《板桩墙计算》PPT课件

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1、第三节板桩墙的计算板桩墙的作用是挡住基坑四周的土体，防止土体下滑和防止水从坑壁周围渗入或从坑底上涌，避免渗水过大或形成流砂而影响基坑开挖。根据基坑深度和水深，一般可采用无支撑、单支撑和多支撑板桩墙。主要承受土压力和水压力，因此，板桩墙本身也是挡土墙，但又非一般刚性挡墙，它在承受水平压力时是弹性变形较大的柔性结构，它的受力条件与板桩墙的支撑方式、支撑的构造、板桩和支撑的施工方法以及板桩入土深度密切相关，需要进行专门的设计计算。板桩墙计算内容应包括：板桩墙侧向压力计算；确定板桩插入土中深度的计算，以确保板桩墙有足够的稳定性；计算板桩墙截面内力，验算板桩墙材料强度，确定板桩截面尺寸；板桩支

2、撑（锚撑）的计算；基坑稳定性验算；水下混凝土封底计算。一、侧向压力计算作用于板桩墙的外力主要来自坑壁土压力和水压力，或坑顶其它荷载（如挖、运土机械等）所引起的侧向压力。由于它大多是临时结构物，因此常采用比较粗略的近似计算，即不考虑板桩墙的实际变形，仍沿用古典土压力理论计算作用于板桩墙上的土压力。一般用朗金理论来计算不同深度z处每延米宽度内的主、被动土压力强度pa、pp(kPa)：（2-3）朗金理论计算不同深度z处每延米宽度内的主、被动土压力强度pa、pp(kPa)：被动土压力强度主动土压力强度对于粘性土，式（2-3）中的内摩擦角用等代内摩擦角e代入，其值可参照表2-2取用。如有地

3、下水或地面水时，还应根据土的透水性质和施工方法来考虑计算静水压力对板桩的作用。当土层为透水性土时，则在计算土压力时，土重取浮重度，并考虑全部静水压力；当水下土层为不透水的粘性土层，且打板桩时不会使打桩后的土松动而使水进入土中时，计算土压力不考虑水的浮力取饱和重度，而土面以上水深作为均布的超载作用考虑。二、悬臂式板桩墙的计算图2-17所示的悬臂式板桩墙，因板桩不设支撑，故墙身位移较大，通常可用于挡土高度不大的临时性支撑结构。图2-17悬臂式板桩墙的计算一般近似地假定土压力的分布图形如图2-17所示：墙身前侧是被动土压力（bcd），其合力为,并考虑有一定的安全系数K（一般取K=2）；在墙

4、身后方为主动土压力（abe），合力为。另外在桩下端还作用有被动土压力，由于作用位置不易确定，计算时假定作用在桩端b点。考虑到的实际作用位置应在桩端以上一段距离，因此，在最后求得板桩的入土深度t后，再适当增加10～20%。例题2-1计算图2-18所示悬臂式板桩墙需要的入土深度t及桩身最大弯矩值。图2-18例题2-1图已知桩周土为砂砾，kN/m3，基坑开挖深度h=1.8m。安全系数K=2。解：1）入土深度求解：当时，朗金主动土压力系数朗金被动土压力系数若令板桩入土深度为t，取1延米长的板桩墙，计算墙上作用力对桩端b点的力矩平衡条件得：推出：？将数字代入上式得：解得：板桩的实际入土深度较计

5、算值增加20%，则可求得板桩的总长度L为：若板桩的最大弯矩截面在基坑底深度处，该截面的剪力应等于零，即推出：2）最大弯矩值求解将数字代入上式得：解得可求得每延米板桩墙的最大弯矩为：=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。图2-19单支撑板桩墙的计算单支撑板桩墙的计算，可以把它作为有两个支承点的竖直梁。一个支点是板桩上端的支撑杆或锚碇拉杆；另一个是板桩下端埋入基坑底下的土。下端的支承情况又与板桩埋入土中的深度大小有关，一般分为两种支承情况；第一种是简支支承，

6、如图2-19a。这类板桩埋入土中较浅，桩板下端允许产生自由转动；第二种是固定端支承，如图2-20a。若板桩下端埋入土中较深，可以认为板桩下端在土中嵌固。1．板桩下端简支支承时的土压力分布（图2-19a）板桩墙受力后挠曲变形，上下两个支承点均允许自由转动，墙后侧产生主动土压力EA。由于板桩下端允许自由转动，故墙后下端不产生被动土压力。墙前侧由于板桩向前挤压故产生被动土压力EP。由于板桩下端入土较浅，板桩墙的稳定安全度，可以用墙前被动土压力EP除以安全系数K保证。此种情况下的板桩墙受力图式如同简支梁（图2-19b），按照板桩上所受土压力计算出的每延米板桩跨间的弯矩如图2-19c所示，并以

7、Mmax值设计板桩的厚度。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