(完整版)排樁支護(hù)設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、排樁支護(hù)設(shè)計(jì)與計(jì)算8.7.1 概述基坑開(kāi)挖事，對(duì)不能放坡或由于場(chǎng)地限制而不能采用攪拌樁支護(hù)，開(kāi)挖深度在610 米左右時(shí)，即可采用排樁支護(hù)。排樁支護(hù)可采用鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、預(yù)制鋼筋混凝土板樁或鋼板樁。圖 8-4排樁支護(hù)的類(lèi)型排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)可分為：（ 1）柱列式排樁支護(hù)當(dāng)邊坡土質(zhì)尚好、地下水位較低時(shí)，可利用土拱作用，以稀疏鉆孔灌注樁或挖孔樁支擋土坡，如圖8-4a 所示。（ 2）連續(xù)排樁支護(hù)（圖 8-4b）在軟土中一般不能形成土拱，支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)該連續(xù)排。密排的鉆孔樁可互相搭接， 或在樁身混凝土強(qiáng)度尚未形成時(shí)， 在相鄰樁之間做一根素混凝土樹(shù)根樁把鉆孔樁排連起來(lái)，如圖8-4c 所示。也可采用鋼板樁、鋼

2、筋混凝土板樁，如圖8-4d、e 所示。（ 3）組合式排樁支護(hù) 在地下水位較高搭 軟土地區(qū)，可采用鉆孔灌注排樁與水泥土樁防滲墻組合的方式，如圖 8-4f 所示。按基坑開(kāi)挖深度及支擋結(jié)構(gòu)受力情況，排樁支護(hù)可分為一下幾種情況。（ 1）無(wú)支撐 (懸臂 )支護(hù)結(jié)構(gòu)：當(dāng)基坑開(kāi)挖深度不大，即可利用懸臂作用擋住墻后土體。（ 2）單支撐結(jié)構(gòu)：當(dāng)基坑開(kāi)挖深度較大時(shí)，不能采用無(wú)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，可以在支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部附近設(shè)置一單支撐（或拉錨） 。（ 3）多支撐結(jié)構(gòu)：當(dāng)基坑開(kāi)挖深度較深時(shí)，可設(shè)置多道支撐，以減少擋墻擋壓力。根據(jù)上海地區(qū)的施工實(shí)踐，對(duì)于開(kāi)挖深度<6m 的基坑，在場(chǎng)地條件允許的情況下，可采用重力式深層攪拌樁

3、擋墻較為理想。當(dāng)場(chǎng)地受限制時(shí)，也可采用600mm 密排懸臂鉆孔樁，樁與樁之間可用樹(shù)根樁密封， 也可采用灌注樁后注漿或打水泥攪拌樁作防水帷幕；對(duì)于開(kāi)挖深度在 4 6m 的基坑，根據(jù)場(chǎng)地條件和周?chē)h(huán)境可選用重力式深層攪拌樁擋墻，或打入預(yù)制混凝土板樁或鋼板樁，其后注漿或加攪拌樁防滲，設(shè)一道檁和支撐也可采用600mm 鉆孔樁，后面用攪拌樁防滲， 頂部設(shè)一道圈梁和支撐； 對(duì)于開(kāi)挖深度為 6 10米的基坑，以往采用 800 1000mm 的鉆孔樁，后面加深層攪拌樁或注漿放水，并設(shè)2 3道支撐，支撐道數(shù)視土質(zhì)情況、周?chē)h(huán)境及圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形要求而定；對(duì)于開(kāi)挖深度大于10m 的基坑，以往常采用地下連續(xù)墻， 設(shè)多層

4、支撐， 雖然安全可靠， 但價(jià)格昂貴。 近來(lái)上海常采用 800 1000mm 大直徑鉆孔樁代替地下連續(xù)墻， 同樣采取深層攪拌樁放水， 多道支撐或中心島施工法， 這種支護(hù)結(jié)構(gòu)已成功用于開(kāi)挖深度達(dá)到 13 米的基坑。a.變位示意圖圖 8-5 懸臂板樁的變位及土壓力分布圖b.土壓力分布圖 c.懸臂板樁計(jì)算圖d. Blum計(jì)算圖式8.7.2懸臂式排樁支護(hù)設(shè)計(jì)和計(jì)算懸臂式排樁支護(hù)的計(jì)算方法采用傳統(tǒng)的板樁計(jì)算方法。如圖 8-5 所示，懸臂板樁在基坑底面以上外側(cè)主動(dòng)土壓力作用下， 板樁將向基坑內(nèi)側(cè)傾移， 而下部則反方向變位 即板樁將繞基坑底以下某點(diǎn)(如圖中 b 點(diǎn) )旋轉(zhuǎn)。點(diǎn) b 處墻體無(wú)變位，故受到大小相等

5、、方向相反的二力( 靜止土壓力 )作用，其凈壓力為零。點(diǎn) b 以上墻體向左移動(dòng)，其左側(cè)作用被動(dòng)土壓力，右側(cè)作用主動(dòng)土壓力； 點(diǎn) b 以下則相反， 其右側(cè)作用被動(dòng)土壓力， 左側(cè)作用主動(dòng)土壓力。 因此，作用在墻體上各點(diǎn)的凈土壓力為各點(diǎn)兩側(cè)的被動(dòng)土壓力和主動(dòng)土壓力之差，其沿墻身的分布情況如圖8-5b 所示，簡(jiǎn)化成線性分布后的懸臂板樁計(jì)算圖式為圖8-5c，即可根據(jù)靜力平衡條件計(jì)算板樁的入上深度和內(nèi)力。H.Blum 又建議可以圖8-5d 代替，計(jì)算入土深度及內(nèi)力。下面分別介紹下面兩種方法。1. 靜力平衡法圖 8-5 表示主動(dòng)土壓力及被動(dòng)土壓力隨深度呈線性交化，隨著板樁入土深度的不同，作用在不同深度上各點(diǎn)

6、的凈土壓力的分布也不同。 當(dāng)單位寬度板樁墻兩側(cè)所受的凈土壓力相平衡時(shí)，板樁墻則處于穩(wěn)定，相應(yīng)的板樁入土深度即為板樁保證其穩(wěn)定性所需的最小入土深度，可根據(jù)靜力平衡條件即水平力平衡方程(H0 )和對(duì)樁底截面的力矩平衡方程(M0)。(1).板樁墻前后的土壓力分布第 n 層土底面對(duì)板樁墻主動(dòng)土壓力為e( qn(450/ 2)2Ctan( 45 0/ 2)nh ) tan 2nnnani i(8-1)i 1第 n 層土底面對(duì)板樁墻底被動(dòng)土壓力為n( 450tan( 450epn(qnh ) tan 2n/ 2)2cnn/ 2)i i(8-2)i1式中qn 地面遞到 n 層土底面底垂直荷載；i i 層土底

7、天然重度；hi i 層土的厚度；n n 層土的內(nèi)摩擦角；cn n 層土的內(nèi)聚力;對(duì) n 層土底面的垂直荷載 qn ，可根據(jù)地面附加荷載、鄰近建筑物基礎(chǔ)底面附加荷載 q0 分別計(jì)算。圖 8-6 靜力平衡法計(jì)算懸臂板樁地面幾種荷載可折算成均布荷載： 1) 繁重的起重機(jī)械： 距板樁 1.5m 內(nèi)按 60kN/m 2 取值；距板樁 1.5 3.5m，按 40kN/m 2 取值；2) 輕型公路：按 5kN/m 2；3) 重型公路：按 10kN/m 2；4) 鐵道：按20kN/m 2。對(duì)土的內(nèi)摩擦角n 及內(nèi)聚力cn 按固結(jié)快剪方法確定。當(dāng)采用井點(diǎn)降低地下水位，地面有排水和防滲措施時(shí)，土的那摩擦角n 值可酌

8、情調(diào)整：1)板樁墻外側(cè)，在井點(diǎn)降水范圍內(nèi)，n 值可乘以1.1 1.3；2)無(wú)樁基的板樁內(nèi)側(cè)，n 值可乘以1.1 1.3；3) 有樁基的板樁墻內(nèi)側(cè)， 在送樁范圍內(nèi)乘以 1.0；在密集群樁深度范圍內(nèi)， 乘以 1.24；4) 在井點(diǎn)降水土體固結(jié)的條件下，可將土的內(nèi)聚力cn 值乘以 1.1 1.3。墻側(cè)的土壓力分布如圖8-6 所示。(2).建立并求解靜力平衡方程，求得板樁入土深度ep3 ，然后進(jìn)行迭加，求出第一個(gè)1） 計(jì)算樁底墻后主動(dòng)土壓力ea 3 及墻墻被動(dòng)土壓力土壓力為零的，該點(diǎn)離坑底距離為u；2） 計(jì)算 d 點(diǎn)以上土壓力合力，求出至d 點(diǎn)的距離 y；3） 計(jì)算 d 點(diǎn)處墻前主動(dòng)土壓力ea1及墻后

9、被動(dòng)土壓力ep1；4） 計(jì)算柱底墻前主動(dòng)土壓力ea 2 和墻后被動(dòng)土壓力ep 2 ；5） 根據(jù)作用在擋墻結(jié)構(gòu)上的全部水平作用力平衡條件和繞擋墻底部自由端力矩總和為零的條件 :H0Ea(ep3 ea 3 ) (ep 2ea 2 )z(ep3ea 3 ) t 0022（ 8-3）M 0E a(t 0z(ep 3ea 3 ) (ep 2ea 2 )zea3t 0t00y)(ep3)3整理后可得 t 0 的四次方程式 :232（ 8-4）t 4ep1ea1 t 36Ea (2 y(ep1e ) t06E a y(ep1ea1 ) 4E a20002a12（ 8-5）式中n tan 2( 450n /

10、2)tan2 ( 45 0n / 2)求解上述四次方程，即可得板樁嵌入d 點(diǎn)以下的深度t0 值。為安全起見(jiàn)，實(shí)際嵌入坑底面以下的入土深度為tu1.2t0（ 8-6）(3).計(jì)算板樁最大彎矩板樁墻最大彎矩的作用點(diǎn)，亦即結(jié)構(gòu)端面剪力為零的點(diǎn)。例如對(duì)于均質(zhì)的非粘性土， 如圖 8-3 所示，當(dāng)剪力為零的點(diǎn)在基坑底面以下深度為b 時(shí)，即有b 2K p(h b)2022Ka（ 8-7）20K p2(450/ 2)式中 K a tan (45/ 2)tan;由上述解得 b 后，可求得最大彎矩hb( hb)2b b 23K a3M max3K aK p(h b)b K p326（ 8-8）2. 布魯姆 (Bl

11、um) 法布魯姆（ H.Blum ）建議以圖 8-3d 代替 8-3c，即原來(lái)樁腳出現(xiàn)的被動(dòng)土壓力以一個(gè)集中力 E' p 代替，計(jì)算結(jié)果圖如 8-7 所示。a 作用荷載圖b 彎矩圖c 布魯姆理論計(jì)算曲線圖 821布魯姆計(jì)算簡(jiǎn)圖圖如圖 8-7a 所示，為求樁插入深度，對(duì)樁底C 點(diǎn)取矩，根據(jù)M c 0 有P(lx a)x0E p（ 8-9）3E p(K pK a )x x( K pK a ) x 2式中22代入式（ 8-9）得P(lxa)( K pK a )x30化簡(jiǎn)后得6x36Px6P(l a)0(kPka )(K PK a )（8-10 ）式中P 主動(dòng)土壓力、水壓力的合力；aP 合力距

12、地面距離；l huu 土壓力為零距坑底的距離，可根據(jù)凈土壓力零點(diǎn)處墻前被動(dòng)土壓力強(qiáng)度和墻后主動(dòng)土壓力相等的關(guān)系求得，按式（8-11）計(jì)算。K a hu( K p K a )（ 8-11）從式（ 8-12）的三次式計(jì)算求出x 值，板樁的插入深度tu 1.2x（ 8-12 ）布魯姆（ H.Blum ）曾作出一個(gè)曲線圖，如圖8-7c 所示可求得 x。x令l，代入式（8-10）得36P(1)6aPl 2(K pK a )3 ( K pK a )lm6Pn6aPl 2 (K pK a )l 3 ( K pK a )再令，上式即變成3m(1)n（ 8-13）式中 m 及 n 值很容易確定，因其只與荷載及板

13、樁長(zhǎng)度有關(guān)。在這式中m 及 n 確定后，可以從圖8-7c 曲線圖求得的n 及 m 連一直線并延長(zhǎng)即可求得值。同時(shí)由于x l ，得出x 值，則可按式 (8-14) 得到樁的插入深度 :tu 1.2xu1.2 l(8-14)最大彎矩在剪力Q 0 處，設(shè)從 O 點(diǎn)往下 xm 處 Q0，則有a 土壓力分布b 彎矩圖圖 8-8 挖孔樁懸臂擋墻計(jì)算P( K pK a ) xm202xm2P(K pK a )(8-15)最大彎矩M maxP (lxma)(K pK a )xm36(8-16)求出最大彎矩后，對(duì)鋼板樁可以核算截面尺寸，對(duì)灌注樁可以核定直徑及配筋計(jì)算?！纠?8-1】 某工程基坑擋土樁設(shè)計(jì)?？刹捎?/p>

14、100cm 挖孔樁，基坑開(kāi)挖深度6.0m，基坑邊堆載 q 10 kN/m 2（圖8-8 ）。地基土層自地表向下分別為：（ 1）粉質(zhì)粘土：可塑，厚1.1 3.1m；（ 2）中粗砂：中密密實(shí)，厚25m， 340， 20kN/m 3 ；（ 3）礫砂：密實(shí)，未鉆穿， 340。試設(shè)計(jì)挖孔樁?！窘狻?.求樁的插入深度K atan2 (450/ 2)tan2 (450340 / 2)0.5320.28K ptan2 (450/ 2)tan2 (450340 /2)1.8823.53ea1qK a10 0.28092.8kN/m 2ea2(qh)K a(10206)0.280936.51kN/m 2uhK a

15、36.510.56m(K pK a )20(3.530.28)P( 2.836.51)60.5636.51222128.18kN/m2.86333.7166236.510.566.19a2324.04m128.15m6P6128.150.2749(K pK a )20(3.530.28)6.562n6P6128.154.040.1693(K pK a )l320(3.530.28)6.563查布魯姆理論的計(jì)算曲線，得0.67xl0.676.56 4.40mt1.2xu1.24.40 0.56 5.84 m樁的總長(zhǎng)： 6+5.84=11.84m ，取 12.0m。2.求最大彎矩最大彎矩位置：2P

16、2 128.15xmK a )1.98m( K p20 (3.53 0.28)最大彎矩：M maxP(l( K p K a )xm3xm a)6128.15(6.56 1. 98 4.04)20 (3.53 0.28 1.983)492 .61kN ? m63.截面配筋預(yù)選樁徑 d 100cm，鋼筋保護(hù)層厚度a 5cm，鋼筋籠直徑 d1d2a (100 2 5) 90cm選豎向主筋 20根，沿 d1 均勻布置， 各鋼筋至 xx 軸的垂直距離y1由比例圖量出， 如圖8-9a 所示。選 25， Ag=4.91cm 2，Rg=34kN/cm 2鋼筋總抗彎剛度能力M4Ag Rg ( y1 y2ym 1

17、ym / 2)4 4.9134(0.14 0.250.360.42 0.45/ 2)kN m 931.5kN mb931.5m 1.72m取樁的實(shí)際間距為 1.6m492.611.1a 鋼筋布置圖圖 8-9b 樁的布置示意圖樁身配筋計(jì)算圖為了減少豎向鋼筋用量，刻考慮受壓區(qū)（靠基坑一側(cè)的半圓截面）混凝土的抗壓作用，混凝土用 C15，認(rèn)為 Rw 1.1kN/m 22 d1 Rw 23.14905 1.1kN155.43kNN a20n受壓區(qū)每根鋼筋截面積為'Ag Rg N a4.9134155.43cm20.34cm2Ag3414， Ag'Rg'構(gòu)造配筋 1.54 cm2為

18、了進(jìn)一步減少鋼筋用量， 宜在樁身上部減少配筋， 求 1/ 2M max 彎矩點(diǎn)，試算地面下 5.5m 處土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度：ah tan2 (450/ 2) (10205.5)0.532 kN / m233.7kN / m2M133.762202.2kN m1M max264.3kN m62因此，開(kāi)挖樁鋼筋籠中，豎向鋼筋的配置為：上部 5m：525mm 514 mm下部 7m：1025mm 1014 mm14m 鋼筋全部配置在樁身混凝土受壓區(qū)，即在面向基坑內(nèi)側(cè)的半圓內(nèi)。8.7.3單支點(diǎn)排樁支護(hù)設(shè)計(jì)和計(jì)算頂端支撐 ( 或錨系 )的排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)與頂端自由(懸臂 )的排樁二者是有區(qū)別的。頂端支撐的支

19、護(hù)結(jié)構(gòu)， 由于頂端有支撐而不致移動(dòng)而形成一鉸接的簡(jiǎn)支點(diǎn)。至于樁埋入土內(nèi)部分，入上淺時(shí)為簡(jiǎn)支，深時(shí)則為嵌固。下面所介紹的就是樁因入土深度不同而產(chǎn)生的幾種情況。1)支護(hù)樁入土深度較淺，支護(hù)樁前的被動(dòng)土壓力全部發(fā)揮，對(duì)支撐點(diǎn)的主動(dòng)上壓力的力矩和被動(dòng)土壓力的力矩相等(圖 8-10a)。此時(shí)墻體處于極限平衡狀態(tài)，由此得出的跨間正彎矩 M max 其值最大， 但入土深度最淺為tmin。這時(shí)其墻前以被動(dòng)土壓力全部被利用，墻的底端可能有少許向左位移的現(xiàn)象發(fā)生。2)支護(hù)樁入土深度增加，大于tmin 時(shí) (圖 8-10b) ，則樁前的被動(dòng)土壓力得不到充分發(fā)揮與利用， 這時(shí)樁底端僅在原位置轉(zhuǎn)動(dòng)一角度而不致有位移現(xiàn)象

20、發(fā)生，這時(shí)樁底的土壓力便等于零。未發(fā)揮的被動(dòng)土壓力可作為安全度。圖 8-10 不同入土深度的板樁墻的土壓力分布、彎矩及變形圖3)支護(hù)樁入土深度繼續(xù)增加，墻前墻后都出現(xiàn)被動(dòng)土壓力， 支護(hù)樁在土中處于嵌固狀態(tài)，相當(dāng)于上端簡(jiǎn)支下端嵌固的超靜定梁。它的彎矩己大大減小而出現(xiàn)正負(fù)二個(gè)方向的彎矩。其底端的嵌固彎矩 M2 的絕對(duì)值略小于跨間彎矩M1 的數(shù)值，壓力零點(diǎn)與彎矩零點(diǎn)約相吻合(圖8-10c)。4)支護(hù)樁的入土深度進(jìn)一步增加(圖 8-10d) ，這時(shí)樁的入土深度己嫌過(guò)深，墻前墻后的被動(dòng)土壓力都不能充分發(fā)揮和利用，它對(duì)跨間彎矩的減小不起太大的作用，因此支護(hù)樁入土深度過(guò)深是不經(jīng)濟(jì)的。以上四種狀態(tài)中，第四種的

21、支護(hù)樁入土深度已嫌過(guò)深而不經(jīng)濟(jì)，所以設(shè)計(jì)時(shí)都不采用。第三種是目前常采用的工作狀態(tài)，一般使正彎矩為負(fù)彎矩的 110 115作為設(shè)計(jì)依據(jù)，但也有采用正負(fù)彎矩相等作為依據(jù)的。 由該狀態(tài)得出的樁雖然較長(zhǎng)， 但因彎矩較小， 可以選擇較小的斷面，同時(shí)因入土較深，比較安全可靠：若按第一、第二種情況設(shè)計(jì)，可得較小的入土深度和較大的彎矩， 對(duì)于第一種情況， 樁底可能有少許位移。 自由支承比嵌固支承受力情況明確，造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理。1、自由端單支點(diǎn)支護(hù)樁的計(jì)算（平衡法）圖 8-11 是單支點(diǎn)自由端支護(hù)結(jié)構(gòu)的斷面，樁的右面為主動(dòng)土壓力， 左側(cè)為被動(dòng)土壓力。可采用下列方法確定樁的最小入土深度tmin 和水平向每延米所需支點(diǎn)

22、力(或錨固力 )R。如圖 8-11 所示，取支護(hù)單位長(zhǎng)度，對(duì)A 點(diǎn)取矩，令 MA 0， E0 ，則有M Ea1M Ea 2M EP0（8-17）REa1Ea2EP（ 8-18）M Ea1 、 M Ea 2 基坑底以上及以下主動(dòng)土壓力合力對(duì)式中A 點(diǎn)的力矩；M EP 被動(dòng)土壓力合力對(duì)A 點(diǎn)的力矩；Ea1 、 Ea2 基坑底以上及以下主動(dòng)土壓力合力；EP 被動(dòng)土壓力合力。圖 8-11 單支點(diǎn)排樁支護(hù)的靜力平衡計(jì)算簡(jiǎn)圖2、等值梁法等值梁法是前面介紹的圖解一分析法的簡(jiǎn)化。樁入坑底土內(nèi)有彈性嵌固(鉸結(jié) )與固定兩種，現(xiàn)按前述第三種情況，即可當(dāng)作端彈性嵌固另一端簡(jiǎn)支的梁來(lái)研究。檔墻兩側(cè)作用著分布荷載，即主

23、動(dòng)土壓力與被功土壓力，如圖 8-12a 所示。在計(jì)算道程中所要求出的仍是樁的入土深度、支撐反力及跨中最大彎矩。圖 8-12等值梁法計(jì)算簡(jiǎn)圖單支撐擋墻下端為彈性嵌固時(shí)， 其彎矩圖如圖 8-12c 所示， 若在得出此彎矩圖前已知彎矩零點(diǎn)位置，并于彎矩零點(diǎn)處將粱 (即樁 )斷開(kāi)以簡(jiǎn)支計(jì)算，則不難看出所得該段的彎矩圖將同整梁計(jì)算時(shí)一樣，此斷梁段即稱(chēng)為整梁該段的等值梁。對(duì)于下端為彈性支撐的單支撐擋墻其凈土壓力零點(diǎn)位置與彎矩零點(diǎn)位置很接近，因此可在壓力零點(diǎn)處將板樁劃開(kāi)作為兩個(gè)相聯(lián)的簡(jiǎn)支梁來(lái)計(jì)算。這種簡(jiǎn)化計(jì)算法就稱(chēng)為等值梁法，其計(jì)算步驟如下(圖 8-12)：(1) 根據(jù)基抗深度、勘察資料等，計(jì)算主動(dòng)土壓力與

24、被動(dòng)土壓力，求出土壓力零點(diǎn)B的位置，按式 (8-11) 計(jì)算 B 點(diǎn)至坑底的距離u 值；(2) 由等值梁 AB 根據(jù)平衡方程計(jì)算支撐反力Ra 及 B 點(diǎn)剪力 QBEa (hu a)Rauh0hEa (ah0 )QBuh0h（ 3）由等值梁 BG 求算板樁的入土深度，取MG 0，則QB x1 K p (u x) K a (h u x) x26由上式求得（ 8-19 ）（ 8-20 ）6QBxK a )(K p（8-21 ）由上式求得 x 后，樁的最小入土深度可由下式求得t0 u x（ 8-22）1.1 1.2，即如樁端為一般的土質(zhì)條件，應(yīng)乘系數(shù)t (1.1 1.2)t0（ 8-23）（ 4）由等

25、值梁求算最大彎矩Mmax 值。圖 8-13地質(zhì)資料和土壓力分布【例8-2】某工程開(kāi)挖深度10.0 m，采用單點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)，地質(zhì)資料和地面荷載如圖827 所示。試計(jì)算板樁?！窘狻坎捎玫戎盗悍ㄓ?jì)算1. 主動(dòng)土壓力計(jì)算、c、值按 25 米范圍內(nèi)的加權(quán)平均值計(jì)算得：18.0kN/m 2 c2005.71kN/m 2K atan 2 (45o/ 2)0.49K ptan 2 ( 45o/ 2)2.04ea 1qKa2cK a 280.4925.710.75.73kN/m 2ea 2(qh)K a2cK a(2818 10) 0.4925.710.793.93kN/m 22.計(jì)算土壓力零點(diǎn)位置uea2 2c

26、 K p93.9325.711.43( K pK a )18(2.040.49)2.78m3.計(jì)算支撐反力 Ra 和 QBEa193.93)10193.932.78628 .86 kN/m(5.73225.7310 2(93.935.73)102193.932.78(103.3722310)a23628 .86286.529401426.627.40m628.86RaEa (hua)628.86(102.78 7.40)287.20kN/mhuh0102.78 1.0QBEa (ah0 )628.86(7.401.0)huh010341.66kN/m2.78 1.04. 計(jì)算板樁的入土深度 t

27、6QB6341.66x8.57m(K p K a )18 (2.04 0.49)t (1.1 1.2)t0(1.1 1.2)11.35 12.49 13.62m取 t 13.0m ， 板樁長(zhǎng) 10+13=23m5. 最大彎矩 Mmax的計(jì)算先求 Q 0 的位置 x0，再求該點(diǎn) Mmax。Ra 5.73x01x02(93.935.73)02102287.20 5.73x00x07.45m4.41x0M max 287.20(7.451.0)5.737.452188.27.452261085.6kN m108.7.4 多支點(diǎn)排樁支護(hù)的計(jì)算當(dāng)基坑比較深、 土質(zhì)較差時(shí)，單支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)不能滿(mǎn)足基坑支擋的

28、強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求時(shí)，可以采用多層支撐的多支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)。支撐層數(shù)及位置應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、基坑深度、支護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)和施工要求等因素確定。目前對(duì)多支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法很多， 一般有等值梁法 （連續(xù)梁法）；支撐荷載的 1/2 分擔(dān)法；逐層開(kāi)挖支撐力不變法；有限元法等。圖 8-14 各施工階段的計(jì)算簡(jiǎn)圖目前對(duì)多支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法很多，一般有等值梁法、靜力平衡法、支撐荷載的1/2 分擔(dān)法、側(cè)向彈性地基抗力法、有限元法等。下面主要介紹前二種計(jì)算方法。1、等值梁法多支撐的等值梁法的計(jì)算原理與單支點(diǎn)的等值梁法的計(jì)算原理相同，一般可當(dāng)作剛性支承的連續(xù)梁計(jì)算(即支座無(wú)位移)，并應(yīng)根據(jù)分層挖土深度與每層支點(diǎn)設(shè)置的

29、實(shí)際施工階段建立靜力計(jì)算體系，而且假定下層挖土不影響上層支點(diǎn)的計(jì)算水平力。如圖8-14 所示的基坑支護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)按以下各施工階段的情況分別進(jìn)行計(jì)算。1）置支撐 A 以前的開(kāi)挖階段（圖8-14a） ,可將擋墻作為一端嵌固在土中的懸臂樁。2）在設(shè)置支撐B 以前的開(kāi)挖階段（圖8-14b），擋墻是兩個(gè)支點(diǎn)的靜定梁，兩個(gè)支點(diǎn)分別是 A 及土中靜壓力為零的一點(diǎn)。3）在設(shè)置支撐C 以前的開(kāi)挖階段（圖8-14c），擋墻是具有三個(gè)支點(diǎn)的連續(xù)梁，三個(gè)支點(diǎn)分別為A、 B 及土中的土壓力為零的點(diǎn)。4）在澆筑底板以前的開(kāi)挖階段（圖8-14d ），擋墻是具有四個(gè)支點(diǎn)的三跨連續(xù)梁。以上各施工階段，擋墻在土內(nèi)的下端支點(diǎn)，已知上

30、述取土壓力零點(diǎn)，即地面以下的主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力平衡之點(diǎn)。但是對(duì)第2 階段以后的情況， 也有其他一些假定，常見(jiàn)的有：1） 最下一層支撐以下主動(dòng)土壓力彎矩和被動(dòng)壓力彎矩平衡之點(diǎn)，亦即零彎矩點(diǎn)；2） 開(kāi)挖工作面以下，其深度相當(dāng)于開(kāi)挖高度20左右的一點(diǎn)；3） 上端固定的半無(wú)限長(zhǎng)度彈性支撐梁的第一個(gè)不動(dòng)點(diǎn)；4） 對(duì)于最終開(kāi)挖階段，其連續(xù)梁在土內(nèi)的理論支點(diǎn)取在基坑底面以下0.6t 處（t 為基坑底面以下墻的入土深度）。圖 8-15 北京京城大廈地質(zhì)剖面及錨桿示意圖【例 8-3】北京京城大廈，超高層建筑，地上52 層，地下4 層，地面以上高183.53m，箱形基礎(chǔ)，埋深23.76m （按 23.5m 計(jì)

31、算），采用進(jìn)口27m 長(zhǎng)的 H 型鋼樁（ 488mm × 300mm ）擋墻土，錘擊打入，間距1.1m 。三層錨桿拉結(jié)。地質(zhì)資料如圖8-15 所示。各層土平均重度 19Kn/m 3 ，土的內(nèi)摩擦角平均為300,粘聚力 c=10kPa，23m 以下為卵0010m內(nèi)有上層滯水。地面荷載按石，貫入度大于 100, =3543 ,潛水位于的圓礫石中，深10kN/m 2 計(jì)。1. 參數(shù)計(jì)算Ka tan2 (450/ 2)0.33202coscos36K p11.8sin() sincos 250sin( 360cos25 0 ) sin 360上式中被動(dòng)土壓力系數(shù)采用庫(kù)侖公式，考慮到樁已在基坑

32、下砂卵石中，取p 值為 360，2 /3約為 250，0，0 。2. 土壓力為零（近似零彎點(diǎn)）距離基坑底面距離的計(jì)算eqep10 0.33190.33 23.5uK a )19(11.80.69m(K p0.33)3計(jì)算固端彎矩基坑支護(hù)簡(jiǎn)圖如圖8-30 所示。將支護(hù)樁畫(huà)成一連續(xù)梁，其荷載為土壓力(圖 8-31)。1) 連續(xù)梁 AB 段懸臂部分彎矩M B(3.3 5 2 / 2(34.63.3)5 / 25 / 3) kN m(41.25130.6)kN m171.8kN m圖 8-16基坑支護(hù)簡(jiǎn)圖圖 8-17擋墻作為連續(xù)梁計(jì)算簡(jiǎn)圖M C(734.6878.5)72171.8269.4m(120)kN m2) 梁 BC段：2M C78.562(116.278.5)62280.7kN m(1230)kN m3) 梁CD段：M C (78.562(116.278.5)621220)kN m 303.4kN m4) 梁 DEF 段： F 點(diǎn)為零彎矩點(diǎn)， D 點(diǎn)的彎矩為M D637kNm4. 彎矩分配計(jì)算固端彎矩不平衡，需要彎矩分配法來(lái)平衡支點(diǎn)C、D 的彎矩。通過(guò)彎矩分配，得出各支點(diǎn)