边坡支护中双排桩结构的计算分析

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1、■岩土工程福建建设科技2009．Nu．417边坡支护中双排桩结构的计算分析滕忠华(福州市城乡建设发展总公司福州350007)[提要]本文对一路堑边坡的双排桩结构进行了分析，并采用弹性地基梁法和二维有限元法进行计算、比较，结果基本一致，可供类似工程参考。[关键词]双排桩弹性地基梁法有限元分析AnalysisofdoublerOWpilestructureusinginaslopesupportingAbstract：Thepaperanalyzesthedoublerowpilestructureusinginacuttingslope，w

2、hichwassimilarcomparedtotheresultoftheflexiblefoundationbeammethodandtheplanarfiniteelementmethod．Theanalysiscanbeofreferencefortheotherproject．Keywords：doublerowpile；flexiblefoundationbeammethod；finiteelementanalysis1前言双排桩支护结构是一种新型的空间门架式支护体系，由两排平行的钢筋混凝土桩，以及桩顶的盖板或系梁构成。该结构

3、通过对桩问土的合理利用及前、后排桩之间的协同作用，充分发挥其空问作用，具有较大的侧向刚度。因此，可以有效控制支护结构的变形，近年来逐渐在深基坑、边坡工程中得到了推广和运用。对于双排桩支护结构的设计计算，目前主要采用以下三种计算方法及理论0：①基于经典土压力理论的极限平衡法②基于Wenkler假定的弹性地基梁法③数值分析方法图1双排桩支护典型剖面图其中数值分析方法能够充分考虑桩一土之间的共同作用混凝土的强度等级均为C30，弹性模量E取30GPa，泊松及桩一桩之间的空间作用，能够模拟复杂环境下的地基变形比v为0．2。趋势，计算结果较为合理。由

4、于坡顶住宅楼的荷载通过桩基础传至强风化岩层，设本文结合某一工程实例，介绍了双排桩结构体系在边坡计时不计其荷载值，地面超载值按20kPa考虑。中的应用，并采用弹性地基梁法和有限元法进行模拟，结果表支护结构的重要性系数为1．1。明双排桩支护可有效控制边坡侧移，避免对坡顶建筑物造成表1岩土层设计参数不利影响。重度抗剪强度弹性模量泊松比2工程概况土层(kN／m)c(kPa)(。)E(MPa)某路堑边坡最大开挖高度约为9．3m，坡顶为某9层住宅楼，住宅楼采用桩基础，桩径为900ram，桩端进入强风化花岗残积砂质粘性土1822l8l20．3O岩约1．

5、5m。边坡边线与该住宅楼的最近距离约为9m。强风化花岗岩192530600．25场地土层主要为残积砂质粘性土(厚约8m)和强风化花3计算分析岗岩，物理力学参数详见表1。边坡为人工开挖形成，开挖土3．1弹性地基梁法层主要为残积砂质粘性土，局部为强风化花岗岩，原边坡处于弹性地基梁法分别采用排桩和双排桩计算模块进行分析稳定状态，不存在潜在滑动面。比较，双排桩土压力的分布及在前、后桩上的分配详见文献根据场地现状、周边环境条件，为避免支护体系超出用地[2]。红线，不宜采用深层拉锚系统。为有效控制边坡侧向位移，采按单排桩(~1000@1250)考虑时

6、，排桩处于悬臂状态，其用双排人工挖孔桩作为支护结构体系，排桩为1000@2500，受力和变形同悬臂梁(图2)，桩顶最大位移高达58mm，桩身排距为3000mm，桩端进入坡底约7～8m，桩顶采用600厚钢最大弯矩约为1038kN·m(经典法为958．3kN·m)。可见，筋砼板连结。具体详见图1。采用单排桩支护时，桩顶变形较大，最大值约为58ram，超出50mm的最大变形监控值要求。收稿日期：2O09—04—旬8对于双排桩模块，后排桩的等效开挖深度约为3．66m，18福建建设科技2009．No．4■岩土工程位nn)夸矩(KNn)剪力(KN)(

7、一58．39)一一一(0．70)(-0．oo)⋯(1o38．08)(-256．48)一-(269己2)(0．00)⋯(0．O0)(0．oo)一一一(95832)．(-255．76>-一-(0．O0)图4有限元模型开挖时桩基随土体整体侧移约4～5mm，这主要是因为模型图2弹性地基梁法计算结果未考虑上部结构传递到桩顶上的荷载；桩身弯矩很小，不超过前、后排桩的土压力分担系数分别为0．85和0．15。图3为双20kN·m。可以认为，虽然土方开挖距离坡顶建筑物很近，但排桩前、后排桩的位移、弯矩及剪力计算结果(标准值)，从中是由于侧壁变形得到了严格控

8、制，基本上不会对坡顶建筑物可以看出，前排桩最大位移位于桩顶以下约3m，约为15mm，而后排桩最大位移在桩顶处，约为14ram，桩身变形得到严格造成不利影响。控制；前、后排桩通过桩顶的钢筋砼板共