板桩计算(方案).ppt
基坑工程3讲-设计与计算-排桩ppt课件
33
以A点为力矩中心：
QB
Ea (a h0 ) h u h0
计算板桩的入土深度
由等值梁BG取G点的力矩平衡方程：
QB
x
1 [K
6
p
(u
x)
Ka
(h
u
x)]x2
可以求得：
x
6QB
(K p Ka)
34
板桩的最小入土深度：t0=u+x， 考虑一定的富裕可以取：t=(1.1~1.2)t0 求出等值梁的最大弯矩
对于下端为弹性支撑的单支撑挡墙，弯矩零点位置与 净土压力零点位置很接近，在计算时可以根据净土压力分 布首先确定出弯矩零点位置，并在该点处将梁断开，计算 两个相连的等值简支梁的弯矩。将这种简化方法称为等值 梁法。
31
A Ra
h0 h
A R
a Ea
B
QB
B B
QB
u
tx
G
G
E’p
Δx
• 对单锚或单撑支护结构，地面 以下土压力为零的位置，即主 动土压力等于被动土压力的位 置，与反弯点位置较接近 。
129.35kN/m
19
2.83 6 3 0.5 (36.79 2.83) 6 2 / 3 6
a 0.5 36.79 0.57 (6 1 / 3 0.57) 129.35
4.08m
m 6P
6 129.35
0.28
l 2 (k p ka ) 20 6.57 2 (3.537 0.283)
22
23
24
25
26
27
内力计算方法（均质土） • 静力平衡法（埋深较浅， 下端铰支，前图a计算图式）
根据图示所示静力平衡 体系，根据A点的力矩平衡 方程及水平方向的力平衡方 程，可以得到两个方程：
《基础工程》培训讲义板桩墙计算39
0.3331.8
t
0
2
解得 t0 1.49m
可求得每延米板桩墙的最大弯矩 M max为：
M
max
1 6
19
0.333(1.8
1.49)3
1 6
19
3
1 2
1.493
=21.6kN·m
三、单支撑（锚碇式）板桩墙的计算
当基坑开挖高度较大时，不能采用悬臂式板桩墙，此时可 在板桩顶部附近设置支撑或锚碇拉杆，成为单支撑板桩墙，如 图2-19所示。
由于基坑内抽水后引起 的水头差h 造成的渗流， 其最短渗流途径为h1+t， 在流程t中水对土粒动水力 应是垂直向上的，故可要 求此动水力不超过土的有
效重度b，则不产生流砂
的安全条件为
K i w b
基坑抽水后水头差引起的渗流
式中：K——安全系数，取2.0；
h
i——水力梯度， i w——水的重度。
则
EA
1
2
(h
t)2
Ka
1 2
19 0.333(8
t)2
EP K
1 2
1 2
K
pt
2
1 3 19 t 2 4
? 根据锚碇点0的力矩平衡条件，得：
E
A
2 3
(h
t)
d
EP K
h
d
2 3
t
将E A与E p 代入上式：
h1
钢板桩计算公式
钢板桩支护计算书以桩号2c0+390 处的开挖深度,4C0+001.5 处的开挖宽度为准(本项目的最大开挖深度和宽度)一设计资料1 桩顶高程H1：4.100m施工水位H2 ：3.000m2 地面标高H0 ：4.350m开挖底面标高H3 ：-3.400m开挖深度H ：7.7500m3 土的容重加全平均值γ1：18.3KN/m3土浮容重γ：' 10.0KN/m3内摩擦角加全平均值Ф：20.10 °4 均布荷q：20.0KN/m25 基坑开挖长a=20.0m 基坑开挖宽b=9.0m二外力计算1 作用于板桩上的土压力强度及压力分布图ka=tg2(45 °-φ/2)=tg2(45 -20.10/2)=0.49kp=tg2(45 ° +φ /2)=tg2(45+20.10/2)=2.05板桩外侧均布荷载换算填土高度h，h=q/r=20.0/18.3=1.09m桩顶以上土压力强度Pa1Pa1=r ×( h+0.25)Ka=18.3 ×(1.09+0.25) 0×.49=12.0KN/m2水位土压力强度Pa2Pa2=r ×(h+4.35 -3.00 )Ka=18.3 ×(1.09+4.35 -3.00 ) 0×.49=21.8KN/m2开挖面土压力强度Pa3Pa3=[r ×(h+4.35 -3.00 )+(r-rw)(3.00+3.40)}Ka=[18.3 ×(1.09+4.35 -3.00 )+(18.3-10) (3.0×0+3.40)]×0.49=47.8KN/m2开挖面水压力(围堰抽水后)Pa4 ：Pa4=γ (3.00+3.40)=10 × (3.00+3.40)=64.0KN/m2三确定内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h: 弯曲截面系WZ0=0.001350m3, 折减系数β=0.7采用值WZ=βWZ0=0.00135× 0.7 ＝0.000945m3容许抗拉强[ σ]= 200000.0KPa由公式σ=M/Wz 得：最大弯矩M0=W×z [ σ]=189. 0KN*m1 假定最上层支撑位置与水位同高，则支点处弯矩M'=Pa1*(H1-H2)2/2+(Pa2-Pa2)(H1-H2)2/6=9.2KN*m<M0=189.0KN*m 故，支撑点可设置在水位下。
钢板桩设计计算及施工方案
打拔桩机 1 台用于施工。打拔桩机为挖掘机加液压高频振动锤改装而成，激振
力 220kN。 四、钢板桩设计方案 现对承台钢板桩围堰设计进行计算如下： 1、为保证设计安全，取土的重度选为：20KN/m3，内摩擦角选为Φ=25°。 2、单支撑钢板桩计算
支撑层数和间距的布置是钢板桩施工中的重要问题，根据现场的支撑材料 和开挖深度，我们采取在钢板桩内侧加一层围檩并设置支撑，按单支撑进行钢 板桩计算。围堰采用 WUR13 型冷弯钢板桩，W=1346cm3，[f]=350Mpa。 3、土的重度为：20KN/m3，内摩擦角Ф=25° 4、距板桩外 1.5m 均布荷载按 20KN/ m2 计。基坑开挖深度 5.5m.
钢板桩平面布置、板桩类型选择，支撑布置形式，板桩入土深度、基底稳 定性设计计算如下： (1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图
Ka=tgа（45°-φ/2）= tgа（45°-25/2）=0.49 Kp= tgа（45°+Ф/2）= tgа（45°+25/2）=2.05 板桩外侧均布荷载换算填土高度 h1，
2、钢板桩施工的顺序 施工流程: 根据施工图及高程，放设沉桩定位线→实施表层回填矿渣土剥离→
根据定位线控设沉桩导向槽→整修加固施工机械行走道路及施工平台→沉设钢板桩 →将钢板桩送至指定标高→焊接围檩支撑→挖土→施工承台、墩身及顶帽→填土→ 拔除钢板桩。 3、钢板桩的检验、吊装、堆放
⑴钢板桩的检验 钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)， 对缺陷部位加以整修。 ①锁口检查的方法：用一块长约 2m 的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有 同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至 桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。 ②为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一 宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢 尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于 1 为宜。对 于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。 ③钢板桩的其它检查，对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全 面检查，并采取相应措施，以确保正常使用。 ④锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中 能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合 油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：5：3。 ⑵钢板桩吊运
深基坑钢板桩支护计算
1、工程简介越南沿海火力发电厂3期连接井位于电厂厂区内，距东边的煤灰堆场约100m，连接井最南侧距海边约30m~40m。
现根据施工需要，将连接井及部分陆域段钢管段设置成干施工区域，即将全部连接井及部分陆域钢管段区域逐层开挖成深基坑，然后在基坑进行施工工作。
基层四周采用CDM桩或者钢板桩进行支护。
干施工区域平面图如下所示图1.1干施工区域平面图1＋1.30－0.70图1.2 基坑支护典型断面图（供参考）2、设计资料1、钢板桩桩顶高程为+3.3m ；2、地面标高为+2.5m ，开挖面标高-5.9m ，开挖深度8.4m ，钢板桩底标高-14.7m 。
3、坑内外土体的天然容重γ为16.5KN/m 2，内摩擦角为Φ=8.5度，粘聚力c=10KPa ；4、地面超载q ：按20 KN/m 2考虑；5、钢板桩暂设拉森Ⅳ400×170 U 型钢板桩，W=2270cm 3，[δ]=200MPa ，桩长18m 。
3内力计算3.1支撑层数及间距按等弯矩布置确定各层支撑的间距，则钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度为：m603.2mm 2603742.05.162270102006r ][653a =≈⨯⨯⨯⨯==K W h δh 1=1.11h=1.11×2.603m=2.89m h 2=0.88h=0.88×2.603m=2.29m根据现场施工需要和工程经济性，确定采用两层支撑，第一层h=1.2m ，支撑标高+1.3m ；第二层支撑h 1=2m ，支撑标高-0.7m 。
3.2作用在钢板桩上的土压力强度及压力分布主动土压力系数 Ka=tan ²(45°-φ/2)= tan ²(45°-8.5°/2)= 0.742 被动土压力系数 Kp=tan ²(45°+φ/2)=tan 2(45°+8.5°/2)=1.347工况一：安装第一层支撑后，基坑内土体开挖至-0.7m （第二层支撑标高）。
钢板桩支护计算方法 2
（4-40）
Kp——被动土压力系数
ϕ 2 K p =tg（ 45� + ） 2
3
（4-41）
γ ——土的重度
为使板桩保持稳定，在 A 点的力矩应等于零，即∑MA=0，亦即
3 2 Ea H a -Ep H p =Ea （H +t） -E （ t） =0 p H+ 2 3
1 Pn= γ K a D （h n +h n+1） 2
（4-49）
式中
Pn——所求横梁支点承受的土压力； D——横梁支点至板桩顶的距离； hn——横梁支点至上一支点的跨度； hn+1——横梁支点至下一支点的跨度；
3、多层支撑（锚杆）板桩入土深度计算 多层支撑（锚杆）板桩入土深度的计算有以下两种方法： （1）用盾恩近似法计算 用盾恩近似法计算多层支撑板桩的步骤如下： 1）绘出板桩上土压力分布图，经简化后土压力分布图如图 6 所 示：
9
A C D E G Q W F M P N' N R' R γ·（Kp-Ka）x B
图6
多层支撑钢板桩计算简图
2） 假定作用在板桩 FB′段上的荷载 FGN′B′,一半传至 F 点上， 一半由坑底土压力 MB′R′承受，由图所示几何关系可得：
1 1 γ Ka H （L5 +x） = γ （K p -K a）x 2 2 2
A RB RC RD （b）
RAC （c）
11Байду номын сангаас
图7 等值梁法计算多层支撑钢板桩简图
（a）土压力分布； （b）等值梁； （c）入土深度计算简图；
2）计算板桩端墙上土压力强度等于零点离挖土面的距离 y； 3）按多跨连续梁 AF，用力矩分配法计算各支点和跨中的弯矩，
板桩施工方案
4.对施工人员进行技术培训和安全教育，提高施工质量。
5.做好施工记录，及时整理施工资料，为工程验收提供依据。
五、安全文明施工措施
1.建立健全安全管理体系，明确各级管理人员的安全职责。
2.施工现场设置安全警示标志，做好安全防护措施。
3.加强施工现场的清洁卫生，做好环境保护工作。
（7）拔桩
1)混凝土达到设计强度后，进行拔桩。
2)拔桩过程中，应采取措施防止对周围环境的影响。
（8）施工验收
1)施工完成后，应组织相关人员进行验收。
2)验收合格后，及时整理施工资料，归档保存。
四、质量保证措施
1.严格遵循国家及地方相关法规、规范和标准，确保施工质量。
2.加强施工过程中的质量检查，对不合格的工序及时整改。
（3）钢板桩施工
根据地质情况、设计要求及现场条件，选用合适的钢板桩，采用振动锤进行施工。确保桩的垂直度、桩距及止水效果。
（4）钢筋笼制作及安装
按照设计要求制作钢筋笼，确保笼体尺寸、间距及焊接质量。安装时，确保钢筋笼位置准确、固定牢固。
（5）混凝土浇筑
选用合格混凝土，采用泵送浇筑。控制混凝土浇筑速度，避免产生冷缝。确保混凝土的强度、抗渗性能等指标满足设计要求。
2.工程地点：XX省XX市XX区
3.工程规模：本项目为住宅楼工程，占地面积XX平方米，总建筑面积XX平方米，其中地下室面积XX平方米。
4.工程结构：本项目为钢筋混凝土框架结构，地下室两层，地上XX层。
5.基坑支护形式：采用板桩支护构。
三、施工工艺及施工要点
1.施工工艺流程
施工准备→测量放线→钻孔→钢板桩施工→钢筋笼制作→混凝土浇筑→拔桩→施工验收
9m钢板桩计算
9m钢板桩围堰设计计算书一、概况1、宁芜线青弋江特大桥13#-17#墩、21#-22#墩、46#墩、55#-57#墩、60#墩-64#墩设计采用8根φ100cm钻孔桩，南京台、65#台设计采用12根φ100cm钻孔桩，43#墩采用设计11根φ100cm钻孔桩，成桩后用钢板桩围堰施工承台。
2.设计参数（1）地下水位取+5.708m。
（2）承台顶标高+7.208m、承台底标高+5.208m、承台尺寸为10.08x4.8x2.0m。
（3）钢板桩围堰内部平面尺寸为12.06x0.68m2，围堰顶标高+8.71m、底标高-0.29m。
（4）承台周围地质为粉质粘土，比重γ土=18.6KN/m3、内摩擦角Ψ=16.49º、粘聚力c＝13.61KPa，因为粉质粘土的液性指数为0.61介于0和1之间，所以水位以下的该土层按不利状态考虑受到水的浮力作用。
其下为粉砂比重γ土=18.7KN/m3，粉砂的内摩擦角Ψ=28～36º，但是含水饱和的细砂很容易失去稳定，因此考虑内摩擦角Ψ取24º。
（5）距板桩围堰外1.5m均布荷载按30KN/m2考虑，围堰内基坑浇注15cm厚砼垫层，35cm 厚碎石垫层。
（6）拟采用拉森IV型钢板桩 W=2037cm3、[σ]=180MPa、L=9m。
岩土工程参数建议值二、钢板桩设计方案1、计算板桩入土深度：作用在钢板桩上的土压力强度及压力分布粉质粘土：由内摩擦角Ψ=17.75º得，m=tg(45-Ψ/2)=0.730，m2=0.533。
各点的主动土压力如下：P a=(γz+q)m2-2cm=30×0.533-2×15.16×0.730=-6.14KN/m2P b=(γz+q)m2-2cm=(18.6×0.5+30)×0.533-2×15.16×0.730=-1.19KN/m2 P c=(γz+q)m2-2cm=(18.6×2+30)×0.533-2×15.16×0.730=13.68KN/m2P d=(γz+q)m2-2cm=(18.6×2+8.6×1.5+30)×0.533-2×15.16×0.730=20.56KN/m2P e=(γz+q)m2-2cm=(18.6×2+8.6×5.0+30)×0.533-2×Array 15.16×0.730=36.60KN/m2水压力（基坑开挖后）：P水=γ水×h水=10×1.5=15KN/m2由上图中f点的土压力Ff=0可得:γKKp×y=γKa(H+y)Kp——被动土压力系数K——被动土压力系数修正值由《简明施工计算手册》知k＝1.70γ——土的重度8.6× 1.7×2.371× 1.5+8.7× 1.7×2.371×(y-1.5)=(18.6×2+8.6×5+8.7×（y-1.5）+30) ×0.422+15解得y=1.80m把af梁段看成钢板桩一等值简支梁根据∑Mb=0得1/2×65×1.5×（2/3×1.5+1）＋58×1.5×（1/2×1.5＋1.5+1）＋1/2×（65-58）×1.5×（1/3×1.5＋1.5＋1）＋1/2×53.09×1.06×（1/3×1.06+1.5+1.5+1）－Rg ×（2+1.5+1.5+1）=0g 点的反力Rg=86.4KNX 可根据Rg 和板桩前被动土压力对板桩底端的力矩相等,即∑Mf=0求得 Rg ＝x 2γ（kk p -K a ）/6X=）（ka kkp Rg -γ/6＝()422.0371.27.17.8/4.866-⨯⨯⨯＝4.07m 得钢板桩最小入土深度t 0=x+y=1.5+4.07=5.57m ，安全系数取1.1得 钢板桩实际入土深度t=1.1 t 0=1.1×5.57=6.2m 。
钢板桩施工PPT课件
❖ 四、钢板桩的打设 ❖ （一）打设方法的选择 ❖ 钢板桩的打设方式分为“单独打入法”和“屏风式
打入法”两种。 ❖ 1、单独打入法 ❖ 这种方法是从板桩墙的一角开始，逐块(或两块为
一组)打设，直至结束。这种方法简便、迅速，不 需要其它辅助支架。但是易使板桩向一侧倾斜，且 误差积累后不易纠正。为此，这种方法只适用于板 桩长度较小的情况。
12
❖ 三、钢板桩打设前的准备工作 ❖ 对于多层支撑的钢板桩，宜先开沟槽安设支撑并
预加顶紧力(约为设计值的50％)；再挖土，以减 少钢板桩支护的变形。 ❖ 对于钢板桩挡墙应在板桩接缝处设置可靠的防渗 止水的构造，必要时可在沉桩后在坑外钢板桩锁 口处注浆防渗。
13
❖ 1、钢板桩的检验与矫正
❖ 钢板桩在进入施工现场前需检验、整理。尤其是使用 过的钢板桩，因在打桩、拔桩、运输、堆放过程中易 变形，如不矫正不利于打入。
❖ 打桩时，开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置 和方向要确保精度，它可以起样板导向作用，一般 每打入1m应测量一次。
18
❖ （二）钢板桩的打设
❖ 打桩时若阻力过大，板桩难于贯入时，不能用锤硬 打，可伴以高压冲水或振动法沉桩。若板桩有锈蚀 或变形，应及时调整。还可在锁口内涂以油脂，以 减少阻力。
❖ 在软土中打板桩，有时会出现把相邻板桩带入的现 象。为了防止出现这种情况，可以把相邻板桩焊在 腰梁上，或者数根板桩用型钢连在一起；另外在锁 口处涂以油脂，并运用特殊塞子，防止土、砂进入 连接锁口。
16
❖ 四、钢板桩的打设
❖ （一）打设方法的选择
❖ 2、屏风式打入法
❖ 这种方法是将10～20根钢板桩成排插入导架内，呈 屏风状，然后再分批施打。施打时先将屏风墙两端 的钢板桩打至设计标高或一定深度，成为定位板桩， 然后在中间按顺序分别以1／3和1／2板桩高度呈阶 梯状打入。
桩基础工程量计算及举例课件
2.2 桩基础工程工程量计算规则
2.2.1 桩基础工程定额说明 2.2.2 桩基础工程工程量计算规则
桩基础工程量计算及举例
2.2.1 分部工程说明
1. 本定额适用于一般工业与民用建筑工程的桩基础， 不适 用于水工建筑、公路桥梁工程。
桩基础工程量计算及举例
13. 各种灌注桩材料用量中均已包括一定的充盈系数和材料损 耗。
14. 凿桩头指凿桩长度在500mm以内。预制桩截桩长度在5001000mm时，按截桩头计算；预制桩截桩长度在1000mm以 上按截桩计算。灌注桩凿桩头、截桩不分长短均按凿桩头 相应项目计算。
15. 人工挖孔灌注柱成孔，如桩的设计长度超过20m时，桩长 每增加5m（包括5m以内）基价增加20%。
2. 送桩：按各类预制桩截面面积乘以送桩长度（即打桩架底 至桩顶面高度或自桩顶面至自然地坪面另加0.5ｍ）以立 方米计算。送桩后孔洞如需回填时，按第一章相应项目计 算。
3. 接桩：电焊接桩按设计接头，以个计算。
桩基础工程量计算及举例
5. 钻孔灌注混凝土桩按下列规定计算。 1) 钻孔按实钻孔长度乘以设计桩截面面积计算。 2) 灌注混凝土按设计桩长（包括桩尖，不扣除桩尖虚体 积）与超灌长度之和乘以设计桩断面面积以立方米计 算。超灌长度设计有规定的，按设计规定；设计无规 定的，按0.25米计算。 3) 泥浆运输按成孔体积以立方米计算。
桩基础工程量计算及举例
项目
单位工程的工程量
钢筋混凝土方桩 钢筋混凝土管桩 钢筋混凝土板桩 钢板桩 各类灌桩
150ｍ3 50ｍ3 50ｍ3
50t 80ｍ3
23板桩墙计算-PPT课件
L h 1 . 2 t 1 . 8 1 . 2 2 . 76 5 . 12 m
2）最大弯矩值求解
若板桩的最大弯矩截面在基坑底深度 t 处，该截 0 面的剪力应等于零，即
1 1 1 K t t K h t h t p 0 0 a 0 0 2 K 2
30 tan ( 45 ) 0 . 33 当=30时，朗金主动土压力系数 K a 2 2
? 根据锚碇点0的力矩平衡条件，得：
2 2 E P E ( h t ) d h d t A 3 3 K
将 EA与Ep代入上式：
K s
H q
u
1 .2
式中2 以弧度表示。
（三）封底混凝土厚度计算
钢板桩围堰需进行水下封底混凝土后在围堰 内抽水修筑基础和墩身，在抽干水后封底混凝土 底面因围堰内外水头差而受到向上的静水压力。 在静水压力作用下：
2．板桩下端固定支承时的土压力分布
板桩下端入土较深时，板桩下端在土中嵌 固，板桩墙后侧除主动土压力EA外，在板桩 下端嵌固点下还产生被动土压力EP2。假定EP2 作用在桩底b点处。与悬臂式板桩墙计算相同， 板桩的入土深度可按计算值适当增加10～ 20%。板桩墙的前侧作用被动土压力EP1。由 于板桩入土较深，板桩墙的稳定性安全度由 桩的入土深度保证，故被动土压力EP1不再考 虑安全系数。由于板桩下端的嵌固点位置不 知道，因此，不能用静力平衡条件直接求解 板桩的入土深度t。在图2-20中给出了板桩受 力后的挠曲形状，在板桩下部有一挠曲反弯 点c，在c点以上板桩有最大正弯矩，c点以下 产生最大负弯矩，挠曲反弯点c相当于弯矩零 点，弯矩分布图如图2-20所示。
a）板桩支撑；b）松砂；c）密砂；d）粘土H＞6cu；e）粘土H＜4Cu
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•一） 土压力的计算
•1 静止土压力 E0
1）含义：当挡土结构在土压力的作用下，不可能产生侧向位 移时，作用于结构上的土压力。
q •2）计算式
支护结构
e0 k0 (q rz)
E0
k0 —— 土的静止侧压力系数
r —— 土的重度
•2 主动土压力 Ea
•1）定义： 当挡土结构在土压力 的作用下移动，随着位移增大 作用于挡土结构上的应力减小，当位移达到一定值时，土体开裂 形成滑裂面，应力达到极限平衡，此时土压力最小，这时的土压 力为主动土压力。
实际中取第三种情况即 上部铰接，下部入土为 弹性嵌固。
2）相当梁计算法： 找出板桩弯矩曲线上的反弯点，该处的 弯矩为零，把板桩在反弯点处截成两段，上部为一简支梁，
下部为一次超静定梁，然后求解。
实际中，通过对不同长度和不同入土深度的板桩弯矩与挠曲线 的研究，发现板桩的反弯点与土压力强度等于零的位置较接近， 故计算中可取该点为反弯点。
•2）计算
•（1）朗金土压力理论
滑裂面
ep rzk p
（2）库仑土压力理论
ep rzk p
ka——被动土压力系数 C ——土的粘聚力
2c
kp
kp
tan 2 (450
)
2
•4 板桩支护的太沙基——佩克 包络计算简图
0.3H
0.2H 0.8H
0.2H
0.15H 0.55H
0.2H 0.6H
0.8rH tan 2 (450 ) 2
q
T
H0
A
D1
(q Hr)Ka r(K p KA)
kp
tan 2 (450
)
2
ka
tan 2 (450
)
2
D2
D1
K N
（2）以相当梁为对象，对A 点取距
VK (H D1 H0 ) M E1 M E2
H
VK
M E1 M E2 H D1H0
(3) 对AK段
T VK E1 E2
•2）计算
•（1）朗金土压力理论
ea
（2）库仑土压力理论
rzk a
滑裂面
ea rzka 2c
ka——主动土压力系数 C ——土的粘聚力
ka
ka
tan 2 (450
)
2
•3 被动土压力
•1）含义：挡土结构受外力的作用，向土体方向移动，当位移 达到一定值 时，土体中形成一个滑裂面，应力达到平衡，此时 土压力最大，这时土压力称为被动土压力。
1 0.68 35.49(1 0.68 6 4.5)
2
3
0.68 Vk
E2
57.03KN m
K
VK
M E1 M E2 H D1H0
270.77 57.03 6 0.68 1.5
3）计算公式的推导
•需要解决的问题
•1 板桩的最小入土深度 Dmin ；
•2 锚杆拉力 T •3 板桩中最大弯矩 Mmax
Dmin
H0
H
q
H0
T
T
A
A
D2 D1
已知： φ c
K N
r
T
A
E1
Vk K
E2
K
Vk
N
(1) K点处，即深度D1处，主被动土压力强度相等
D1rK p [q (H D1)r]Ka
密砂
0.8rH tan 2 (450 ) 2
松砂
rH 4c
粘土
•二)悬臂板桩支护 由于悬臂板桩的弯矩大,所需的截面大不经济,且其位移也
大一般用于3~4米深的浅基坑工程。（关于其设计不作介绍）
•三）单锚（单支点）板桩支护设计
•1 工程事故及原因
支护结构
板桩下部移动
拉锚破坏
拉锚长度不足
板桩失稳 板桩变形及桩背土体下沉
•2 受力及变形分析 1）计算类型 根据板桩入土的深度不同分为两种类型
自由支撑
嵌固支撑
•2）单锚板桩土压力，弯矩及变形分析
此时如图较浅整个板桩向 左变形，BC段被动土压 力得以全部发挥。如图示。
随着入土深度加大会出现 下面的情况。
入土深度的加大，桩前的被动 土压力增大，当达到某一平衡 状态时，桩底C仅在原位置发 生转动而无位移，由于位移减 少，被动土压力未得到充分发 挥。如图示。
Ka 0.544
B
10
T
A
6
B点
eB (q rH )Ka (10 0) 0.307 3.07
C
A点
eA (10 1.5 17.6) 0.307 11.18
K
C点
N点 eC (10 16 17.6) 0.307 35.49
N
eN [10 (6 Dmin ) 17.6] 0.307 35.49 5.403Dmin
a b两种情况板桩相当于 简支，即自由支撑。
随着入土深度加大，桩底部有 一段无位移也无转角，其受到 的是桩后的静土压力，此时桩 处于嵌固状态。如图示。
若板桩的上部水平位移较大， 桩底可能发生反方向的位移， 桩后出现静被动土压力，这种 情况较少。如图示。
实际工程中一般取第三种状态 进行计算。
3 单锚板桩的计算 1）土压力分布图
T E1 E2 VK
H0 T
A
E1
D1 Vk
E2
K
(4)对N点取距
K Vk
D2VK
D2 r (K P
Ka)
1 2
D2
1 3
D2
D2
N
D2
6VK r(K p Ka )
Dmin D1 D2
(5)求支护结构中剪力为零的位置，此处弯矩最大，由此
求 Mmax
4 例题 某基坑深 H=6 米，拟用单锚 式钢筋混凝土板桩支护，H0=1.5m 处
设锚杆，锚杆间距2米，砂土φ=320， r=17.6Kn/m3,基坑边荷载 q=10Kpa .
试用相当梁法计算锚杆的水平拉6 力T，桩的最小入土深度Dmin， Mmax及位置。
Dmin
1.5
10
T A
Dmin
1.5
解 １ 求主动土压力
ka
tan 2 (450
)
2
tan 2 (45 32 ) 0.307 2
K点
eK [10 (6 D1) 17.6] 0.307 35.49 5.403D1
2求被动土压力
kp
tan 2 (450
)
2
tan 2 (45 32) 2
3.255
K p 1.084
C点
ec 0
K点 N点
eK rzK p 17.6 3.255 D1 57.29D1 eN rzK p 17.6 3.255 Dmin 57.29Dmin
３ 求D1 K点处主被动土压力强度值相等
35.49 5.403D1 57.29D1 D1 0.68m
4 对A点取距求VK
M Ea1
3.07 6(6 2
1.5)
1 6(35.49 3.07)(6 2 1.5)
2
3
270.77KN m
3.07
1.5 T
A
E1
6
C 35.49
M E2