双排桩支护结构土压力

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《双排桩支护结构的数值分析与现场试验研究》

《双排桩支护结构的数值分析与现场试验研究》

《双排桩支护结构的数值分析与现场试验研究》一、引言随着城市建设的快速发展,地下工程建设的需求不断增加,对基坑支护工程的要求也越来越高。

双排桩支护结构因其稳定性好、抗侧移能力强等优点,在工程实践中得到了广泛应用。

本文旨在通过数值分析和现场试验研究双排桩支护结构的性能,为实际工程提供理论依据和参考。

二、双排桩支护结构概述双排桩支护结构由两排紧密排列的桩体组成,通过桩体之间的相互作用和土体的支撑作用,形成稳定的支护体系。

该结构具有较高的抗侧移能力和较好的稳定性,适用于多种地质条件下的基坑支护工程。

三、数值分析方法本文采用有限元法对双排桩支护结构进行数值分析。

首先,建立双排桩支护结构的有限元模型,根据实际工程地质条件设置模型参数。

然后,通过模拟土体开挖过程和桩体受力情况,分析双排桩支护结构的变形、内力和稳定性。

最后,根据分析结果,优化双排桩支护结构设计,提高其支护效果。

四、现场试验研究为了验证数值分析结果的准确性,本文开展了双排桩支护结构的现场试验研究。

首先,选择具有代表性的工程场地,进行双排桩支护结构的施工。

在施工过程中,实时监测桩体的变形、内力和稳定性等数据。

然后,将现场试验数据与数值分析结果进行对比,验证数值分析的准确性。

最后,根据现场试验结果,对双排桩支护结构的施工工艺和设计参数进行优化。

五、结果与讨论1. 数值分析结果:通过有限元法对双排桩支护结构进行数值分析,得到了桩体的变形、内力和稳定性等数据。

分析结果表明,双排桩支护结构具有较好的稳定性和抗侧移能力,能够满足实际工程需求。

2. 现场试验结果:现场试验数据与数值分析结果基本一致,验证了数值分析的准确性。

同时,通过现场试验,发现双排桩支护结构的施工工艺和设计参数对其性能具有重要影响。

优化施工工艺和设计参数,可以提高双排桩支护结构的稳定性和抗侧移能力。

3. 影响因素分析:双排桩支护结构的性能受多种因素影响,如土体性质、桩体材料、桩体间距等。

通过数值分析和现场试验,发现这些因素对双排桩支护结构的性能具有显著影响。

双排桩支护结构

双排桩支护结构
(5)
2).后排桩土压力分析
后排桩前侧向(靠基坑)土压力按式(5)考 虑。桩背土压力的大小取决于桩的侧向位 移,由于双排桩的刚度较大,因此可以假 定后排桩土位移仍处在弹性范围内,即桩 侧向土压力介于静止土压力与主动土压力 之间。这里称之为弹性土压力:
5.双排桩的计算模型[5]
基于弹性抗力法的双排桩支护结构,根据 作用在前、后排桩上的土压力以及前、后排 桩土抗力作用深度范围的不同列举3个典型的 双排桩计算模型。
双排桩支护结构
• • • • •
概念 特点 桩排距的影响 土压力分析 计算模型
1.双排桩支护结构的概念
双排桩门架式支护结构(简 称双排桩支护结构)是基坑工程 中常用的一种支护型式。它由前 后两排平行的钢筋混凝土桩以及 压顶梁、前后排桩桩顶之间的连 梁(或板)形成类似门架的空间 结构[5]。
2.双排桩支护结构的特点[1]
1).前排桩土压力分析
基坑开挖后,双排桩将发生位移,桩间土受到一 定程度地扰动。考虑到两排桩的整体刚度以及其 对土体的约束作用,可以近似地认为桩间土仍处 于弹性阶段, 即将桩间土视为受侧向约束的无限 长土体。由弹性力学平面应变问题的物理方程, 则作用于前排桩背的土压力为: (3)
(4)
桩前土对桩的侧向抗力分布问题较为复杂,一 般按被动土压力考虑。由于被动土压力的发挥 与土的变形有关,当被动土压力全部发挥(即土 处于塑性极限平衡态)时,土的变形将很大,而 为工程不允许。因此实际土对桩的侧向抗力介 于静止土压力与被动士压力之间。为方便计算, 通常对被动土压力予以折减:
模型1:前排桩在开挖面以上作用静止土 压力,后排桩在开挖面以上作用朗肯主动 土压力,前、后排桩土抗力均作用在开挖 面以下。
模型2:前排桩桩背全深度范围作用 静止土压力,后排桩桩背全深度范围 作用朗肯主动土压力,前排桩土抗力 作用在开挖面以下,后排桩土抗力作 用在朗肯主动滑裂面与后排桩的交点 以下。

双排桩支护结构

双排桩支护结构
双排桩支护结构
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概念 特点 桩排距的影响 土压力分析 计算模型
1.双排桩支护结构的概念
双排桩门架式支护结构(简 称双排桩支护结构)是基坑工程 中常用的一种支护型式。它由前 后两排平行的钢筋混凝土桩以及 压顶梁、前后排桩桩顶之间的连 梁(或板)形成类似门架的空间 结构[5]。
2.双排桩支护结构的特点[1]
3.桩排距对桩内力的影响[3]
1.不同桩排距时后排桩的弯矩图
2.不同桩排距时前排桩的弯矩图
3.不同桩排距时后排桩的剪力图
4.不同桩排距时前排桩的剪力图
5.桩排距D=4h时前、后排桩的弯矩图
6.桩排距D=4h时前、后排桩的剪力图
图1、3可知:随着桩排距的增 大,后排桩的由弯矩和剪力的最大 值都有所增大,总体来看变化较小。 由图2、4可知:随着桩排距的增 大,前排桩的弯矩和剪力均不断减 小,并且变化十分明显。由图5、 6可知,当桩排距为4h时,双排桩 的前后两排桩的弯矩和剪力差距均 十分明显,且前排桩的受力已经很 小,所以两排桩不能发挥同等的抗 滑效果。
悬臂式单排护坡桩在粘性土地基 的基坑开挖支护工程中虽然应用很普 遍,但是单排悬臂桩的桩顶水平位移 较大,因此对护坡结构的水平位移要 求较严格的工程其应用受到限制。 采用支撑或锚拉支护方法虽可 减小桩的水平位移,但在工期、造价 及施工技术或场地条件限制等方面也 存在一些不利因素。双排支护结构具 有更大的侧向刚度,可以明显减小基 坑的侧向变形,支护的深度也相应增 加[2]。
模型3:前、后排桩土抗力作用 范围同模型2,前、后排桩桩背 总土压力为沿后排桩全深度分布 的朗肯主动土压力,用桩间滑裂 土体占整个滑裂土体的重量比α 来分配前、后排桩的土压力。
在双排桩结构设计中,同样应该遵循框架结构设计中 “强柱弱梁”原则。

双排桩支护结构在基坑支护工程中的应用

双排桩支护结构在基坑支护工程中的应用

双排桩支护结构在基坑支护工程中的应用随着城市化进程的加速推进,建筑工地和城市基础设施建设日益增多,而基坑支护工程作为一项重要的土木工程,已经成为城市建设的核心内容之一。

在基坑支护工程中,双排桩支护结构应用广泛,成为了支护工程的关键部分。

一、双排桩支护结构的概念双排桩支护结构是指在基坑边缘开挖时,采用双排钢桩作为支护系统。

其原理是通过桩与桩之间同步挖掘汲水,使用钢板管连通,采用桩前托撑进行支撑,从而保证基坑的稳定。

该结构具有支撑力大、刚性好、施工周期短、适用性广等特点。

二、双排桩支护结构的施工方法双排桩支护结构的施工包括以下几个环节:(1)桩位布置:按设计要求将双排桩支护结构的桩位进行布置,同时确定桩顶高程和长度。

(2)振动钻进:根据桩位布置图,在桩位上进行振动钻进,振动钻头在穿过难穿过的土壤层时,可通过往返振动使钻进的地层松动,从而使土层松散,毛细管水被释放,地层孔隙率增加,便于土壤与土层剥离。

(3)内壁清槽:钻进完成后,通过发水井或罩钻机清除较干燥土壤,以便于钻头顺畅穿过,同时加固桩壁。

(4)成孔内护:将桩套和保险丝放入钻孔中,并进行振动钻进或钻头加强振幅清槽。

(5)灌注(填充):振动灌注保险丝或注入旁路目的是使桩套无阻且无缝隙,灌填前应先振动灌水灌注,使桩内地下水位与外部一致,从而获得高效的灌注效果。

(6)桩前托撑:桩体灌注完毕后,进行桩前托撑,使桩体成杆等效,提高整个支撑系统的刚性,保证支撑效果。

三、双排桩支护结构的应用双排桩支护结构广泛应用在城市地下工程施工中,包括基坑支护、围堰支护、隧道开挖拱顶支撑和防泥板孔洞引入等方面。

在基坑支护方面,双排桩支护结构能够保证基坑深度和宽度的稳定,有利于减轻地下水压力,确保深部土层结构的稳定性,从而为接下来的施工提供先决条件。

在隧道开挖方面,双排桩支护结构可以承受隧道开挖时所产生的垂直荷载和水平荷载,同时还可以支撑拱顶,保证人员和设备的安全。

四、双排桩支护结构的优缺点优点:(1)支撑力大:双排桩支护结构能够承受大型建筑、高速公路、地铁等项目的荷载。

深基坑双排桩支护结构的作用机理研究

深基坑双排桩支护结构的作用机理研究

深基坑双排桩支护结构的作用机理研究一、引言在建筑工程中,如果需要在地下开挖深基坑,常常需要采取一定的支护措施来保证施工的顺利进行。

深基坑双排桩支护结构是一种常见且有效的支护结构,本文将就其作用机理展开研究。

二、支护结构的分类在研究深基坑双排桩支护结构之前,有必要先了解一些支护结构的分类。

常见的支护结构可以分为以下几种:2.1 桩基础支护结构桩基础支护结构是通过在土层中打入一定间距排列的桩来分散基坑开挖时土层的受力,起到支撑土体的作用。

常见的桩基础支护结构有单桩支护、双排桩、组合桩等。

2.2 特殊结构支护特殊结构支护是指利用非常规结构来支护基坑,如悬索支护、拱形支护等。

这种支护结构通常适用于特殊的工程情况,有较高的施工难度和技术要求。

2.3 壁土支护壁土支护是指利用支撑结构将土体围住,形成土与结构的共同受力体系,常见的壁土支护结构有悬挑式支撑结构、槽形支撑结构等。

三、深基坑双排桩支护结构的构成和作用机理深基坑双排桩支护结构由两排平行排列的桩组成,桩与桩之间通常采用加筋桩或钢筋混凝土构件进行连接。

其作用机理主要包括以下几个方面:3.1 承台作用深基坑双排桩支护结构通过桩与桩之间的水平支撑构成一个承台,并将基坑土体的力传递给桩体,从而实现土体的固定和支撑。

承台的设计应考虑到土体的侧压力、桩的承载力以及桩身的刚度等因素。

3.2 桩体阻碍作用深基坑双排桩支护结构通过桩体的阻碍作用,阻止土体因开挖而坍塌和移动。

桩体与土体之间会形成一种相互作用力,使土体发生塑性变形,从而增加土体的稳定性。

3.3 水平限制作用深基坑双排桩支护结构通过桩与土体之间的水平限制作用,限制土体的水平位移。

这种水平位移限制对于确保基坑周边的建筑物和地下管线的安全非常重要。

3.4 滑移面的形成深基坑双排桩支护结构中,桩体与土体之间会形成一个滑移面,这个滑移面的形成可以使土体呈现一定的稳定状态,从而保证基坑的安全施工。

四、深基坑双排桩支护结构的优缺点分析深基坑双排桩支护结构具有以下几个优点:4.1 结构稳定性好深基坑双排桩支护结构通过排列规则的桩体形成一个整体,结构稳定性较高,能够有效承受土体的压力和力矩。

双排桩支护结构土压力数值模拟

双排桩支护结构土压力数值模拟
双排桩支护结构研究现状
双排桩支护结构的研究主要集中在支护结构的稳定性、变形和土压 力等方面。
数值模拟方法研究现状
数值模拟方法在岩土工程领域得到了广泛应用,可以模拟复杂的土 压力问题。
研究目的与意义
研究目的
本研究旨在通过数值模拟方法, 对双排桩支护结构的土压力分布 、大小和方向等问题进行深入研 究,为实际工程提供参考。
研究意义
本研究对于提高双排桩支护结构 的稳定性和安全性具有重要意义 ,可以为实际工程提供有效的设 计和施工方案。
02
双排桩支护结构土压力理论分 析
土压力基本概念及分类
01
02
03
主动土压力
当桩后土体处于极限平衡 状态时,垂直于桩背的土 压力。
被动土压力
当桩后土体处于极限平衡 状态时,垂直于桩背的土 压力。
双排桩支护结构土压力数值 模拟
汇报人: 2023-12-17
目录
• 引言 • 双排桩支护结构土压力理论分
析 • 双排桩支护结构土压力数值模
拟方法
目录
• 双排桩支护结构土压力数值模 拟结果分析
• 双排桩支护结构优化设计建议 与展望
01
引言
背景与意义
1 2
土压力问题
土压力是岩土工程领域的重要问题之一,对于建 筑物的稳定性和安全性具有重要影响。
考虑环境因素影响
在未来的研究中,应考虑环境因素对双排桩支护结构的影 响,如地下水、气候变化等,以完善支护结构设计理论和 方法。
THANKS
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双排桩支护结构
双排桩支护结构是一种常见的支护结构形式,广 泛应用于基坑支护、边坡支护等领域。
3
数值模拟方法
数值模拟方法是一种有效的研究手段,可以模拟 土压力分布、大小和方向等问题,为实际工程提 供参考。

浅谈深基坑双排桩支护结构设计计算方法

浅谈深基坑双排桩支护结构设计计算方法

浅谈深基坑双排桩支护结构设计计算方法本文通过对深基坑双排桩支护结构的特点进行了详细的分析,然后对双排桩支护结构计算方法展开充分细致的研究,希冀通过本文的研究能够对相关的工程提供一定的借鉴与帮助。

标签:深基坑;双排桩;计算方法随着城市人口密度的不断增加和城市建设的不断发展,合理开发利用地下空间是城市可持续发展的要求。

中国主要城市的高层建筑和超高层建筑、地下商场、地下铁道、地下仓库、地下人防工程等都在大量的建设中,可能涉及到深基坑工程。

深基坑工程的突出特点是其设计和施工不仅要保证其自身的技术合理性和安全性,而且要控制其施工对环境的影响。

由于中国深基坑工程发展历史较短,理论研究、设计方法、施工经验、施工管理、监测手段等方面还不够完善。

工程经验不能满足基坑深度、规模和难度快速发展带来的挑战。

近年来,中国出现了一些基坑工程事件,深基坑施工对环境造成了很大的影响。

双排桩支护结构是一种新型的支护结构,由于其具有较大的侧向刚度,能够有效地防止支护结构变形,符合工程建筑加固的需要,逐渐成为深基坑支护结构的优先选择。

然而现在双排桩支护结构设计计算方法还不成熟,计算模型都难以反映结构实际受力特点,因此对此的研究具有重要意义。

1、深基坑双排桩支护结构的特点1.1深基坑工程的大特点基坑支护体系是一种安全储备小、风险高的临时性基坑支护体系。

基坑支护结构的作用复杂基坑开挖深度越来越深,规模越来越大,造价越来越高。

基坑工程具有较强的地域性和个性。

基坑是一个系统工程,具有很强的综合性。

基坑工程具有很强的时空效应。

1.2双排桩支护结构及其特点双排桩是一种新型的支护结构。

在排桩形式上,双排桩支护结构将原来密集的单排桩中的部分桩向后移动一定距离,从J山形成两排平行的钢筋混凝土桩,在桩顶用刚性连梁将排桩连接在一起,超静定空间门式刚架结构总是沿基坑的长度力形成的。

加固后桩间土可以起到比水的作用。

根据桩的不同用途,一般可分为双排圆形桩结构和双排板式结构。

浅谈双排灌注桩深基坑支护结构计算

浅谈双排灌注桩深基坑支护结构计算

浅谈双排灌注桩深基坑支护结构计算摘要:深基坑双排灌注桩支护是在单排悬臂桩支护技术基础上新开发的一项技术。

它仍属于悬臂式支护结构类型。

工程实践证明:在稳定性较好的一般粘性土和砂土层中采用这种支护型式,与单排悬臂桩相比具有刚度大、位移小、支护高度大、节约投资等特点。

关键词:基坑支护;土压力;内力计算0前言单排悬臂桩支护已有较成熟的设计计算方法,而双排桩支护结构的设计计算则还处于研讨中,本文中依据作者近年来的工程施工设计实践经验,提出一套设计分析方法,供类似工程参考。

1 双排桩支护的受力特性双排桩支护型式简单,前后排桩按一定排距布置成三角形或矩形平面,桩顶用现浇钢筋混凝土连梁或板连接起来,形成桩脚嵌固的刚架型式。

它虽属于悬臂支护型式,但受力机理与单排悬臂桩有本质的区别。

即桩间土对双排桩有土压力作用,而且作用力的大小与桩的排距大小有关,故双排桩支护结构可看成前后排桩都受到大小不等土压力作用的平面刚架。

把土视为弹性体,并取矩形平面单元,把桩视为梁单元,利用有限元法分析得后排桩失去挡土作用的距离b max 为:式中:h—桩的挡土高度;t—桩的理论埋深;μ—土的波松比,μ≤0.5;偏保守地取μ=0.5,t=0.2h代入式(1)得:b max≈1.6 h;同理,经分析得:后排桩受力超过前排桩的临界点满足:因此,可将双排桩土压力分布大致分为三种情况:(1)当b ≤.125h时,后排桩承受全部土压力,前排桩通过横梁受到桩顶推力;双排桩土压力分布如图1(a);按库仑强度理论,图1中滑楔与水平面夹角为45°+ 。

(2)当1.6h>b>0.125h时,前、后排桩同时受到土压力作用,横梁可能受压或受拉:图1(b)。

(3)当b ≤1.6h时,前排桩承受全部土压力,后排桩起锚拉作用:如图1(c)。

(a)(b)(c)图1支护特性分析在工程实践中,桩排距与桩长相比较往往很小(距高比: ),因此,我们可以从图1(a)、(b)两种情况出发建立双排桩支护结构的概念。

双排桩支护结构挠曲理论分析.kdh

双排桩支护结构挠曲理论分析.kdh

THEORETICAL ANALYSIS OF DOUBLE-ROW PILES RETAINING STRUCTURE DEFLECTION
HUANG Ping1,MO Haihong1 2,CHEN Junsheng1
, ,2
(1. School of Civil Engineering and Transportation,Guangzhou,Guangdong 510640,China;2. State Key Laboratory of Subtropic Building Science,Ministry of Education,South China University of Technology,Guangzhou,Guangdong 510640,China)
(
)

式中: ∆ 为基坑底面处位移量(mm),按地区经验取 值,当无经验时可取 10。
3
微分方程的建立与求解
3.1 建立微分方程 双排桩支护结构的前、后排桩受力情况如图 3 所示。根据节 2 对前、后排桩受力特点的分析,可 建立双排桩各段的基本挠曲微分方程。
(1) 式(5)求解
引入边界条件,令前排桩桩顶水平位移为 y0 , 转角为 φ0 ,剪力为 Q0 ,该处弯矩为 M 0 。求解式(5) 可得
[3]
由于滑裂面的存在,滑裂面上、下土层受力有 所区别。滑裂面以上的桩体主要抵抗土的滑动力作 用,受力情况采用何颐华等[3]中的比例系数法。滑 裂面以下的桩体主要承受由于桩对周边土的挤压作 用而产生的被动土压力,受力情况采用“m”法。 本文未考虑基坑整体空间效应;将连梁以及连 梁和排桩的连接视为完全刚性;黄 强[4]中提到,双 排桩支护结构由于后排桩的存在,改变了土体剪切 破坏面,且滑动体的破坏面夹角不再是定值,而是 变量。这些会对计算结果产生一定的影响。 2.2 双排桩滑裂面以上侧向土压力的计算 双排桩前后排桩的布置形式一般有矩形布置和 梅花形布置。双排桩土压力的传递情况如图 2 所示。 基坑开挖后,后排桩的迎土一侧按主动土压力

深基坑双排桩支护体系及土体受力变形分析

深基坑双排桩支护体系及土体受力变形分析

深基坑双排桩支护体系及土体受力变形分析周小娟【摘要】以某双排桩支护基坑为工程背景,通过三维有限元和现场监测数据对比分析,探讨了双排桩桩身变形、桩身受力、坑外土体沉降,以及坑内、桩间、坑外土体的土压力变化规律.结果表明:双排桩前后桩身位移变化曲线基本相似,上部位移变化率大,下部变化率小;无论前后桩,桩身两个侧面轴向受力性状相反,桩身上半段内侧受压,桩的外侧受拉,向内受弯;下半段的内侧受拉,外侧受压,向外受弯;桩间土压力随深度先减小后增大,同时随开挖深度加深,土压力值增大;坑内和坑外土压力随基坑开挖深度增大,都基本呈线性单调变化,但坑内增大、坑外减小;分层沉降在基坑开挖面以上较大;沉降由双排桩水平位移和软黏土固结沉降引起;坑外总沉降量随离基坑距离增大先迅速增大后减小.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2017(048)013【总页数】6页(P58-63)【关键词】有限元;变形受力;土压力;沉降;双排桩【作者】周小娟【作者单位】中国市政工程中南设计研究总院有限公司,湖北武汉 430010【正文语种】中文【中图分类】TV233双排桩是一种新型的支护结构,我国于20世纪90年代开始在深基坑工程中使用,在软土地区应用更为广泛。

双排桩结构是一种空间组合类围护结构,由前后两排钢筋混凝土桩以及桩顶的刚性连系梁组成,沿基坑长度方向形成双排围护的空间结构体系。

这种结构利用前后两排桩对土压力分布的有效分担,使支护结构的入土深度、桩身的内力分布更为合理,基坑的变形也得到很好控制,方便地下室结构施工,节省工期、费用。

作为一种新型的支护结构类型,双排桩结构在受力变形性状分析、区域性应用和适用性等方面还需要更多的探索。

对双排桩的受力与变形的理论研究虽然取得了一些成果,但还不够完善,例如前后排桩结构的内力与位移性状、双排桩两侧及桩间土压力分布性状以及土体变形等问题都有待进一步研究[1-12]。

本文以某大型深基坑工程为背景,利用三维有限元软件结合现场基坑监测数据分析,研究了在基坑开挖过程中双排桩支护体系及基坑内外土体的受力变形规律,可为双排桩支护体系在软土地区的设计和施工应用提供借鉴。

双排桩支护结构设计计算特点探析

双排桩支护结构设计计算特点探析

双排桩支护结构设计计算特点探析作者:尤桥来源:《西部论丛》2019年第35期摘要:双排桩支护结构作为一种常用基坑支护方式,在建筑工程建设中发挥着组合桩的整体侧向刚度和空间效应;基于此,本文阐述了关于双排桩支护结构设计特点,并分析双排桩支护结构的土力学解析方法、弹性地基梁法等数值计算方法,相关建设单位有必要对双排桩支护结构进一步选择优化设计,提升支护结构的受力均匀程度,满足施工和相邻环境要求。

关键词:双排桩;结构设计;土力学计算一、关于双排桩支护结构设计特点第一,双排桩由前、后两平行的钢筋混凝土桩以及冠梁、前后桩桩顶间连系梁形成类似门架的空间超静定结构,整体具有较大侧向刚度,有效的限制支护结构的侧向变形,且不用设置横向支点。

双排桩对基坑变形小,受施工现场环境或场地条件影响小,能够缩短工期。

第二,根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012 3.3支护结构选型;对变形要求相对较为严格,支护结构可选桩+内支撑和桩锚支护两种方案,并根据现场施工环境灵活运用,减少对周边环境即道路大影响。

双排桩支护结构在针对高层区边角区域设计时,可采用桩+内支撑的方案,在设计低层区交接区域时采用双排桩支护方案,确保高低层区域支护形式合理分配。

尤其当锚拉式、支撑式、悬臂式结构不适用时,可以运用双排桩支护结构;双排桩宜采用“支点式”布置方式,通过加密前排桩,设置单根后排桩的方法,使前排桩成为“连续墙”,后排桩通过桩顶连系梁作为抵抗前排变形的支点,结合等值梁法、连续墙和连系梁的计算方法优化双排桩计算方式降低基坑工程建设成本。

为增加双排桩支护结构效用,可以通过建有限元模型进一步优化双排桩支护结构设计,并深入分析设计参数对支护桩位移和弯距的影响,从而提高双排桩支护结构的支护效果,更好满足相关基坑支护工程建设规范要求。

二、双排桩支护结构主要数值计算方法(一)经典土力学解析方法经典土学压力计算法能够准确计算出工程支护结构的形式、土层分布特点,土层上的分布情况。

支护桩后受到的主动水土压力值

支护桩后受到的主动水土压力值

支护桩后受到的主动水土压力值支护桩是在土壤中用来支撑或保护结构物的一种工程结构。

在施工过程中,支护桩会承受来自土壤的压力,其中包括主动土压力。

主动土压力是指土壤由于自身重力或外部荷载作用而对支护桩产生的压力。

本文将讨论支护桩后受到的主动水土压力值。

主动土压力是支护桩设计中非常重要的参数,它直接影响到支护桩的尺寸和承载能力。

主动水土压力是指土壤中含有水分时,水分对支护桩产生的压力。

水分是一种重要的土壤组成成分,其存在会改变土壤的物理性质,从而对支护桩产生影响。

在支护桩后受到主动水土压力的情况下,水分的存在会使土壤变得更加松散,增加土壤的可塑性和可压缩性。

同时,水分还会对土壤颗粒之间的摩擦力产生影响,使土壤的内摩擦角减小。

这些影响导致土壤对支护桩产生的压力增加。

主动水土压力的计算通常采用一些经验公式或数值模拟方法。

其中一种常用的方法是考虑土壤单位体积的重量和水的压力。

根据这种方法,主动水土压力可以用公式P = γw * H * Ka计算,其中P是主动水土压力,γw是水的单位重量,H是土壤的深度,Ka是土壤的活动系数。

活动系数Ka是一个表示土壤活动性的参数,它与土壤类型、颗粒大小和水分含量等因素有关。

不同类型的土壤具有不同的活动系数,一般可以通过试验或经验确定。

在实际工程中,常用的土壤活动系数取值范围是0.2到0.4。

主动水土压力的大小取决于土壤的深度和水的压力。

土壤的深度越大,主动水土压力越大。

水的压力取决于水的深度和土壤的渗透性。

当水的深度增加或土壤的渗透性减小时,主动水土压力也会增加。

主动水土压力的大小还与支护桩的形状和位置有关。

通常情况下,支护桩的形状越大,主动水土压力越大。

当支护桩的位置较靠近水位或土壤中的水分较多时,主动水土压力也会增加。

为了保证支护桩的稳定性和安全性,设计师需要合理估计支护桩后受到的主动水土压力值。

在实际工程中,通常会进行现场勘测和试验,以获取土壤的参数和水分含量等信息。

双排桩支护结构受力分析与设计计算的探讨

双排桩支护结构受力分析与设计计算的探讨
0 前言
.
-
;
;
图 1 为三角形与矩形排列下的土
� 所受的土压力是不同的
双排围护结构就是一种新型的支护结构 它 是由两排 压力的传递示意图 � 1) 三角形排列
由图 1 可以看出不同的双排桩排列情
平行的钢筋混凝土桩以及桩顶的联系梁形成的空间门式钢 况 其土压力的传递也不同 因而须分别讨论 � � � 架支护结构体系 这种支护结构具有较大的侧向刚度可以 有效的减少支护结构的侧向变形 � 因而其围护深度比单排 考虑到桩间土对土压力的传递作 用
江苏建筑
9 年第 6 期 总第 31 期
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双排桩支护结构受力分析与设计计算的探讨
李家青
江 苏省 建筑 科学 研究 院有限 公司 �江 苏南 京 ( 摘 要
2100பைடு நூலகம்8 )
文章对深基坑工程中的双排桩支护结构的受力与变形问题进行了研 究 � 分析了桩间土对前后排桩所受土压力
的影响 � 对矩形和之字形排列的双排桩的前后排桩所受土压力的的取值方 法进行了分析讨论 � 利用结构力学位移法和弹性 地基梁理论 � 推导出一种计算精度有较新改进的计算方法 � 为双排桩的设计计算提供了新的思路 �
2 确定 如图 2 即 � � � 2 同理 式中 0 0 ( � � � � � � � � � 45 ) � � 2 0 0
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在用单位宽度的前后排桩土压力换 算成每根桩在计算 宽度所承担的土压力 时 都是乘以 桩间距 ,考虑后排桩径 � � � � 与间距 的影响对换算 后的前后排 桩的土压力 进一步修正 � � � 分别乘以前排桩的修正系数 后排桩的修正系数 即 � � � � � � � � � � � � � � * * � � � � � � � � � � � � � 净距 - 的比值确 定 图� 的计算简图 � 图 3 双排桩布置图 2 比例系数 �

双排桩支护结构桩后土压力分析

双排桩支护结构桩后土压力分析
o he lr e d a trp p ie c n t c in. ft a g — i mee i e p l o sr to u
Ke r s o g s i l r — r l g r sr se i e pl y wo d :ln p r ,p e d l n ,p e te s d pp i a i i e
Ab t a t c o dn ef ai gu f o a t d s i a ec n tu t n o r e da t r rsr se i e pl ,t esu y p i t o t h p l sr c :A c r i g t t o t p o mp ce ol t h o sr c i fl g — ime e e te s d p p i oh l n c t o a p e h t d o n s u e a p i t — c t n meh d f r h r — rl n y ln p r l i xr co t a g - imee i ep l o sr c in b a i g te sai x e i n f o r 。 ai t o o e p e d l g b gs i l e t tra r e d a trpp i c n t t y h vn t t e p r o t i i o ap e a l e u o h c me t mep o os
采用 朗肯土压力理论 和比例系数 法土压力 理论得到 的前 、 后 排桩主动土压力 与有 限元分析法得 到的接触土压 力相差 较大 , 为
排桩独立计算 , 而未考 虑连梁对前 、 排桩 的作 用。 由此 可见 , 后 有 限元分析法得 出的接触土压力更接近实 际。
1 朗肯土压力理论 。 ) 假 定双排桩 的计 算模 型满足 朗肯 土压力 计算 条件 , 前 、 则 后

双排桩支护结构设计PPT

双排桩支护结构设计PPT

极限平衡法
基于土压力理论和极限平 衡条件,计算双排桩支护 结构的承载力和稳定性。
经验法
根据工程实践经验,对双 排桩支护结构进行简化分 析和设计。
结构优化设计
参数优化
对双排桩支护结构的尺寸、配筋等参 数进行优化设计,提高结构的承载能 力和稳定性。
拓扑优化
多目标优化
综合考虑安全、经济、适用和可行性 等多个目标,对双排桩支护结构进行 多目标优化设计,实现综合效益最大 化。
总结词:适应性强
VS
详细描述:该隧道工程采用双排桩支 护结构,设计时充分考虑了隧道穿越 的地质条件和地形特点。通过合理设 置排桩参数,增强了支护结构在不同 地质条件下的适应性。同时,在施工 过程中根据实际情况进行了动态调整, 确保了支护结构的可靠性和安全性。
05 双排桩支护结构研究展望
新材料与新工艺的研究与应用
质量检测
采用适当的检测方法对施工质量进行检测,如无损检测、静载试验等,确保桩体的质量和稳定性。
施工安全与环境保护
施工安全
制定并执行安全施工规程,确保施工 过程中的安全作业,防止事故发生。
环境保护
采取有效措施减少施工对环境的影响, 如控制施工噪音、粉尘排放、废水的 处理等,保护生态环境。
04 双排桩支护结构应用案例
案例三:某高速公路工程双排桩支护结构设计
总结词:安全环保
详细描述:该高速公路工程采用双排桩支护结构,设计时注重了安全性和环保要求。通过加强支护结构的强度和稳定性,有 效降低了施工风险。同时,在施工过程中采取了一系列环保措施,如控制施工噪音、减少水土流失等,确保了工程的可持续 发展。
案例四:某隧道工程双排桩支护结构设计
确保施工的可行性。
结构选型与布置

双排桩支护结构有限元模拟及计算

双排桩支护结构有限元模拟及计算
1 . 算 模 型 的 建 立 1计 22 双 排桩 B 组 , 组 结 果分 析 . C 随着 基 坑 深 度 h的增 加 , 定端 最 大 弯矩 , 顶最 大 水 平 固 桩 位 移 比较 明 显增 加 ; 排 桩 对基 坑 深 度 h是 比较 敏感 的, 随 双 但
着 h的继续增大,这种变化不太明显。所 以双排桩在基坑较 () 1本文作了以下一些简化处理 : 1 认 为 前后 排 桩 的 受 力 安全 一 样 2 基 本假 定 : 后 排 深时有很大用场: ) ) 前 随着基坑深度的增加, 弯矩零点随着往下移, 故研究正负弯矩是很重要的; 当桩 桩 与桩顶压顶梁看作一底端嵌固的刚架结构,结点视为直角 由于混凝土受拉能力较弱 , 刚 结 点 : 顶 梁 为没 有 变 形 的 绝对 刚体 , 压 力作 用 下 , 压 土 压顶 距 D 05 最大弯矩为 060 2 + 6 ・ m。最大位移 =. m .10 E 0 N N
密度 = 50v/ ,弹性模量 3 x 0 泊 松 比 =01 。 20 m . g . l , 5 . 同 同时桩距的变化对双排桩受力的影 响是显著的,随着桩距增 7
时桩 顶冠梁为刚性梁 ,截面形式为矩形 。密度p=80k, 大而增大, 75 gm’ 但并不是越 小越好 。这得根据实际工程需要 , 结合
桩 的布 置 形 式 : 用 的 是 矩 形布 置 形 式 , 组 双排 桩 试 验 有足够的嵌固深度 采 两
采用 同样桩数 , 同桩间距而改变双排桩的排距 。 中: 相 其 A组
间距 D m , =l B桩 距 D 2 , 桩距 D 4 -m C = m。
() 4计算土压力 较为显著。 为研 究方 便 , 我们 采用 经 典 法 ; , 单 双排 桩 的材 料属 性 : 桩 () 3 双排桩支护 结构前后排桩桩身 的弯矩分布均呈 S形, 身长 2 m, 2 桩径为 06 桩体为混凝土结构, . m, 截面形式为圆形。 并都存在反弯点。 并且随着嵌固深度加深 , 零弯矩点往下移 。

双排桩计算原理

双排桩计算原理

双排桩计算原理
双排桩是指两排桩,排间距3-5m,在前后两排桩之间的土体称为排间土拱。

双排桩分正、反两个方向受力,排间土拱弯矩作用显著,在有基坑开挖时,通常将两排桩竖直方向上的土拱称为“压弯拱”。

根据《建筑基坑支护技术规范》(GB50368-2005)和《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)的规定,双排桩支护结构的计算方法是:
(1)在不考虑排间土拱作用情况下,基坑开挖前,先假定桩间土压力为水平状态;基坑开挖后,先假设基坑内土压力为垂直状态。

(2)根据排间土拱的弯矩及位移计算值与实测值的比较分析可知,排间土拱效应对支护结构受力影响显著。

(3)根据双排桩支护结构中排间土拱效应的计算方法得出的结果,可以得到双排桩支护结构在基坑开挖前的设计依据和设计计算方法。

因此,双排桩支护结构是一种比较经济、有效的基坑支护形式。

在双排桩支护结构中,由于前后两排桩在竖直方向上受力不同,所以前后两排桩间的相互作用是通过排间土拱来实现的。

—— 1 —1 —。

双排桩支护结构施工阶段受力性状研究

双排桩支护结构施工阶段受力性状研究

点等参 单元 ;
( )土的初始应 力按 静止土压 力计 算 , 3 不考 虑开挖前桩 施工对土体性状改变 ; ( )不考虑桩 一土之 间滑移。 4
不少对工程有指导意义 的结论 。 文亦采 用该方 法对 双排桩 本
的受力性状进行分析 , 其基本假设为 : () 1 基坑开挖 期间土体按不 排水条件 考虑 ;
2 0
25 .
25 .
1 0
1 0 2
深度 , 表示 内支撑距桩 顶的距离 。由于双排桩 的排距对 结 , 】
构 的受力具有一 定的影 响 , 以 , 所 我们 经过研究 , 果表 明 : 结
土类
杂填土
表 2 土层物理 力学指标及计算参数
平均厚度
/2 i 1
重度
加, 、 前 后排桩 向坑 内侧移不断增大 , 最大侧移位置也相应地 下移 , 但下移不 明显 。从各个挖土工况前后排桩侧 移情况来
看 , 移 曲线呈 “ 位 向坑 内凸的抛物线 ” 形状 , 且前后 排桩曲线 较为一致 , 这说 明结构 体系在 工作 过程 中前 、 后桩具有 一定 的变形协 调性 。 同时 , 由侧向位移 曲线可 知 , 在围护桩的底端
/ N・ k m
摩擦 角
1 7
1 7 1. 75
黏聚力 c
/ KPa
排距取 2  ̄25 ( d .d d为桩直径 ) 为合理[, 文研 究的模型 , 较 本
桩 径 d lm = 。

6 1 2
1 9 0 8
180 5 1 3 0 8
1 8
( )连系梁及 桩假设为弹性梁单元 , 2 土体采 用二维 四节
【 简介 】 作者 王建丰 (97 )男, , 系地址 : 海市四平 18- , 硕士 联 上

双排灌注桩基坑围护结构的设计原理与计算方法

双排灌注桩基坑围护结构的设计原理与计算方法

双排灌注桩基坑围护结构的设计原理与计算方法
首先,双排灌注桩基坑围护结构的设计原理是基于土体力学和结构力
学的基础上进行的。

根据土层和地下水位的情况,确定桩基础的设计参数,包括桩径、桩长、桩间距等。

然后,通过施工过程中的灌浆和桩筒的承载
性能来提高基坑的稳定性和承载能力。

其次,双排灌注桩基坑围护结构的计算方法主要分为两个方面:灌注
桩的设计和基坑围护结构的计算。

灌注桩的设计主要包括桩身的强度和桩端的承载能力的计算。

桩身的
强度计算可以采用桩身受弯强度和抗剪强度的原理,考虑桩材的材料性能
和桩身截面形状的几何特征。

桩端的承载能力计算可以采用一维和二维的
桩基础理论公式,考虑桩顶荷载和地下水位对桩端承载性能的影响,并进
行合理的安全系数设计。

基坑围护结构的计算主要包括土体的侧压力计算和抗滑稳定性计算。

土体的侧压力计算可以采用土压力公式或者有限元分析方法,考虑基坑周
围土体和桩身之间的相互作用。

抗滑稳定性计算可以采用极限平衡法,考
虑基坑周围土体和桩身之间的摩擦力和岩土体的内聚力,确定基坑围护结
构的稳定性。

在双排灌注桩基坑围护结构的设计过程中,还需要考虑施工过程中的
变形和应力调节。

根据实际情况,可以采用预应力调整和监测等方法,确
保基坑围护结构的稳定性和安全性。

总之,双排灌注桩基坑围护结构的设计原理和计算方法是基于土体力
学和结构力学的基础上进行的。

通过桩基础的承载机理和桩间土体的相互
作用,确定灌注桩的设计参数和基坑围护结构的计算方法,确保基坑的稳定性和安全性。

双排桩-锚杆复合支护结构基本计算理论

双排桩-锚杆复合支护结构基本计算理论

而得到整体结构的内力和位移。

上述计算模型充分考虑了桩土间的相互作用,应用等效压缩刚度原理将桩间土模拟为土弹簧模型,对前后排桩有一定的约束力,理论上较为合理。

将上述计算模型应用于实际工程中时,部分工程出现桩顶处与桩后土体开裂的现象。

可见,此种方法的计算结果与工程实际中桩顶位移值往往偏差较大。

(2)变形协调法曹俊坚等于1999年提出可应用协调变形理论对双排桩进行分析计算。

其基本假定如下:1)桩体为理想弹性体,同时满足力和位移的叠加原理,冠梁两端固定,桩顶处只发生平动不发生转动。

2)桩侧土为无粘结作用力和摩擦阻力的Winkler假定下的离散弹簧体。

3)不考虑土体的抗拉强度。

4)土体水平抗力系数沿基坑纵深方向呈线性增长。

5)土压力的空间影响范围限于基坑内,且呈抛物线分布。

基于上述假定,前排第根桩顶产生的位移和转角为:(2.30)(2.31)式中:——土压力,;——冠梁对排桩的水平作用力,;——弯矩,;——弯矩,;——仅有土压力作用时,桩顶产生的位移和转角,(°)。

再根据变形协调原理,桩顶处的位移与冠梁同步,桩两端的转角为0,可得前排桩的协调方程:(2.32)(2.33)同理可以得出后排桩的协调方程如下:(2.34)多锚杆层数时,可根据公式(3.6)和(3.7)对中间段部分进行求解计算。

综合上述公式求出各段的固端弯矩并进行力矩分配,得到相应的杆端弯矩,然后分段计算作用在各段上的支反力,即各排锚索的水平锚固力大小。

3.4双排桩-锚杆复合支护结构内力计算1.1.33.4.1工程概况及地质条件(1)工程概况营口万达广场项目基坑支护工程位于营口市站前区,东临市府路,南邻体育场南街,西临体育馆路,北邻渤海大街。

总规划用地面积13.063万平方米。

本工程建筑群包括购物中心、五星级酒店、甲级写字楼、写字楼、公寓、住宅及外街组成,总建筑面积为71.71万平方米。

基坑支护平面布置图如图3.7所示,基坑东侧为双排桩+锚杆的复合支护结构,局部基坑开挖12.8m,采用旋挖钻机成孔灌注桩的施工工艺,前后排桩桩径均为0.8m,桩间距为1.2m,前后排距为2.4m,连系梁高度、宽度均为0.8m。

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双排桩支护结构土压力研究摘要:针对深基坑中双排桩支护体系进行研究,对前、后排桩的土压力进行了分析,同时进一步研究了土压力的修正,总结了前后排桩桩距对支护结构受力的影响,从理论上对双排桩的受力机理进行了较为详细的研究,得出了一些可供工程参考的结论。

关键词:深基坑双排桩环梁双排支护结构是一种新型的支护结构,它是由两排平行的钢筋混凝土桩及桩顶连梁以及环梁形成的空间门式刚架支护结构体系,这种支护结构具有较大的侧向刚度,可有效的减少支护土体的侧向变形,因而其支护深度比单排悬臂支护结构要深[1]。

目前双排桩支护结构在一些地区已经采用并取得成功,对双排桩的受力与变形的理论虽然进行了一些研究,但还不够完善,前后排桩的土压力分布、结构的内力与位移的计算方法、基坑支护中各因素对结构侧向变形及内力的影响等问题都有待进一步研究。

1 双排桩支护结构的受力机理双排桩支护结构体系可理解为将密集的单排悬臂支护桩中的部分桩向后移,并在桩顶用刚性连梁把前、后排桩连接起来,沿基坑长度方向形成双排支护的空间支护结构体系。

双排桩支护结构体系属于悬臂类空间组合支护结构。

在没有锚杆(或内支撑)的情况下,发挥空间组合桩的整体刚度和空间效应,并与桩土协同工作,达到保持坑壁或坡体稳定、控制变形、满足施工和相邻环境安全的目的。

在双排桩支护结构中,前、后排桩均分担主动土压力,但有主次;后排桩兼起支挡和“拉锚”双重作用;双排桩支护结构充分利用桩土共同作用中的土拱效应,改变土体侧压力分布,增强支护效果。

双排桩支护体系因由刚性连梁与前、后排桩组成一个超静定结构,整体刚度大;加上前后排桩均能产生与侧土压力反向作用的力偶,使双排桩的位移明显减小,而单排悬臂桩是完全依靠弹性嵌入基坑土内的足够深度来承受桩后的侧压力并维持其稳定性的,坑顶位移和桩本身变形较大。

同时双排桩的最大内力值也有所下降,并变成交变内力,提高了桩身的安全性。

工程实践表明,该支护方法施工简便、速度快、投资省。

国内曾做过一些双排桩支护结构的模型试验和实际工程的测试分析,总结了一些规律。

中国建筑科学研究院地基研究所和浙江大学地基所都曾对双排桩做过专门的模型试验及研究[2-3]。

研究结果表明:当前后排桩距b<=1.5d(d为桩径)时,双排桩支护结构空间效应差,围护结构的位移模式与单排桩相似,侧向位移仍较大;当排距b>8d时,双排桩支护结构空间效应较差,后排桩基本上只起拉锚作用,前后排桩也不能较好的共同抵抗侧向变形;当排距在1.5d<b<8d时,前、后排桩能较好的共同作用。

当然其支护效果还与支护高度、开挖顺序、工程地质情况、邻近建筑物等很多因素有关。

2 土压力的计算模型2.1 体积比例系数法根据双排桩前、后排桩之间的滑动土体占桩后滑动土体总量的体积比例关系确定前、后排桩所受的侧土压力[2]。

该法计算时对支护结构体系作了如下基本假定:(1)将前、后排桩与桩顶连梁看作一个底端嵌固,顶端为直角刚结点的刚架门式结构;(2)盖梁为没有变形的绝对刚体;(3)基坑开挖后,在土压力作用下,盖梁不产生转角只能平移,并且前、后排桩在连梁标高处的水平位移相等;(4)土压力的计算采用朗肯土压力理论。

图1双排桩土压力传递图2 的确定方法对于前、后排桩为矩形(并列式)排列的情况(图1),由于前、后排桩相对,基坑开挖后,主动土压力可假定仅作用在后排桩上,桩间土压力仍取值为,则前、后排桩的主动土压力分别为:=,=(1-)(2-1)= (2-2)式中,(2-3)验证两种极限情况:(1) 当前、后排桩重叠,即无桩间土时,因 l=0,故:,=0;(2) 排距l=l0,此时后排桩在滑动面之外,即,。

同样,被动土压力可取值为,。

2.2 桩间土刚塑体法按土的极限平衡理论分析墙后土体的主动土压力,是根据极限平衡理论导出的土体破坏面从墙底开始,沿角展开的剪切面(如图3),土压力强度沿剪切面呈线性分布,由于后排桩的存在,改变了土的剪切破坏面,由于滑动土体形状的改变,滑动体的破坏面夹角不再是定值,而是个变量,因而双排桩的土压力与无后排桩的情况不一样。

桩间土刚塑体法考虑了这些问题[4]。

1.主动土压力假定后排桩连续分布,根据经典的朗肯土压力理论,双排桩的桩间土可以看作独立的刚塑性体进行分析,桩间土受力状态如图3a 所示。

对有后排桩的土体和无后排桩影响的土体相比可知:两者相同之处有:(1) 土体均为刚塑性体,均不考虑土体与桩间的摩阻力;(2) 主动土压力的计算方法相同,均按土体的极限平衡原理计算。

两者的不同之处在于:(1) 剪切破坏面不同,由于后排桩的影响将使剪切角发生改变;(2) 桩排距b的大小对值产生的影响而导致主动土压力的变化影响是显著的。

(a)双排桩(b)单排桩图3 双排桩与单排桩土体受力分析如图3a所示,桩间土受三个方向的力e、r、w的作用,当土体处于极限平衡状态时三力平衡,根据几何关系得,桩间土体的主动土压力为:(2-4)式中:为每延米土体的总重,(2-5)2.3 桩后土刚塑体法该法认为桩间土体对支护桩作用很小,土压力以后排桩桩后土压力为主,将桩后土体作为独立的刚塑体进行分析(图4),具体计算如下[5]。

图4 双排桩桩后土体受力分析2.前排桩主动土压力(1) 双排桩三角形布置:(2) 双排桩矩形布置:3.被动土压力前、后排桩被动土压力均按郎肯土压力计算,其中桩间土视为后排桩被动区。

2.4 有限元法运用有限元法对双排桩支护结构体系的二维平面应力分析,可以考虑土体的非线性特征,追踪开挖施工的全过程,土体的应力路径和支护结构与土体共同作用,获取土体的开挖扰动应力场、位移场[6]。

目前已有的研究成果表明:用有限元法可以对影响双排桩支护结构性状的各影响因素进行参数敏感性分析,并可根据前期开挖的实测资料,用反分析方法确定计算参数,对后期开挖进行预测和指导,进而对双排桩支护体系进行优化设计。

有限元方法可以精确的分析支护结构所受的土压力以及在侧土压力作用下产生的侧向变位及地面沉降等。

该方法所需参数较多,目前受试验测试技术的限制难以得到具有较高可靠性的土性参数,加之基坑工程存有明显的空间效应,用平面二维去模拟与实际相差较大,且对桩土接触面的模拟与实际情况有较大出入,因此在工程中还不能取得很好的实际应用效果。

3 双排桩支护结构的土压力修正3.1 修正系数法修正系数法为早期设计双排桩时常采用的方法,考虑连梁与前、后排桩铰接的情况,运用经验系数调整前后排桩所受的侧土压力[7]。

该法在计算上比较简单,但其假定与工程实际有较大偏差。

主要因为不能考虑桩顶处的力偶作用,且通过此假定的计算结果并不能反映双排桩支护结构体系作为超静定结构在多变外力情况下对内力的自动调节作用,加之经验系数具有较大的地域局限性,较难推广,因此现阶段设计时已较少采用。

但当前、后排桩排距较大,盖梁与前后排桩连接刚度较小时,运用该计算模型还是可行的。

其要点如下:1.计算基本假定:(1)考虑双排桩的整体刚度及其对土体的约束作用。

近似地将前、后排桩之间的土体视为受侧向约束的无限长弹性土体,故作用于前排桩背的土压力为:(3-1)式中:为桩背土的泊松比。

(2)作用于前排桩桩前的侧向力介于静止土压力与被动土压力之间,为计算方便,通常对被动土压力予以折减,表达式为:(3-2)式中,k1为被动土压力折减系数,它是桩土变形的函数。

一般取0.5~0.7。

(3)后排桩的侧向力亦按式(3—l)考虑,桩背土压力的大小取决于桩的侧向位移,由于双排桩的侧向刚度较大,因此假定后排桩土位移仍处在弹性范围内,即桩背侧向土压力(称为弹性土压力)介于静止土压力与主动土压力之间,即(3—3)式中,k2为侧向主动土压力修正系数,一般取1.1~1.2。

3.2 土压力值的经验修正用经典的朗肯土压力和库仑土压力理论计算土压力时,是假定支护结构和土体达到极限平衡状态下求得的,而挡土结构墙背的土体达到主动极限状态以及墙前被动区土体达到被动极限状态需要产生足够大的位移。

在实际工程中,主动土压力一般容易达到,而被动土压力值不易达到。

这说明在应用朗肯土压力理论计算土体的主、被动土压力时,要求支护结构有一定的变形,如果变形量太小,朗肯理论计算值误差较大。

双排桩支护结构往往是在对支护结构要求较高时使用,因此经常需要对主、被动土压力进行修正[8]。

1.提高主动土压力系数在距离基坑边缘(1/2)h0的范围内有重要地下管线或建筑物时,取修正主动土压力系数ka’= k0,在距离基坑边缘(1/2)h0~h0的范围内有重要地下管线或建筑时,取。

2.降低被动土压力系数当支护结构不可能或不允许产生足够变位,土体将不能达到被动极限平衡状态时,应降低被动土压力系数,修正后的被动土压力系数为:4 结语随着高层建筑和地下结构的快速发展,地下工程规模日趋加大,深基坑支护设计与施工等方面的问题日益突出,双排桩支护结构形式在基坑开挖工程应用中取得了良好的效果。

本文通过对双排桩支护结构的受力机理以及工作性状进行分析,并对土压力计算、折减等方面进行进一步的探讨,得出了一些有价值的结论。

(1)双排支护桩是由连梁与前后排桩组成一个超静定结构,具有较大的侧向刚度,可有效地限制围护结构的侧向变形。

应把桩顶与连梁做成刚性连接,以保证有效地发挥双排桩的支护效果。

在基坑开挖过程中,桩间土受到挤压,桩间土与前、后排桩协同作用。

(2)双排桩前后排距对土压力的计算影响较大,对双排桩支护结构受力及支护效果影响较大,合理选择排距可获得较好的效果。

(3)土体性质对结构桩身变形和弯矩都有较大的影响。

土质好,则桩身侧向变形和弯矩值均较小;土质差,则桩身侧向变形和弯矩值均较大。

我们可以采用改善土体性质的方法提高基坑的稳定性,但在土体加固时应控制加固效果与加固范围。

参考文献:[1]林鹏,许镇鸿.软土基坑双排桩支护结构的应用研究[j].土工基础,2002,16(2):11-13.[2]何颐华,杨斌.双排护坡桩试验与计算的研究[j].建筑结构学报,1996,17(2):58-66.[3]刘钊.双排支护桩结构的分析及试验研究[j].岩土工程学报,1992,14(9):116-131.[4]黄强.护坡桩空间简化计算[j].建筑结构,1995(3).[5]程知言等.双排桩支护结构设计计算方法探讨[j].地质与勘察, 2001,37(2):88-93.[6]蔡袁强,赵永倩,吴世明等.软土地基深基坑中双排桩式围护结构有限元分析[j].浙江大学学报,1997,31(4):442-447.[7]张弘.深基坑开挖中双排桩支护结构的应用于探讨[j].地基处理,1993,4(3):42-47.[8]李家青.双排桩支护结构受力与变形问题研究[d].东南大学硕士学位论文,2000.注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。

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