深基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)[優(yōu)質(zhì)ppt課件

1、第二節(jié) 深基坑排樁支護(hù)構(gòu)造基坑開挖時(shí)，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。圖3-5 排樁支護(hù)的類型 排樁支護(hù)構(gòu)造可分為：排樁支護(hù)構(gòu)造可分為： 1柱列式排樁支護(hù)：當(dāng)邊坡土質(zhì)尚好、地下水位柱列式排樁支護(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，如圖樁支擋土坡，如圖3-5a所示。所示。 2延續(xù)排樁支護(hù)圖延續(xù)排樁支護(hù)圖3-5b：在軟土中普通不能：在軟土中普通不能構(gòu)成土拱，支擋構(gòu)造應(yīng)該延續(xù)排。密排的

2、鉆孔樁可相構(gòu)成土拱，支擋構(gòu)造應(yīng)該延續(xù)排。密排的鉆孔樁可相互搭接，或在樁身混凝土強(qiáng)度尚未構(gòu)成時(shí)，在相鄰樁互搭接，或在樁身混凝土強(qiáng)度尚未構(gòu)成時(shí)，在相鄰樁之間做一根素混凝土樹根樁把鉆孔樁排連起來，如圖之間做一根素混凝土樹根樁把鉆孔樁排連起來，如圖3-5c所示。也可采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁，如圖所示。也可采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁，如圖3-5d、e所示。所示。 3組合式排樁支護(hù)：在地下水位較高的軟土地域組合式排樁支護(hù)：在地下水位較高的軟土地域，可采用鉆孔灌注排樁與水泥土樁防滲墻組合的方式，可采用鉆孔灌注排樁與水泥土樁防滲墻組合的方式，如圖，如圖3-5f所示。所示。 按基坑開挖深度及支擋構(gòu)造受力情況，

3、排樁支護(hù)按基坑開挖深度及支擋構(gòu)造受力情況，排樁支護(hù)可分為一下幾種情況?？煞譃橐幌聨追N情況。 1無支撐懸臂支護(hù)構(gòu)造：當(dāng)基坑開挖深無支撐懸臂支護(hù)構(gòu)造：當(dāng)基坑開挖深度不大，即可利用懸臂作用擋住墻后土體。度不大，即可利用懸臂作用擋住墻后土體。 2單支撐構(gòu)造：當(dāng)基坑開挖深度較大時(shí)，不單支撐構(gòu)造：當(dāng)基坑開挖深度較大時(shí)，不能采用無支撐支護(hù)構(gòu)造，可以在支護(hù)構(gòu)造頂部附能采用無支撐支護(hù)構(gòu)造，可以在支護(hù)構(gòu)造頂部附近設(shè)置一單支撐或拉錨。近設(shè)置一單支撐或拉錨。 3多支撐構(gòu)造：當(dāng)基坑開挖深度較深時(shí)，可多支撐構(gòu)造：當(dāng)基坑開挖深度較深時(shí)，可設(shè)置多道支撐，以減少擋墻的壓力。設(shè)置多道支撐，以減少擋墻的壓力。 一、無支撐排樁支護(hù)構(gòu)

4、造一、無支撐排樁支護(hù)構(gòu)造 無支撐排樁支護(hù)構(gòu)造也亦即懸臂式樁排支無支撐排樁支護(hù)構(gòu)造也亦即懸臂式樁排支護(hù)構(gòu)造懸臂板樁的變位及土壓力分布圖護(hù)構(gòu)造懸臂板樁的變位及土壓力分布圖見圖見圖3-6，可由多種樁型組成，本節(jié)只，可由多種樁型組成，本節(jié)只涉及相間或密排插入基坑底面以下一定深涉及相間或密排插入基坑底面以下一定深度的鋼筋混凝土樁，樁頂設(shè)置鋼筋混凝土度的鋼筋混凝土樁，樁頂設(shè)置鋼筋混凝土鎖口梁，樁體接受程度推力，鎖口梁調(diào)理鎖口梁，樁體接受程度推力，鎖口梁調(diào)理各樁受力和程度位移的支護(hù)構(gòu)造體系。擋各樁受力和程度位移的支護(hù)構(gòu)造體系。擋土深度視地質(zhì)條件和樁徑而異，普通不宜土深度視地質(zhì)條件和樁徑而異，普通不宜超越超越

5、6m。圖3-6 懸臂板樁的變位及土壓力分布圖a.變位表示圖 b.土壓力分布圖 c.懸臂板樁計(jì)算圖 d. Blum 計(jì)算圖式 懸臂樁支護(hù)構(gòu)造靜力計(jì)算主要目的有二個(gè)： 1 懸臂樁樁身插入基底面以下的最小入土深度Dmin； 2 樁身最大彎矩及所在位置，以計(jì)算樁身的截面和配筋。 一構(gòu)造靜力計(jì)算模型 鋼筋混凝土樁插入基底面以下的深度可以根據(jù)靜力平衡條件確定：如圖3-7所示，經(jīng)過主被動(dòng)兩側(cè)土壓力對(duì)C點(diǎn)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分別為基底以上及以下自動(dòng)土壓力之合力對(duì)C點(diǎn)的力矩kN.m； MEP被動(dòng)土壓力對(duì)C點(diǎn)的力矩kN.m 。 樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度應(yīng)按

6、下式確定： 3-13 式中 H 基坑開挖深度m； 增大系數(shù)，基坑底以下土質(zhì)較好時(shí)取1.2； 反之取1.4120EaEaEpMMMmindDHKDdK圖3-7 懸臂式樁排計(jì)算圖 二計(jì)算步驟二計(jì)算步驟 1.土壓力計(jì)算包括自動(dòng)和被動(dòng)壓力和超載影響的計(jì)土壓力計(jì)算包括自動(dòng)和被動(dòng)壓力和超載影響的計(jì)算。樁的入土深度為未知，可設(shè)為算。樁的入土深度為未知，可設(shè)為Dmin，這部分，這部分的土壓力暫以包含的土壓力暫以包含Dmin的式子表示。的式子表示。 2.力矩平衡計(jì)算分別計(jì)算主、被動(dòng)土壓力對(duì)力矩平衡計(jì)算分別計(jì)算主、被動(dòng)土壓力對(duì)C點(diǎn)的點(diǎn)的力矩，再按照力矩平衡條件，列出平衡方程，普通力矩，再按照力矩平衡條件，列出平衡

7、方程，普通為為Dmin的三次方程。的三次方程。 3.解方程，得出解方程，得出Dmin。 4.求剪力為零點(diǎn)深度，對(duì)該深度截面計(jì)算彎矩，即求剪力為零點(diǎn)深度，對(duì)該深度截面計(jì)算彎矩，即為最大彎矩為最大彎矩Mmax。 5.根據(jù)根據(jù)Dmin確定樁的設(shè)計(jì)入土深度，根據(jù)確定樁的設(shè)計(jì)入土深度，根據(jù)Mmax確定適當(dāng)?shù)臉稄健毒嗪蜆兜呐浣?。確定適當(dāng)?shù)臉稄?、樁距和樁的配筋?三算例：某工程基坑支護(hù)擬采用懸臂樁構(gòu)造，主要參數(shù)如圖3-8a所示。試計(jì)算樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，樁身最大彎矩及所在位置。一、土壓力計(jì)算一、土壓力計(jì)算 根據(jù)此題題意，公式根據(jù)此題題意，公式3-3和和3-11可以推可以推導(dǎo)出公式導(dǎo)出公式3-14和和3-15，計(jì)

8、算結(jié)果如表，計(jì)算結(jié)果如表3-5和和3-6所示。所示。 3-14 3-150()2ajkmjjaiikaiezq kck0()2pjkmjjpiikpiezq kck 自動(dòng)區(qū)力矩合計(jì)：自動(dòng)區(qū)力矩合計(jì)： 1.55Dmin3+25.83Dmin2+143.35Dmin+265.2 被動(dòng)區(qū)力矩合計(jì)：被動(dòng)區(qū)力矩合計(jì)： 6.46Dmin3+14.28Dmin2 根據(jù)平衡條件可得：根據(jù)平衡條件可得： 4.91Dmin3-11.55Dmin2-143.35Dmin-265.2=0 解之，得解之，得: Dmin=7.33m樁的設(shè)計(jì)嵌入深度取樁的設(shè)計(jì)嵌入深度取: 1.2Dmin=8.8m9m 樁的總長(zhǎng)為樁的總長(zhǎng)為

9、: 6+9=15m 3.求最大彎矩 設(shè)剪力零點(diǎn)位于基底以下x處，該點(diǎn)以上自動(dòng)土壓力合力為：51.665.552+51.66x+0.5xKax =4.655x2+51.66x+143.35 該點(diǎn)以上被動(dòng)土壓力合力為： 28.56x+0.5xKpx=19.38x2+28.56x 令兩者相等，得： 14.725x2-23.1x-143.35=0 解得 x=4.0m 對(duì)該截面求矩即得最大彎矩Mmax Mmax=143.355.553+4+51.66442+4.6554243-28.56442-19.384243=709.4kNm 至此計(jì)算終了，接著可按最大彎矩選擇適當(dāng)?shù)臉稄?、樁距和配筋。但尚?yīng)留意計(jì)算

10、所得Mmax是每延米樁排的彎矩值，應(yīng)乘以樁距，并乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)1.25之后，才是單樁彎矩設(shè)計(jì)值。 四鋼筋混凝土懸臂樁排構(gòu)造設(shè)計(jì)要求四鋼筋混凝土懸臂樁排構(gòu)造設(shè)計(jì)要求 1.懸臂鋼筋混凝土樁的配筋應(yīng)按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件懸臂鋼筋混凝土樁的配筋應(yīng)按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算和配筋，并應(yīng)按規(guī)定采取構(gòu)造措施。圓形截面樁計(jì)算和配筋，并應(yīng)按規(guī)定采取構(gòu)造措施。圓形截面樁宜均勻配筋，在土質(zhì)較好或采用人工挖孔樁確有施工宜均勻配筋，在土質(zhì)較好或采用人工挖孔樁確有施工保證可采用不均勻配筋，將抗彎鋼筋集中布置在受拉保證可采用不均勻配筋，將抗彎鋼筋集中布置在受拉邊的彎矩作用平面左右各邊的彎矩作用平面左右各45范圍內(nèi)，以增大抵抗

11、力范圍內(nèi)，以增大抵抗力矩。矩。 2.鋼筋混凝土鎖口梁厚度普通可為鋼筋混凝土鎖口梁厚度普通可為400500mm，平，平面上外包樁體并突出面上外包樁體并突出50100mm，沿基坑周邊構(gòu)成，沿基坑周邊構(gòu)成封鎖構(gòu)造。鎖口梁按程度面內(nèi)作用有正負(fù)彎矩的受彎封鎖構(gòu)造。鎖口梁按程度面內(nèi)作用有正負(fù)彎矩的受彎構(gòu)件配筋，每側(cè)不宜少于構(gòu)件配筋，每側(cè)不宜少于316，梁截面的總配筋率，梁截面的總配筋率不小于不小于0.4%，角撐可按構(gòu)造設(shè)計(jì)為鋼構(gòu)件或鋼筋混，角撐可按構(gòu)造設(shè)計(jì)為鋼構(gòu)件或鋼筋混凝土構(gòu)件。凝土構(gòu)件。 3.支護(hù)的鋼筋混凝土樁采用疏排布置時(shí)，在各樁中間支護(hù)的鋼筋混凝土樁采用疏排布置時(shí)，在各樁中間的空隙部位或樁背后適當(dāng)

12、布置止水樁，防止?jié)B水和土的空隙部位或樁背后適當(dāng)布置止水樁，防止?jié)B水和土體從樁間流失。也可在基坑開挖過程中逐漸砌筑磚拱體從樁間流失。也可在基坑開挖過程中逐漸砌筑磚拱防滲。無論采用何種方式，其強(qiáng)度和構(gòu)造應(yīng)保證能可防滲。無論采用何種方式，其強(qiáng)度和構(gòu)造應(yīng)保證能可靠地將土水壓力傳送給樁身?？康貙⑼了畨毫魉徒o樁身。 二、有支撐排樁支護(hù)構(gòu)造二、有支撐排樁支護(hù)構(gòu)造 有支撐排樁支護(hù)構(gòu)造常見的有頂端支撐的排樁支護(hù)有支撐排樁支護(hù)構(gòu)造常見的有頂端支撐的排樁支護(hù)構(gòu)造和樁錨式支護(hù)。在實(shí)踐工程運(yùn)用中，后者更為構(gòu)造和樁錨式支護(hù)。在實(shí)踐工程運(yùn)用中，后者更為普遍。普遍。 頂部支撐的排樁支護(hù)構(gòu)造計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖頂部支撐的排樁支護(hù)構(gòu)造

13、計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-9的計(jì)的計(jì)算與懸臂樁相比，其不同在于頂部支撐樁墻的算與懸臂樁相比，其不同在于頂部支撐樁墻的計(jì)算需求求頂支撐的內(nèi)力計(jì)算需求求頂支撐的內(nèi)力TA。 樁錨式支護(hù)由支護(hù)排樁，錨桿及圍檁等組成，用以樁錨式支護(hù)由支護(hù)排樁，錨桿及圍檁等組成，用以支擋坑壁土壓力并限制坑壁的側(cè)向位移。錨桿平面支擋坑壁土壓力并限制坑壁的側(cè)向位移。錨桿平面位置應(yīng)在兩個(gè)樁之間空隙穿過。位置應(yīng)在兩個(gè)樁之間空隙穿過。 錨桿由錨頭，拉桿和錨固體組成，根據(jù)支護(hù)深度和錨桿由錨頭，拉桿和錨固體組成，根據(jù)支護(hù)深度和土質(zhì)條件錨桿可設(shè)置一層或多層，其錨固段應(yīng)置于土質(zhì)條件錨桿可設(shè)置一層或多層，其錨固段應(yīng)置于較好的粘性土或粉土、粉細(xì)砂層中。

14、條件允許時(shí)，較好的粘性土或粉土、粉細(xì)砂層中。條件允許時(shí)，可在基坑邊緣以外超越潛在滑動(dòng)面設(shè)置錨定板可在基坑邊緣以外超越潛在滑動(dòng)面設(shè)置錨定板，錨塊或錨樁，用拉桿與樁排結(jié)合成頂層拉錨。，錨塊或錨樁，用拉桿與樁排結(jié)合成頂層拉錨。單層樁錨式支護(hù)構(gòu)造計(jì)算方法可以根據(jù)樁入土深度的不同采用靜力平衡法見圖3-10和等值梁法見圖3-11來計(jì)算。 圖3-9 頂部支撐樁墻的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖3-10 單支點(diǎn)排樁支護(hù)的靜力平衡計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3-11 單支點(diǎn)排樁支護(hù)等值梁法計(jì)算簡(jiǎn)圖 當(dāng)基坑比較深、土質(zhì)當(dāng)基坑比較深、土質(zhì)較差時(shí)，單支點(diǎn)支護(hù)較差時(shí)，單支點(diǎn)支護(hù)構(gòu)造不能滿足基坑支構(gòu)造不能滿足基坑支擋的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要擋的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求時(shí)，

15、可以采用多層求時(shí)，可以采用多層支撐的多支點(diǎn)支護(hù)構(gòu)支撐的多支點(diǎn)支護(hù)構(gòu)造。支撐層數(shù)及位置造。支撐層數(shù)及位置應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、基坑深應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、基坑深度、支護(hù)構(gòu)造、支撐度、支護(hù)構(gòu)造、支撐構(gòu)造和施工要求等要構(gòu)造和施工要求等要素確定。如圖素確定。如圖3-12為為多支點(diǎn)支撐錨桿多支點(diǎn)支撐錨桿計(jì)算模型。計(jì)算模型。 圖圖3-13 多層錨桿支護(hù)工況圖多層錨桿支護(hù)工況圖 多層錨桿的設(shè)置是隨著開挖不多層錨桿的設(shè)置是隨著開挖不同工況逐層向下開挖而分次設(shè)同工況逐層向下開挖而分次設(shè)置的，見圖置的，見圖3-13。 根據(jù)實(shí)測(cè)資料這樣設(shè)置的多層根據(jù)實(shí)測(cè)資料這樣設(shè)置的多層錨桿有如下一些景象：錨桿有如下一些景象： 1下道錨桿設(shè)置之后，上

16、道下道錨桿設(shè)置之后，上道錨桿的軸向力只需微小的變化錨桿的軸向力只需微小的變化，錨桿所在點(diǎn)可以看作是不動(dòng)，錨桿所在點(diǎn)可以看作是不動(dòng)點(diǎn)；點(diǎn)； 2下道錨桿支點(diǎn)以上的下道錨桿支點(diǎn)以上的墻體變位，大部分是在下道橫墻體變位，大部分是在下道橫撐設(shè)置前產(chǎn)生的。撐設(shè)置前產(chǎn)生的。 多層錨桿支護(hù)構(gòu)造是超靜定問題，根據(jù)實(shí)踐支護(hù)中的實(shí)測(cè)資料可按以下假定將超靜定問題簡(jiǎn)化為靜定問題進(jìn)展計(jì)算： 1各層錨桿所在點(diǎn)均為不動(dòng)支點(diǎn)； 2支護(hù)樁的下端按簡(jiǎn)支端思索； 3在自上至下逐層計(jì)算過程中，某一層錨固力一旦確定，在后續(xù)的計(jì)算中堅(jiān)持不變。 如圖3-12所示，對(duì)于第i層支撐錨桿計(jì)算如下： 對(duì)i點(diǎn)取矩，令Mi=0，那么有： 式中及圖中：式中及圖中： Hi設(shè)置第設(shè)置第i+1層支撐錨桿時(shí)的開挖深度層支撐錨桿時(shí)的開挖深度m Di所計(jì)算階段滿足力矩平衡的計(jì)算入土深度所計(jì)算階段滿足力矩平衡的計(jì)算入土深度m Ea1i， Ea2i分別為分別為Hi深度下的開挖底面上下自動(dòng)土深度下的開挖底面上下自動(dòng)土壓力合力壓力合力kN EpiDi深度范圍內(nèi)的被動(dòng)土壓力合力深度范圍內(nèi)的被動(dòng)土壓力合力kN MEa1i， MEa2i， MEpi各項(xiàng)土壓力對(duì)各項(xiàng)土壓力對(duì)點(diǎn)的力矩點(diǎn)的力矩kN.m 第第i至第至第i-1層支撐錨