第七章 斜拉桩板桩结构

T Ra / sin
P Ra / tan
式中：Ra由弹性线法计算所得拉杆拉力；ξ板桩与斜拉桩的夹角；T斜拉桩的轴
力；P板桩轴力。
③ 计算所得弯矩由板桩承受，然后对板桩及拉桩进行断面及承载力计算。
设计与构造
补：弹性线法
1.墙前主动土压力和被动土压力都按古典土压力理论计算。 2.板桩墙按底端嵌固、拉杆锚碇点的位 移和板端墙在底端作用点的线变位和角 变位都等于零计算。采用试算法确定板 桩最大弯矩、拉杆拉力和板桩入土深度。 假定入土深度，计算内力、变位，是否 与特征点的变位相同，否则重算。
eax
ihi Ka
cos
2c
1
cos cos
sin
eaqx qKa cos
e px
ihi K p
cos
2c
cos cos
1 sin
Kap
cos 1
cos2
sin sin
cos
Hale Waihona Puke Baidu
设计与构造
2.组合式悬臂梁法 计算假定(考虑斜桩的遮帘作用)： ①板桩和斜拉桩均在一定的入土深度上被嵌固。 ②斜拉桩背后的土压力因土壤起拱的作用，将主要作用于斜桩的背面，并通过斜 桩和板桩的变位条件，将一部分土压力传递给板桩。 ③板桩和斜桩的连接为铰接。 ④将板桩与斜拉桩作为组合悬臂梁进行计算，按结合点的变形条件求解作用于该 点的水平力H和垂直力V，然后进行板桩和斜拉桩的内力计算。 计算方法如下： ①确定板桩和斜拉桩的嵌固深度。
一、设计
斜拉桩板桩码头的板桩长度及入土深度，除需要满足码头圆弧滑动整体稳定 计算外，其结构计算一般可按下述方法进行。 1.按一般单锚板桩计算 计算假定： ①在计算板桩土压力时不考虑斜拉桩的遮帘作用。 ②按弹性线法计算单锚板桩结构锚着点的拉力。其拉力由板桩和斜桩所形成的 半叉桩结构来承受(板桩、斜拉桩的连接为铰接)，然后计算板桩的压力及斜拉桩 的拉力。 ③上述计算结果中，弯矩仍然由板桩承受，但实际上斜拉桩还承受由土压力产 生的弯矩。
压力传递系
1
数，一般情况下取决于板桩和斜拉桩间土体的密实度：非常密实的土可近似取
1.0；极疏松土可近似取0；中等密实的土可近似取0.5。
③计算作用于斜拉桩上的土压力
作用于斜拉桩上的土压力等于作用在由斜桩桩列形成的陡墙背面上的土压力减
去传递给板桩的土压力，见下图2-4-4中ADEBF。
设计与构造
设计与构造
内摩擦角。
作用于板桩上的剩余水压力： e4 hw 0
式中：hw墙前墙后水位差；r0水的重度。
设计与构造
设计与构造
斜拉桩传递给板桩的土压力强度： 斜拉桩传递给板桩土压力强度可近似的按两端为零中间最大的三角形分布计
算，如上图所示。
e5 1e7'
式中：e7' 斜拉桩跨度(桩顶端至入土嵌固端)中点处的总压力强度;
设计与构造
采用本计算假定，斜拉桩所取用的成果是偏于危险的，而板桩因未考虑斜拉 桩对土压力的遮帘作用，其计算所得的弯矩偏大。 计算方法： ①采用弹性线法计算单锚板桩的弯矩Mmax和拉杆拉力Ra。 ②按弹性线法计算所得的最大水平拉力Ra由半叉桩结构承 受；由此求出板桩和斜拉桩的轴向力及各桩的承载力，从 而确定各桩的人土深度。
板桩与斜拉桩间锲形土体引起的土压力： e3 h3' ' h1' h3' 'a
设计与构造
'a cos2 / 1
2
Z
Z 1 cos 2 cot sin 2
式中：h
' 桩顶至墙后剩余水
3
位间距离； h1' 桩顶至墙水底
的距离； ， ' 分别为土的
水上重度及浮重度；ξ板桩
和斜拉桩的夹角；Ф土壤的
设计与构造
④板桩桩身带有阴阳榫，阳榫一般从桩尖开始做到码头设计泥面以下1m。阴阳 榫均应配置钢筋，以防沉桩时发生裂损。 ⑤码头两端转角处需施打异形板桩。 ⑥板桩墙打设完毕后，需在板桩间的榫槽孔中用塑料袋或布灌注水泥砂浆，以 防止墙后泥土流失。 2.钢筋混凝土斜拉桩
斜拉桩是斜拉桩板桩码头承受土压力、地下水压力、地面垂直荷载的主要构件。 斜拉桩一般采用预应力钢筋混凝土结构。根据结构受力计算，斜拉桩除了应 具备一定的抗弯能力外，还需承受垂直拉力，这就需要斜拉桩应有一定的入土深
二、构造
斜拉桩板桩码头的结构一般包括板桩、斜拉桩、承台和胸墙。 1.板桩 ①一般采用非预应力混凝土的矩形实心断面。 ②在地基条件及打桩设备允许的情况下，尽可能加大板桩宽度(一般以500~ 1000mm为好) ，以减少桩缝，加快进度。 ③板桩的桩尖一般可采用右图所示形式。 为提高桩尖的穿透能力，桩尖可做成削 角，但削角应做在阴榫一侧，以确保沉 桩时桩身垂直。
斜拉桩板桩结构
概述 设计与构造 工程实例
概述
一、斜拉桩板桩码头的概念
斜拉桩板桩码头是由单锚板桩结构发展而来的，通常由连续板桩墙、斜拉桩、承 台、胸墙结构组成的半叉桩结构。
二、力学性质和工作机理
斜拉桩板桩码头主要靠板桩、斜拉 桩下端沉入地基以形成直立式岸壁， 用以抵御墙后土压力、地下水压力、 渗流力及地面活荷载。其板桩墙为 压弯构件，斜拉桩为拉弯构件。与 单锚板桩相比，该结构主要特点不 设锚碇拉杆，直接用斜拉桩来锚碇。
设计与构造
h固 1/
4 Kb
4EI
式中：h固嵌固点距泥面的深度；β板 桩与斜拉桩的特征系数，板桩为β1， 斜拉桩β2；E板桩和斜拉桩的弹性 模量；I板桩和斜拉桩的断面惯性矩； K土的水平反力系数。 ②计算作用于板桩的侧压力 板桩与斜拉桩连接点以上土压力计算：
按主动土压力公式计算 e1 qa e2 h3 qa
设计与构造
度，以抵御土层的抗力。而预应力钢筋混凝土桩具有强度高、抗裂性能好、又能 经得住较大的锤击动能等优点。在工程中，斜拉桩优先选用预应力混凝土矩形。 3.承台和胸墙
斜拉桩板桩码头的承台和胸墙一般采用非预应力混凝土结构。 承台可作为三边支承板及五跨连续梁解其结构内力，承台宽度以1500mm为好。 胸墙可视为由墙后土压力、不平衡水压力及地面荷载作用下的悬臂梁，其内力 分析按悬臂梁计算。
概述
概述
三、优缺点
优点：具有施工简单、工期短、施工期稳定性高等优点。 缺点：板桩强度有限，结构比较单薄，在板桩、斜拉桩与承台连接处，易出现裂 缝，承载力小。
四、适用性
斜拉桩板桩码头适用于施工场地狭小，不便埋设拉杆和锚碇结构的情况下以及岸 壁不高、地面荷载不大的情况。不适用于大荷载的深水岸壁。
设计与构造
单锚板桩码头设计
单锚板桩码头设计
本章问题
1.单锚板桩码头的设计内容？ 2.如何确定板桩入土深度？ 3.桩后土体的性能对板桩的受力有何影响？ 4.板桩码头的拉杆及锚碇结构如何设计？ 5.如何设计板桩码头的板桩？ 6.斜拉桩板桩码头与单锚板桩码头相比，组成、设计内容、施工方法等 有何异同点？
设计与构造
为适应地基土的不均匀沉降，在承台胸墙部位均应设沉降缝。沉降缝可采用 橡胶止水带，以防止地下水渗漏。 4.排水孔及防止土流失的设施
为减少和消除作用在斜拉板桩码头上的剩余水压力，在板桩墙上应设置排水 孔。在排水孔后设置排水棱体和倒滤层，使地下水流至板桩墙前而通过排水孔排 出。排水孔标高应比设计低水位略 高。对于钢筋混凝土板桩，因板桩 之间一般有1cm~2cm的缝隙，当墙 后回填细颗粒土时，必须防止漏土， 其做法为：在相邻板桩的凹榫形成成 的孔隙内，用塑料袋混凝土填塞。