深基坑工程——第七章排桩-多层支撑桩

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1、第七章排桩支护设计1主要内容第一节概述第二节悬臂桩设计计算第三节单层支撑（锚拉）桩设计计算第四节多层支撑（锚拉）桩设计计算第五节排桩设计的构造要求第六节排桩支护结构变形计算第七节排桩的施工与检验23第四节多层支撑（锚拉）桩设计计算一、多层支撑（锚拉）桩的设计计算内容二、多层支撑（锚拉）桩的设计计算原理三、多层支撑（锚拉）桩的设计计算步骤四、多层支撑（锚拉）桩身截面尺寸与配筋验算多层支撑（锚拉）桩支护体系各组成部分内撑式支护体系一般包括二部分，竖向围护结构体系和内支撑体系。有时还包括止水帷幕。45678北锚碇基础为目前世界最

2、深矩形超深基坑，长69m，宽50m，底板厚度5.0m，采用嵌入基岩的地下连续墙（墙厚1.2m）与12道钢筋砼内支撑及节点处的16根φ1.2m和16根φ0.6m钢管砼立柱桩作为深基坑的围护结构，基坑最大开挖深度50m。锚区距长江大堤仅70多米。(1)多层支撑（锚拉）桩嵌固深度的确定。(2)支护结构体系的内力分析和结构强度计算。（锚索及内撑结构设计）(3)基坑的稳定性验算。(4)基坑底抗渗流稳定验算。(5)基坑的变形计算，内容包括支护结构的侧向位移、坑外地面的沉降和坑底隆起等项目。9一、多层支撑（锚拉）桩的设计计算内容10排桩

3、的设计计算工况排桩的设计中需要对下列工况进行结构分析，并按其中最不利作用效应进行支护结构设计。1、基坑开挖至坑底时的状况；2、对锚拉式和支撑式结构，基坑开挖至各层锚杆或支撑施工面时的状况；3、在主体地下结构施工过程中需要以主体结构构件替换支撑或锚杆的状况；此时，主体结构构件应满足替换后各设计工况下的承载力、变形及稳定性要求；4、对水平内支撑式支挡结构，基坑各边水平荷载不对等的各种工况。结构分析时考虑锚杆或支撑的设置与拆除支撑的拆除工况1112（1）等弯矩布置：各跨度的最大弯矩相等，可充分利用桩的抗弯强度；但是较深基坑，下部

4、的支锚层距过小，层数多，不经济。锚杆（支撑）的布置及特点13（2）等反力布置：各层支锚水平反力基本相等，使锚杆设计简化；但当基坑较深时，下部的支锚层距过小，层数多，同样不经济。锚杆（支撑）的布置及特点14（3）等间距布置：支锚结构的上、下排间距基本相同，基坑较深时，减少了支锚层数，较经济；但带来了较复杂的计算量。等间距布置在工程实际中设计最为普遍。锚杆（支撑）的布置及特点1.支撑点位置的影响图(a)、(b)给出了开挖深度H=15.8m的三层支撑的围护墙在支撑点位置变化时墙体沿深度方向的位移和弯矩分布。与单撑支护结构不同的是

5、，当支撑位置下降时，墙体变形和弯矩在深度范围内均显著减小，即支撑点下移对多撑支护结构的受力和变形都是有利的。支撑点位置、各层支撑间相对刚度对多撑支护结构的影响152.各层支撑间的相对刚度的影响图(a)、(b)给出了各支撑间相对刚度变化时墙体沿深度方向的位移和弯矩的分布情况。曲线a为基本算例；曲线b为最上层支撑刚度增加一倍而其它条件不变的情况；曲线c为最下层支撑刚度增加一倍而其它条件不变的情况。增加最上层支撑刚度可以适当减小墙体上部水平位移而对下部变形无明显的影响，同时使墙体负弯矩有一定程度的增大，增加最下层支撑的刚度则对墙

6、体的受力和变形均很有利。因而多层支撑基坑支护工程应重视和适当加强最下层支撑。16171、桩径、桩距的确定：按照地区经验取值。一般桩径D≥0.4m，可取0.6m、0.8m、1.0m等。桩的中心距不宜大于2D；有地下水时，桩中心距可取（1.2～1.5）D；砂土和软土取小值，粘性土取大值。无地下水、降水或者土质较好时，桩中心距2D。2、土压力计算：按照规范法计算土压力、经验土压力或实测土压力。二、多层支撑（锚拉）桩的设计计算步骤水平位移云图桩间距3.2m时应用有限元法研究合理的桩间距桩间距2.2m时桩间土失稳18二、多层支撑（锚

7、拉）桩的设计计算步骤3、嵌固深度及内力计算：19多层支撑（锚拉）桩支护结构的计算模型与内力分析方法主要有以下几种：1、等值梁法；2、二分之一分担法；3、逐层开挖支撑力不变法；4、弹性支点法；5、有限元法20多层支护的施工是先施工挡土桩或挡土墙，然后开挖第一层土，挖到第一层支撑或锚杆以下若干距离，进行第一层支撑或锚杆施工。然后向下挖第二层土，挖到第二层支撑支点以下若干距离，进行第二层支撑或锚杆施工。如此循环作业，一直挖到坑底为止。其计算方法是根据实际施工，按每层支撑受力后不因下阶段支撑及开挖而改变数值的原理进行的。逐层开挖支

8、撑力不变法21逐层开挖支撑力不变计算法－概述施工方式：多层支护的施工先施工支护桩，然后开挖第一层土，挖到第一层支撑点以下若干距离，进行第一层支撑，然后挖第二层土，当挖到第二层支撑点以下若干距离，进行第二支撑，如此循环。因而计算方法应根据实际施工，按每层支撑受力后不因下阶段开挖而改变的原理进行计算。22a