浅议双排桩支护结构计算方法

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浅议双排桩支护结构计算方法摘要：双排桩支护结构是两排混凝土桩在桩顶用刚性梁连接的超静定结构，实践表明双排桩是在单排悬臂桩支护结构的基础上，将原来比较密集的悬臂桩间隔抽出后移，并在桩顶连接起来形成的，这样在不增加桩身工程造价的同时节省内支撑、拉锚等构件形成的一种支护形式。目前的计算方法主要有基于平面刚架模型的计算方法、基于winker假定的几种计算方法和数值模拟的方法。关键词：基坑支护；双排桩支护；计算方法Abstract：Double-rowpilesupportingstructureisstaticallyindeterminatestructureconnectedbyrigidbeamonthepiletopofdoublerowsofconcretepiles.Practiceshowsthatthedouble-rowpiles,onthebasisofsingle-rowcantileverpilesupportingstructure,isformedbydrawingouttheoriginalintensivecantileverpileandconnectingthemonthepiletop,whichisatypeofsupportingformwithoutincreasingthecostbynotusinginternalsupport,anchorandothercomponents.Atpresent,thecalculationmethodsaretheonesbasedonplaneframemodel,theonesbasedonwinkerassumedcalculationmethods,andnumericalsimulationmethod. Keywords：foundationpitsupportingstructure；double-rowpilesupportingstructure；calculationmethod中图分类号：TU3 ； ； ；文献标识码:A&S160;文章编号:2095-2104(2012)1前言双排桩支护形式是一种在基坑支护工程中常用的支护形式，双排桩支护结构在控制基坑侧移、方便施工、节省地下空间等方面具有良好的效果，和钢筋混凝土排桩、钢板桩、地下连续墙等单纯的悬臂支护结构比起来具有以下优点(1)受力方面，前后排桩由于连梁的作用形成一个整体，在基坑开挖过程中，合理分担土压力。(2)结构形式，双排桩属于超静定结构，可以调整自身的变形适应复杂多变的外力作用，提高支护结构的整体稳定性和安全度。(3)施工方面，双排桩施工方便，施工过程中不需要太大的工作面，施工工期较短。在实际基坑工程中，双排桩的使用可以根据具体的工程条件、支护要求采用不同的形式，比较常见的形式[1][2]如1-12双排桩支护结构计算模型双排桩支护结构越来越多的应用在现实基坑工程中，也取得了比较理想的工程效果，但是关于双排桩支护结构的计 算理论还不成熟。目前双排桩支护的计算主要集中在以下几个关键点上：桩后土压力在前后排上的分配规律、双排桩和连梁的连接形式、桩间土与前后排桩之间的相互作用以及双排桩支护结构作为空间支护形式连梁的变形协调作用。目前关于双排桩支护结构的计算方法主要有以下几种：2.1基于平面门式刚架模型的计算方法，假设双排桩和连梁之间刚接，人为的假设土压力按照一定的规律作用到前后排桩上，然后按照结构力学的方法对这样一个门式刚架进行内力和变形的求解分析［3-4］。2.2在平面刚架模型的基础上出现了winker“弹性地基梁”法，它考虑部分土体和排桩的相互作用，将前后排桩、桩间土和中间连梁视为一个整体，将坑底面以下的土体等效为压缩刚度相等的弹簧来模拟土体对排桩支护的约束作用，然后将排桩划分为一系列的有限元弹性离散体按弹性地基梁法和结构力学的方法求出双排桩的内力［5-6］。目前《建筑基坑支护技术规程》里面的“m”法是一种线弹性地基反力法，它假定在基坑深度范围内土体都为线弹性，考虑了部分土体和桩体之间的相互作用，和实际情况接近。2.3在上述“弹性地基梁法”基础上，考虑到双排桩抗倾覆能力是由基坑以下被动区土体提供的被动力和前后排桩形成的抗拔力偶提供的，所以桩土之间的相互作用不能忽略不计，鉴于此双排桩坑底的约束形式不能假设为固定端，或者自由变形端，而是与其入土的深度、土层的好坏等因素 有关。考虑到双排桩之间土体的宽度一般比较小，可以把双排桩和桩间土看做是一个整体，在实际模型的的建立中将桩间土视为连接在前后排桩上的一系列弹簧，桩后土压力在前后排桩上的分配主要通过弹簧来实现［7］。3结语双排桩支护结构做为一种在实际工程中经常使用的支护结构形式，其工程应用经验已经比较成熟，但是关于双排桩的严格计算理论和力学模型有待进一步推敲和研究，本文通过分析双排桩的受力特点，对双排桩的计算模型进行了详细的总结。［1］牛双建，杨大方，马欢.双排桩支护结构土压力数值模拟［J］.黑龙江科技学院学报，2008，18(3)：180〜184.［2］商继伟.双排桩连拱支护结构的数值模拟［D］.郑州：郑州大学，2007.［3］梁志斌，金凤礼，朱永强等.门架式围护结构的设计计算方法研究［J］.西部探矿工程，2004，(12)：53〜55.[4]C.Y.ChenG.R.Martin.Soil-structureinteractionforlandslidestabilizingpiles[J].ComputersandGeotechnics,(28):363^386.[5]周翠英，刘炸秋，尚伟等.门架式双排桩抗滑桩设计计算新模式[J].岩土力学，2005，26(3)：441〜444.[6]顾问天，赵有明，刘国楠.反力弹簧法解双排桩结 构内力[J].中国铁道科学，2007，28(6):12〜17.[5]郑刚，李欣，刘畅等.考虑桩土相互作用的双排桩分析[J].建筑结构学报，2004，25(1)：99〜106.