-)kNm=269.4m1203) 梁 CCfc4) 梁 DE 成:_278.562MC=(12278.56Me二(一12F 點(diǎn)為零彎矩點(diǎn),(116.2-78.5)6230(116.2-78.5)620D 點(diǎn)的彎矩為4.彎矩分配計(jì)算固端彎矩不平衡,需要彎矩分配法來(lái)平衡支點(diǎn)各支點(diǎn)的彎矩為MB-171.8kNmMe-235.8kNm5.求各支點(diǎn)反力RB=167.2kNRe=434.7kNR)kNm-280.7kNm-)kNm=303.4kNmCD 的彎矩.通過(guò)彎矩分配,得

7、出MD-486kNmMF=0=896.9kN各種工況下,各層錨桿的支點(diǎn)反力及正負(fù)彎矩值匯總于表在工況 4 中.RF=388kN8-5,上述計(jì)算結(jié)果主要反映進(jìn)口的 488X300H 型鋼的截面系數(shù)15O.6kN/m15O.6kN/m2 234.65.5mIJ619m619m加548.5XMa=1.1=600.4kNm600.410001000Wx2910101010-2=206.3kN/mm22仃x105%=200kN/mmx105%=210kN/mm滿(mǎn)足7.H 型鋼插入深度計(jì)算已計(jì)算出土壓力零點(diǎn) u=0.69m按式8-21計(jì)算 xt0=ux=0.693.2=3.89mH 型鋼樁底已打入砂卵石層

8、,實(shí)際 H 型鋼樁長(zhǎng) 27m,即入土 3.5m.2、支撐荷載的 1/2 分擔(dān)法支撐荷載的 1/2 分擔(dān)法是多支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法,計(jì)算較為簡(jiǎn)便.Terzaghi 和 Peck 根據(jù)柏林和芝加哥等地鐵工程基坑擋土結(jié)構(gòu)支撐受力測(cè)定,以包絡(luò)圖為根底,以 1/2 分擔(dān)法將支撐軸力轉(zhuǎn)化為土壓力,提出土壓力分布圖,見(jiàn)圖 8-18.反之,如土壓力分布圖已確定設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)必須確定土壓力分布,那么可以用 1/2 分擔(dān)法來(lái)計(jì)算多支撐的受力,這種方法不考慮樁、墻體支撐變形,每道支撐承受的相鄰上下個(gè)半跨的壓力土壓力、水壓力、地面超載等.當(dāng)土壓力強(qiáng)度為 q,對(duì)于連續(xù)梁,最大支座彎矩為 M=ql2/10,最大跨中支座彎矩為 M=ql2/20.這種方法由于荷載圖式多采用實(shí)測(cè)支撐力反算的經(jīng)驗(yàn)包絡(luò)圖,所以仍具有一定的實(shí)用性,特別對(duì)于估算支撐軸力有一定的參考價(jià)值.3.計(jì)算固端彎矩基坑支護(hù)簡(jiǎn)圖如圖 8-30 所示.將支護(hù)樁畫(huà)成一連續(xù)梁