文档介绍：第二节深基坑排桩支护结构
基坑开挖时,对不能放坡或由于场地限制而不能采用搅拌桩支护,开挖深度在6~10米左右时,即可采用排桩支护。排桩支护可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋混凝土板桩或钢板桩。
图3-5 排桩支护的类型
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排桩支护结构可分为:
(1)柱列式排桩支护:当边坡土质尚好、地下水位较低时,可利用土拱作用,以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土坡,如图3-5a所示。
(2)连续排桩支护(图3-5b):在软土中一般不能形成土拱,支挡结构应该连续排。密排的钻孔桩可互相搭接,或在桩身混凝土强度尚未形成时,在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔桩排连起来,如图3-5c所示。也可采用钢板桩、钢筋混凝土板桩,如图3-5d、e所示。
(3)组合式排桩支护:在地下水位较高的软土地区,可采用钻孔灌注排桩与水泥土桩防渗墙组合的方式,如图3-5f所示。
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按基坑开挖深度及支挡结构受力情况,排桩支护可分为一下几种情况。
(1)无支撑(悬臂)支护结构:当基坑开挖深度不大,即可利用悬臂作用挡住墙后土体。
(2)单支撑结构:当基坑开挖深度较大时,不能采用无支撑支护结构,可以在支护结构顶部附近设置一单支撑(或拉锚)。
(3)多支撑结构:当基坑开挖深度较深时,可设置多道支撑,以减少挡墙的压力。
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一、无支撑排桩支护结构
无支撑排桩支护结构也亦即悬臂式桩排支护结构(悬臂板桩的变位及土压力分布图见图3-6),可由多种桩型组成,本节只涉及相间或密排插入基坑底面以下一定深度的钢筋混凝土桩,桩顶设置钢筋混凝土锁口梁,桩体承受水平推力,锁口梁调节各桩受力和水平位移的支护结构体系。挡土深度视地质条件和桩径而异,一般不宜超过6m。
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图3-6 悬臂板桩的变位及土压力分布图

d. Blum 计算图式
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悬臂桩支护结构静力计算主要目的有二个: (1) 悬臂桩桩身插入基底面以下的最小入土深度Dmin;
(2) 桩身最大弯矩及所在位置,以计算桩身的截面和配筋。
(一)结构静力计算模型
钢筋混凝土桩插入基底面以下的深度可以根据静力平衡条件确定:如图3-7所示,通过主被动两侧土压力对C点的力矩平衡,解式(3-12),即可得最小入土深度Dmin。
(3-12)
式中 MEa1,MEa2——分别为基底以上及以下主动土压力之合力对C点的力矩();
MEP——被动土压力对C点的力矩() 。
桩的设计长度应按下式确定:
(3-13)
式中 H ——基坑开挖深度(m);
——增大系数,;
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图3-7 悬臂式桩排计算图
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(二)计算步骤
。桩的入土深度为未知,可设为Dmin,这部分的土压力暂以包含Dmin的式子表示。
、被动土压力对C点的力矩,再按照力矩平衡条件,列出平衡方程,一般为Dmin的三次方程。
,得出Dmin。
,对该深度截面计算弯矩,即为最大弯矩Mmax。
 ,根据Mmax确定适当的桩径、桩距和桩的配筋。
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(三)算例:某工程基坑支护拟采用悬臂桩结构,主要参数如图3-8(a)所示。试计算桩的设计长度,桩身最大弯矩及所在位置。
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一、土压力计算
根据本题题意,公式(3-3)和(3-11)可以推导出公式(3-14)和(3-15),计算结果如表(3-5)和(3-6)所示。
(3-14)

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