护坡桩嵌固深度的影响因素分析及优化

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文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ６ １．０ ７０ １０ —８５ ２ ０ ）２０ ０ ２
护 坡 桩 嵌 固深度 的影 响 因素 分 析 及 优 化
刘运通
摘
李 清杰
要： 应用单道支撑 围护结构的静力平衡 析 ， 介绍 了有 限元分析法
度 在计算式的两边都 可以被消去 ， 因此土重 度 对 桩埋入 土中 的深度没有影响。
抗力变异系数 ， 由被 动土压力 形成 的力矩 Ｍ 确定 ，
根据统计资料一般 可取 ０ １ ．；
— —
作用 力变 异 系数 ， 由主 动土 压力 形成 的力 矩 Ｍｏ确
图１ 中由静力平 衡法计 算 出的桩 埋入深 度在 土 的内摩擦 角
在护坡桩设计中的应用， 了有关护坡桩设计的一些结论。 总结
关键词 ： 护坡桩 ， 静力平衡法 ， 安全 系数
中图分类号 ： Ｕ４ ３ １ Ｔ ７ ．２ 文献标识码 ： Ａ
随着城市建设的飞速发展 ， 城市 建筑物 高度不断 增加 ， 密度 １４ 影 响 因素分析 ． 在支护桩 的设计 中准 确计 算 支护结 构上 的土 压力是 很重 要 发展。基坑 支护在整 个建筑 工程 施工 中的地 位 日趋重 要。为 了 的 Ｊ 。要想得到 比较准确 的土压力 分布 ， 土压力 公式 中涉及 到 对
式 中；——可靠指标 ； 口
愚 —— 中心安全 系数 ；
— —
（ １ ）
化。其中土的内摩擦角 越小则桩须埋入土 中的深度越 大 ， 桩 但 的埋入深度与土的重度 无关 。这 是因 为利 用等 值梁 法和静 力 平衡法在确定桩埋入 土中的深 度时通过对计算 式的简化 ， 的重 土
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第３ ２卷 第 ｌ ２期 ２０ ０ ６ 年 ６ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
、ｎ ． ２ Ｎｏ ２ ，Ｉ３ １
Ｊｎ． ２０ ｕ ０６
图 １ 相 同基坑条件护坡桩埋入深度对比图
由安全系数 ｋ可确定 护坡桩的可靠指标 口 如下式 ： ，
１３ 结果 分析 ．
由图 １ 以看 出， 开挖深 度 和支撑深 度相 同时 ， 可 在 桩埋 入 土 中的深 度按 等值梁法 和静力 平衡 法都 随着土 质的 不断变 化而 变
卢丽ｋ１ －
力 平衡法和等值 梁 法对 护坡 桩设计 结 果 的 比较 （ 定基 坑 条件 给
１５ 静力平衡 法中安全 系数 ｋ的讨论 ．
为： 基坑开挖深度 ８ 单道 支撑设 在距水平 地面 １ 处 ） ｍ， ｍ 得到结
果对 比见图 １ 。
当应用静力平衡 法对护坡桩进 行设计计算 时 ， 为了保 证护坡 桩有足够的嵌固深度 ， 保证 护 坡桩 有足 够 的安全可 靠度 ， 因此 在
应用被动土压力时 ， 将被 动土压力除 以 ｋ的安全 系数。在 目前 要 的工程应用 中， 安全系数 七往往取 ２ 。但 是安 全系数 越高并 不意
味着护坡桩的安全度越高 ， 护坡桩的安全 度更 多的是受环 境因素 的影响 。可靠指标和破 坏概 率是 用来 衡量 护坡 桩安全 度 的更科 学 的指标… ４。
不断加大 ， 深基坑 开挖工程逐渐增多 ， 并且 不断地向深 、 大的方 向
使基坑支护结构的设计更加合理可靠， 有必要对基坑支护结构的 的参数 的取值 就显得尤为重要 。在具 体计算 时 ， 据不 同土层 和 根
设计计算方法进行 比较和讨论 。 排 水条件分别采用不 同方法确定 土体参数 。因此 ， 正确 的选用 抗
定， 根据统计 资料一般可取 ０ １ ．。 由（ ） 计算出护坡桩 的可靠 指标 口后 ， 护坡 桩的破 坏概 １式 则
＝ 一 。将护坡 桩 的安 全 系数取作 不 同值 时 ， 以分 别 可 值较小时 比由等值梁 法计 算 出的埋入 深度 还要 大。这说 明在 率 Ｐｆ （ ） 如 土的内摩擦 角 值很小 时， 应用静力平衡法可能需要很大 的插 入 求 出桩 的破坏概率 ， 图 ２所示 。 深度才能平衡 ， 有的甚至无法平衡 。这 主要是 因为在确定埋入 深 度ｔ ， 时 静力平衡法将被动土压力除 以 ２的安全系数 。
１ 护坡桩埋入深度的讨论
１ １ 基 本 方 法 ．
剪强度的试 验方法及强度指标对所 计算 的土压力大 小影响甚 大。
目前， 工程上有的地质勘查报告所提供的强度指标存在不少问
题， 如虽提供 了 Ｃ， 指标 ， 但未说 明土样是 在何种 排水条件 下试 对于护坡桩埋入深 度的计算 ， 目前主要 由静力平衡 法和等值 验 的。文中建议 在勘查 报告 中应 给 出具 体 的土质 参数 的测试 方 梁法两种计算方法， 但两种计算方法都是在一定的假设前提下提 法。 出的。因此文 中将两种计 算方 法对 同一 地质 资料及基 坑模 型进 此外 ， 用朗肯理论 计算 粘性 土 主动 土压力 时 ， 土层 顶部会 出 行计算 比较 ， 并对结果进行 分析 和讨论 。 现负的土压 力 ， 根据土压力 等于零的条件 可计算 出负土压力 的深 为方便计算找 出一 般规 律 ， 将计 算模 型进行 如下 简化 ： 故 假 度［２， １］ 目前设计 中只计算该 深 度 以下的 主动 土压力 。由于处 于 － 设开挖土质为均质无 粘性 土 （ 即粘聚力 Ｃ＝０ ， ） 土重 度 为 且无 负土压 力区的粘 性土 会 产生 裂缝 ， 且不 论 是 否能 出现 负 的土 压 地下水影响 ， 土的内摩擦角 为 ， 地表无超 载情况 ， 护坡桩 采用单 力， 若墙后 出现 裂缝 而 不计 算 裂缝 深 度 的土压 力 是偏 于 不安 全 道 支撑 。 的， 因为雨水 和施工 现场用水可能会 灌入缝 内而产生 水压力 。因 １２ 不 同条 件 下护坡 桩设 计 结果 的比较 ． 此， 主动土压力仍 以从 顶面起 算为妥 。 通过对基坑开挖 深度和支撑位置相 同而地质条件不 同时 ， 静