板桩计算

6
A
1 M max 3.07 (6 2.2) (6 2.2) 2 1 1 (6 2.2)(6 2.2) 17.6 0.307 (6 2.2) 3 2 1 1 64.46(6 2.2 1.5) 2.2 17.6 3.255 2.2 2.2 2 3 66.26 KN m
2 0

2
)

2
)
rH 4c
粘土
松砂
密砂
0.15H
0.55H
0.3H
•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
支护结构
•1 工程事故及原因
板桩下部移动
拉锚破坏
拉锚长度不足
板桩失稳
x 2.2m
x
土方施工中应注意的几个问题
1 基坑基槽开挖完成之后,应进行“隐蔽工程验收”.
1)参加单位: 甲方,乙方,监理,设计,质监. 2)内容: 土质与勘察是否相符; 截面尺寸及基底标高与设计是否相符。 2 破土动工前应反复检查放线，作到与设计相符。 3 基础工程施工时，在保证质量的前提下，应加快施工进 度，以保护地基。 4 基坑基槽超挖后，不允许用原土回填。
D1 Vk K
ห้องสมุดไป่ตู้(3) 对AK段
E2
T VK E1 E2
T E1 E2 VK
(4)对N点取距
K
Vk
1 1 D2VK D2 r ( K P K a ) D2 D2 2 3 6VK D2 r(K p K a )
Dmin D1 D2
D2
N
(5)求支护结构中剪力为零的位置，此处弯矩最大，由此 求 Mmax
5 求D2
D2
6VK r(K p K a )
6 63.28 2.71m 17.6(3.255 0.307)
Dmin D1 D2 0.68 2.71 3.39m
6 求 Mmax 及位置 1.5 设基底以下x处剪力为零
3.07
T
1 57.29 x x 64.46 2 1 (3.07 35.49 5.403x)(6 x) 2
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 0 设锚杆，锚杆间距2米，砂土φ=32 ， 1.5
10
r=17.6Kn/m ,基坑边荷载 q=10Kpa . 6 试用相当梁法计算锚杆的水平拉 力T，桩的最小入土深度Dmin， Mmax及位置。 Dmin
3
T
A
解
１
•本章小结
•1土的分类及性质与利用； •2 边坡稳定及防止措施； •3 施工排水的方式； •4 流砂及其防治； •5 土的填筑方法及质量控制； •6 土方计算（场地平整；沟槽与基坑） •7 土方调配； •8 单锚板桩的计算公式的推导及应用 •7 了解常用土方机械名称及性能。
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
q
q
H0
H0
T
T
T
A E1
D1
Dmin
D2
H
A
A
Vk K N K
E2
K
Vk
N
已知：
φ
c
r
(1) K点处，即深度D1处，主被动土压力强度相等
(q Hr ) K a D1 r(K p K A )
板桩支护结构计算
•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
e0 k 0 (q rz )
k0 —— 土的静止侧压力系数 r —— 土的重度
支护结构
E0
•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。 •2）计算
K点
Dmin
K
eN [10 (6 Dmin ) 17.6] 0.307 35.49 5.403Dmin
N
eK [10 (6 D1 ) 17.6] 0.307 35.49 5.403D1
2求被动土压力
k p tan 2 (45 0
K p 1.084
•（1）朗金土压力理论
ea rzk a
滑裂面
（2）库仑土压力理论
ea rzk a 2c k a
ka——主动土压力系数 C ——土的粘聚力
k a tan (45
2 0

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。
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。
•2）计算
•（1）朗金土压力理论
滑裂面
e p rzk p
k p tan (45
2 0
（2）库仑土压力理论
e p rzk p 2c k p
ka——被动土压力系数 C ——土的粘聚力

2
)
•4 板桩支护的太沙基——佩克 包络计算简图
0.2H
0.2H
0.2H 0.6H
0.8H
0.8rH tan 2 (45 0 0.8rH tan (45
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

2
) tan 2 (45
32 ) 3.255 2
C点 K点 N点 ３
ec 0
eK rzK p 17.6 3.255 D1 57.29 D1 e N rzK p 17.6 3.255 Dmin 57.29 Dmin
求D1 K点处主被动土压力强度值相等
1）土压力分布图 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。
k p tan (45
2 0

2
2
D2
k a tan 2 (45 0

D1
)
H0
D1rK p [q ( H D1 )r ]K a
q
T
A
)
K
N
（2）以相当梁为对象，对A 点取距
H0
T
A E1
VK ( H D1 H 0 ) M E1 M E 2
H
VK
M E1 M E 2 H D 1H 0
35.49 5.403D1 57.29D1
D1 0.68m
4 对A点取距求VK
3.07 1.5
6 M Ea1 3.07 6( 1.5) 2 1 2 6(35.49 3.07)(6 1.5) 2 3 270.77 KN m
T
A E1
6
C 0.68 Vk 35.49
1 1 M E 2 0.68 35.49( 0.68 6 4.5) 2 3 57.03KN m
E2
K
VK
M E1 M E 2 270.77 57.03 63.28KN 6 0.68 1.5 H D 1 H 0
T E1 E 2 VK 1 1 (3.07 35.49) 6 35.49 0.68 63.28 2 2 64.46 KN
求主动土压力

2 )
B 1.5
10
k a tan 2 (45 0 tan 2 ( 45
T
Ka 0.544
32 ) 0.307 2
A
6
C
B点 eB (q rH ) K a (10 0) 0.307 3.07 A点
e A (10 1.5 17.6) 0.307 11.18 C点 eC (10 16 17.6) 0.307 35.49 N点