港口水工建筑物板樁碼頭講義

1、板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式及其特點板樁碼頭的構(gòu)造板樁墻計算錨碇結(jié)構(gòu)計算第四章 板樁碼頭、板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式及其特點 1工作原理： 由沉入地的基板樁墻和錨碇系統(tǒng)共同作用來維持其穩(wěn)定性。 2.優(yōu)點 結(jié)構(gòu)簡單，材料用量少，施工方便，速度快，可先打板樁后開挖港池，大量減少土方開挖主要構(gòu)件可預(yù)制。 一、板樁碼頭的結(jié)構(gòu)特點 3. 缺點 耐久性不如重力式，施工中不能承受較大的波浪力。適用條件 能沉入板樁的地區(qū)。過去多用于中小碼頭。二、板樁碼頭的主要組成部分及其作用 1 板樁墻 是板樁碼頭的最基本的組成部分，是下部打入或沉入地基中的板樁所構(gòu)成的連續(xù)墻，其作用是擋土并形成碼頭直立岸壁。2 拉桿 當碼頭較高時，墻后土壓力

2、較大，為了減小板樁的跨中彎矩（以減小板樁的厚度）和入土深度以及板樁墻頂端向水域方向的位移，應(yīng)在適當位置設(shè)置拉桿，以傳遞水平荷載給錨碇結(jié)構(gòu)。3、 錨碇結(jié)構(gòu) 承受拉桿拉力。4、 導梁 連接板樁荷拉桿的構(gòu)件，拉桿穿過板樁固定在導梁上，使每根板樁均受到拉桿作用。5、 帽梁 帽梁作用相當于前面的胸墻，一般是現(xiàn)澆的。當水位差不大時，可將帽梁和導梁合二為一，成為胸墻。6、 碼頭設(shè)備 便于船舶系靠和裝卸作業(yè)。 三、板樁碼頭的施工順序 先打板樁后開挖港池：以減少挖填方量； 先開挖港池后打板樁：只有在泥面較高，施工水深不夠以 及土壤較松軟時，才先開挖，后打板樁。 四、 板樁碼頭的結(jié)構(gòu)型式、按板樁材料分 木板樁碼頭

3、：強度低，耐久性差，木材用量大，現(xiàn)在很少使用。 鋼筋砼板樁碼頭：耐久性好，用鋼量少，造價低，但強度有限，一般用于中小型碼頭。 鋼板樁碼頭：強度高，重量輕，止水性好，施工方便，但易腐蝕，耐久性較差，適用于建造水深較大的海港碼頭，特別多用于要求不透水的船塢塢墻、施工圍堰和防滲圍幕等工程中。、按錨碇系統(tǒng)分 無錨板樁 結(jié)構(gòu)簡單，只有板樁墻和帽梁兩部分。板樁呈懸臂工作狀態(tài)，承載能力小，墻頂變形大，在碼頭中一般不用。 有錨板樁 當墻高較大時，為了減小板樁的斷面尺寸和樁頂位移，而設(shè)置拉桿和斜拉樁錨碇。 單錨板樁 雙錨板樁 多錨板樁 斜拉板樁單錨板樁：適用于墻高在610m以下的中小型碼頭。 雙錨或多錨：適用于

4、墻高大于10m 的碼頭，但應(yīng)用較少。原因：下拉桿高程較低，施工困難（一般要求水上穿拉桿）；上下拉桿的位移很難協(xié)調(diào)，常會使某一拉桿嚴重超載。 斜拉樁：不設(shè)水平拉桿，而增設(shè)斜拉樁來錨碇，使錨碇結(jié)構(gòu)至板樁墻的距離大大縮短，減少了墻后開挖，特別適用于墻后不能開挖或開挖不經(jīng)濟的情況。但是斜拉樁承受水平力的能力有限，因此多用于中小型碼頭。3、 按板樁墻結(jié)構(gòu)分類 普通板樁墻 由斷面和長度均相同的板樁組成，其優(yōu)點是板樁類型單 一，施工方便。 長短板樁結(jié)合 在普通板樁墻中，每隔一定距離，打入一根長板樁， 這樣既保證了穩(wěn)定，又降低了造價。適用 于土質(zhì)條件較 差，在較深處 才有硬土層的 情況。 主樁、板樁結(jié)合 將長

5、樁的斷面加大，成為主樁，以充分發(fā)揮長樁的作用，而 將短樁的斷面減小，成為輔樁，從而構(gòu)成主樁板樁結(jié)合。 適用同上。 主樁擋板（套板）結(jié)合 與3不同的是，它是在主樁后面放置擋板或在主樁之間插放套板來擋土。墻后土壓力直接作用在擋板（套板）上，最后全部傳給主樁，主樁受力很打，因此適用于水深不大的情況，且要求先開挖港池，以便擋板（套板）的安放。 4、 按施工方法分 預(yù)制沉入板樁 地下墻 水下砼連續(xù)墻： 用鉆機在地下開溝槽， 用水下澆注砼方法形成連 續(xù)墻； 預(yù)制板樁成槽沉放： 將預(yù)制的鋼筋砼板樁放在 溝槽內(nèi)，板樁前后用低標 號的水泥土漿填滿。 一、板樁：板樁碼頭的主體 、鋼筋砼板樁 1、型式、特點及尺寸

6、型式 矩形 T 形 組合形 圓形、板樁碼頭的構(gòu)造 尺寸 矩形 A、特點 形狀簡單，制作方便，沉樁容易，接縫容易處理。但抗彎能力差，費材料。 B、尺寸 其厚度應(yīng)根據(jù)強度和抗裂要求由計算確定，一般外2050cm，寬度由打樁設(shè)備的龍口寬度決定，一般為5080cm。 T形 、組成 由翼板和肋組成，翼板起擋土作用，肋起樁的作用。 、特點 板樁數(shù)量少，施工速度快，抗彎能力強；但T形板樁導向能力差，易偏位， 通常采用水沖沉樁或振動沉樁設(shè)備，企口不嚴，須設(shè)置防漏措施。 由于翼板只起擋土作用，其底部只須低于設(shè)計水底以下11.5m， 且不小于沖刷深度。、尺寸寬度：取決于施工設(shè)備的能力，如吊重、龍口寬度等，一般1.

7、21.6m；厚度：取決于強度和抗裂驗算；樁長：取決于“踢腳”穩(wěn)定性和岸壁整體滑動穩(wěn)定性。 圓形 工程中一般采用的型式有兩種，現(xiàn)場澆注排樁和預(yù)制管柱樁，前者同地下墻預(yù)制管柱樁：直徑為50300cm的預(yù)應(yīng)力管柱樁，厚度為10 50cm，節(jié)長在10m內(nèi)，在現(xiàn)場用法蘭盤連接成需要的長度。特點：省材料，抗彎能力強，可適應(yīng)多種地質(zhì)條件下施工，可打樁，可射水沉樁或振動沉樁，但需專門的預(yù)制場和專門的預(yù)制設(shè)備（離心機）。 組合型實際上是主樁板樁結(jié)合，適用于地質(zhì)條件較差處，但構(gòu)件類型多，施工麻煩，主樁受力較大，板樁受力小，受力不均勻。 2、板樁的立面和接縫矩形特點：一側(cè)陰榫拉通，另一側(cè)從樁頂?shù)皆O(shè)計水底以下1m以上

8、做成陰榫（不得低于設(shè)計沖刷水位），1m以下做成陽榫；設(shè)計水底以上斷面形成空腔，內(nèi)填細石砼；頂面3050cm范圍內(nèi)，兩側(cè)各縮進24cm，以便樁設(shè)替打；底部一側(cè)做成斜面，使得后一板樁打入時，緊貼前一板樁，接縫嚴密。 T形板樁導向能力差，企口常不密實，要處理。企口處：設(shè)置倒濾層；在翼板兩側(cè)設(shè)置鎖口，并焊接，既可導向，又可有效防止漏土。 3、板樁的配筋 鋼筋砼板樁：普通鋼筋砼板樁25#，預(yù)應(yīng)力鋼筋砼板樁35#，設(shè)計中應(yīng)盡可能采用預(yù)應(yīng)力，以增加抗裂性和耐久性。 受力筋：數(shù)量由計算確定，直徑12mm，一般采用通長雙面對稱配筋； 樁頂：為防止樁頭被打碎，至少配置34層鋼筋網(wǎng)； 箍筋：樁頂（尖）1m范圍內(nèi)要加

9、密，10cm，中間可采用2530cm。 、 鋼板樁 1、 鋼板樁的斷面形式 常用斷面形式有U形、Z形、圓管形、H形和組合形鋼板樁，樁的截面模量較大，多適用于較大的深水碼頭。 U形 U形鋼板樁相互倒置形成“折瓦”形斷面的連續(xù)墻，其中和軸位于“折瓦”形斷面的中間，即鎖口位置。由材料力學可知，受彎矩作用時，中和軸處的剪應(yīng)力最大，如鎖口咬合不牢，受力后易錯位，斷面系數(shù)降低，設(shè)計時，通常要根據(jù)實際情況，對其斷面系數(shù)進行折減。 Z 形 抗彎能力好，受彎時，連接鎖口處，剪應(yīng)力為零，由于單根Z 形鋼板樁斷面不對稱，施工時易扭轉(zhuǎn)，故施工時一般采用將兩根板樁焊在一起施打。 平板形 抗彎能力差，但“鎖骨”形鎖口，橫

10、向受拉能力強，適用于格型結(jié)構(gòu)中。 鋼板樁的鎖口是否要做倒濾設(shè)施？ 2、 鋼板樁的銹蝕合防護 改進鋼材的化學成分，采用防腐蝕的鋼種； 物理保護，涂防銹油漆； 化學保護，陰極保護，效果較好，但費用較高； 增加板樁的厚度； 盡量降低帽梁或胸墻的底標高，以減少銹蝕面積。 鋼管樁犧牲陽極陰極保護二、 錨碇結(jié)構(gòu) 錨碇板（墻） 錨碇樁（板樁） 錨碇叉樁（斜拉樁） 、錨碇板（墻）1、 受力原理 依靠其前面回填料的土抗力來承受拉桿拉力，承載能力較小，水平位移較大。2、 型式 錨碇板：平板、T型、雙向梯形 錨碇墻：現(xiàn)澆鋼筋砼連續(xù)墻，預(yù)制鋼筋砼板，現(xiàn)場安裝。3、 尺寸 高度：由穩(wěn)定計算確定，一般不宜小于埋置深度的1

11、/3，長采用1.03.5m； 厚度：由強度計算確定，15cm，常采用2040cm； 預(yù)留拉桿孔位置：作用在錨碇板（墻）上的土壓力合力作用點重合。 4、 回填及構(gòu)造土質(zhì) 錨碇板（墻）施工不需打樁設(shè)備，但必須開挖基坑和基槽，增加了開挖工程量并破壞了土的原狀結(jié)構(gòu)，為了充分利用墻前土抗力，墻后一般須換填力學性質(zhì)好的填料（如北方的灰土夯實，南方的塊石回填） 構(gòu)造 采用預(yù)制安裝的錨碇板（墻），下面常用1520cm厚的碎石鋪墊。現(xiàn)澆錨碇墻，下面應(yīng)澆注1015cm的貧質(zhì)砼墊層。5、 適用條件 碼頭后方場地寬敞，拉桿力不大時。 、 錨碇樁（板樁） 1、 受力原理 靠樁打入土中嵌固工作，其深度由“踢腳”穩(wěn)定來確定

12、，此結(jié)構(gòu)屬于無錨樁，承載能力較小，水平位移較大；2、 組成 一般23根組成一組（用導梁連接），也可單獨錨碇；3、 材料 可采用鋼筋砼或鋼樁或鋼板樁；4、 適用條件 碼頭后方場地寬敞，且地下水位較高或利用原土層時； 、 錨碇叉樁和斜拉樁 1、 受力原理 靠樁的軸向拉壓和拉拔承載力來工作，其穩(wěn)定性由樁的承載能力確定。2、 構(gòu)造 斜度3:1，宜采用3:14:1；樁頂凈距3040cm；現(xiàn)澆樁帽，將拉桿與樁連成整體。3、 斜拉樁 無拉桿，以斜樁取代，樁頂應(yīng)盡量靠近板樁，以減少樁頂彎矩，從而簡化成鉸進行計算。4、 適用 碼頭后方場地狹窄，拉桿力較大時。、其它形式 拖板式、尼龍帶式、錨桿式，加筋土結(jié)構(gòu)及混合

13、式。 三、拉桿 1、 位置 從減小板樁墻的跨中彎矩來看，拉桿宜放在標高較低處，但為了保證水上穿拉桿和導梁胸墻的施工條件，一般在平均水位以下，設(shè)計低水位以上0.51.0m，且不得低于導梁或胸墻的施工水位。2、 尺度與材料 直徑：由強度計算確定，一般4080mm； 間距：對鋼筋砼板樁墻，取板樁寬度的整數(shù)倍，對單設(shè)導梁的U形和Z形鋼板樁，應(yīng)取板樁寬度的偶數(shù)倍； 長度：取決于板樁墻與錨碇結(jié)構(gòu)的最佳距離，由計算確定，當拉桿較長（10m），中間應(yīng)用緊張器加以拉緊； 材料：采用焊接質(zhì)量有保證，延伸率不小于18%的高強鋼材。 3、 拉桿失事及防治措施 失事原因 設(shè)計拉力實際拉力 拉桿下填沉陷，拉桿在其上土重及

14、地面荷載作用下發(fā)生彎曲，產(chǎn)生附加應(yīng)力而斷裂。 銹蝕使拉桿斷面減小。 因此，設(shè)計時，應(yīng)考慮各種影響因素，正確計算拉桿拉力，并采取措施，減小或消除各種附加應(yīng)力，并防止拉桿銹蝕。 防治措施 夯實拉桿下的填土，或在拉桿下設(shè)置支撐，以減小沉陷，支撐形式有支撐樁、設(shè)砼墊塊或墊墩、鋪碎石或灰土墊層。 在拉桿兩端設(shè)置連接鉸，以消除其附加應(yīng)力。 在拉桿上做各U形防護罩，使拉桿上面的土重及地面荷載不直接作用載拉桿上，而通過防護罩傳到拉桿兩側(cè)的地基上。 防銹處理，涂兩層防銹漆，并用瀝青麻袋包裹兩層。 回填料嚴禁帶有腐蝕性。 四、 導梁、帽梁及胸墻 1、 施工方法 導梁可預(yù)制，也可現(xiàn)澆，帽梁一般現(xiàn)澆。2、 胸墻型式

15、有矩形、梯形、L形及工字形。當碼頭水位差不大，拉桿距碼頭面距離較小時，一般將導梁和帽梁合二為一成胸墻。3、 系船塊體設(shè)置 一般與胸墻整體現(xiàn)澆，也可單獨設(shè)置。4、 變形縫 導梁、帽梁、胸墻沿碼頭長度方向應(yīng)設(shè)置變形縫，間距1530m，并設(shè)置在結(jié)構(gòu)型式和水深變化處，地基土質(zhì)差別較大處及新舊結(jié)構(gòu)的銜接處，縫寬23cm。5、 鋼板樁碼頭導梁設(shè)置在鋼板樁碼頭中，導梁一般由兩根槽鋼組成，并為防止船舶撞擊和減小銹蝕，而放在板樁墻的里側(cè)。 五、 排水設(shè)施 為了減小和消除作用在板樁墻上的剩余水壓力，板樁墻應(yīng)在設(shè)計低水位以下設(shè)置排水孔，孔徑58cm，孔距35m，孔后設(shè)置拋石棱體，以防止填土流失。 、板樁墻的計算 一

16、、作用及作用效應(yīng)組合 、板樁碼頭上的作用永久作用：土體產(chǎn)生的主動土壓力，剩余水壓力； 可變作用：地面可變荷載產(chǎn)生的土壓力、船舶荷載、施工荷載、波浪力； 偶然作用：地震荷載。1、 土壓力 板樁墻在外力作用下，墻體將發(fā)生彎曲變形；因此，沿墻高各點的水平位移不同。板樁墻上各點的土壓力不僅與該點以上的土重、地面可變作用以及土的物理力學性質(zhì)有關(guān)，而且與該點墻體的水平位移密切相關(guān)，所以，要準確確定板樁墻的土壓力很難。 主動土壓力 特點：呈R 形分布 呈現(xiàn)R形分布的原因：關(guān)鍵是沿墻高位移不同。因為板樁上部有拉桿拉住，下端嵌固于地基中，上下兩端位移較小，跨中位移較大，墻后土體在板樁變形過程中呈現(xiàn)拱現(xiàn)象，使跨中

17、一部分土壓力通過滑動土條間的摩擦力傳向上、下兩端。從而是墻后主動土壓力產(chǎn)生上下大，中間小的R 形狀。 影響板樁墻墻各點位移不同而造成墻后后主動土壓力呈R 形分布的主要因素有： 板樁墻的剛度：剛度越小，R形越顯著； 錨碇點位移：越小，R形越顯著； 施工順序：先打板樁，后開挖比反之更顯著。 計算方法（土壓力經(jīng)驗系數(shù)修正法） 主動土壓力仍按采用剛性墻確定的土壓力理論進行計算，即：仍按線性分布計算，但考慮到板樁墻體變形對土壓力的影響，將以此土壓力及其它荷載計算得到的板樁墻的跨中Mmax和RA，應(yīng)分別乘以合適的經(jīng) 驗修正系數(shù)。 計算中，可取=(1/31/2)。 當?shù)孛鏋樗?，墻背為垂直面時，由土體本身產(chǎn)

18、生的主動土壓水平強 度標準值和由碼頭地面均布荷載產(chǎn)生的主動土壓力水平強度標準值可按下式 計算： 被動土壓力 板樁墻下端扎入地基中，當墻體受側(cè)向力作用后，墻前入土段將產(chǎn)生被動土壓力。當入土深度不大時，入土段墻體只出現(xiàn)向前的移，墻前被動土壓力與剛性墻的相似。在板樁墻入土深度較大時，板樁嵌固于地基中，其下端還產(chǎn)生向后翹；因此。入土段的上部墻產(chǎn)生墻前被動土壓力，其下部產(chǎn)生墻后的被動土壓力。 特點：墻前被動土壓力比理論計算值大1倍左右，而墻后（下端）被動土壓力比計算值小一半左右。 墻前被動土壓力增大的原因 A、板樁在水底處發(fā)生向下轉(zhuǎn)動變形，使墻前土體受到向下的擠壓摩擦力。 B、板樁向前變形，壓擠墻前土體

19、，使土的密實度增大，抗剪強度提高。 C、入土段上部墻體對土體產(chǎn)生向下的摩擦力，使土體的穩(wěn)定性增大。 墻后被動土壓力減小的原因 A、板樁底部被地基嵌固，使板樁下端變形較小，達不到極限被動土壓力所需的位移值； B、板樁底端發(fā)生向上轉(zhuǎn)動變形，給墻后土體一個向上的“掘出力”； C、板樁下端與土體產(chǎn)生向上的摩擦力，使土體的穩(wěn)定性減小。 計算方法 同前，但計算墻前被動土壓力時，=(2/33/4)，當20，則取20。計算墻后被動土壓力時，=-2/3，當-20時，則取-20。當計算水底面為水平、墻面為垂面時，由土體本身產(chǎn)生的主動土壓力水平強度標準值：、剩余水壓力 剩余水壓力取決于水位漲落情況、板樁墻排水好壞、

20、回填土及地基土的透水性等。 海港鋼筋砼板樁碼頭，當板樁墻設(shè)有排水孔，墻后回填粗于細砂顆粒的材料可不考慮。 對海港鋼板樁碼頭，地下墻式板樁碼頭及墻后回填細砂的鋼筋砼板樁碼頭，=1/31/2平均潮差。 對河港則根據(jù)地下水位按實際情況取定。 備注： 計算土壓力時，土和填料的重度按以下規(guī)定采用： 粘性土：剩余水位以下取浮重度；剩余水位與設(shè)計高水位之間取飽和重度，設(shè)計高水位以上取天然重度； 無粘性土：剩余水位以下取浮重度；剩余水位以上取天然重度；、其它荷載 船舶荷載：只考慮系纜力，不考慮撞擊力和擠靠力，但要加以區(qū)分： 系船塊體單獨錨碇，板樁不考慮系纜力； 系船塊體和胸墻或帽梁一起現(xiàn)澆，且不單獨錨碇，板樁

21、應(yīng)考慮系纜力。碼頭地面荷載：以土壓力的形式作用于板樁墻上。波浪力：只計波吸力，且不能與船舶荷載同時出現(xiàn)。地震荷載：地震地區(qū)4、挖泥時超深的考慮 超深的結(jié)果：是板樁墻的入土深度減小和墻體的計算跨度增大，從而降低了板樁墻的穩(wěn)定性，增大墻體的跨中彎矩和拉桿拉力。 計算板樁墻時，還須考慮港池挖泥時可能出現(xiàn)的超深（0.5m）和沖刷水深。、作用效應(yīng)組合 設(shè)計板樁碼頭時，必須考慮持久狀況、短暫狀況和偶然狀況，并按不同的極限狀態(tài)和效應(yīng)組合進行計算。 1、按承載能力極限狀況設(shè)計的項目 板樁墻“踢腳”穩(wěn)定性； 錨碇結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性； 板樁碼頭的整體穩(wěn)定性； 樁的承載力； 構(gòu)件強度等 板樁碼頭按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，

22、所取水位和作用效應(yīng)組合應(yīng)按規(guī)范的規(guī)定選用持久組合、短暫組合和偶然組合，一個組合應(yīng)考慮多種水位情況。如： 持久狀況持久組合：應(yīng)按設(shè)計高水位、設(shè)計低水位、極端低水位； 短暫狀況短暫組合：應(yīng)按設(shè)計高、低水位或施工水位分別計算； 偶然狀況偶然組合：應(yīng)按設(shè)計高、低水位分別計算，參見抗震規(guī)范； 設(shè)計時可針對某一計算內(nèi)容，選取某一最不利水位進行計算（應(yīng)作正確判斷），如：板樁墻的強度及穩(wěn)定性和拉桿力一般由設(shè)計低水位控制。 2、 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計 鋼筋砼構(gòu)件的裂縫寬度和抗裂驗算。二、無錨板樁墻的計算 在P作用下,作用在無錨板樁墻各點的實際土壓力為兩側(cè)之差(被動土壓力與主動土壓力之差),即: 為便于計算,德

23、國邏美爾建議作下列簡化:首先,近似地用直線ABDC代替曲線圖形ABDC；然后作水平線mm和nn，分別使Bmo1替代Mo1D；以no2C替代DNo2；接著在板樁墻兩側(cè)各加一個面積相等的梯形MmnN和MmnN（如上圖b）；最后的土壓力圖形變成上圖c的形狀。右側(cè)土壓力的圖形為MFCm，其高度為b，由于b一般不大，可近似取b/2處為此梯形面積的中心，以集中力 代替MFCm面積的土壓力。這樣就將板樁墻的受力情況簡化為一個簡支梁的計算圖式。已知P，根據(jù)力的平衡條件，即可用數(shù)解法（均質(zhì)地基）或圖解法（適用于分層的非均質(zhì)地基土）求得未知數(shù)T0和 。 求得 T0和 后，可按材料力學的方法計算墻體個斷面的彎矩和剪

24、力。板樁墻的設(shè)計入土深度tmin（m）可按下式確定：三、單錨板樁墻的計算 、單錨板樁墻的工作狀態(tài) 1、第一種情況 板樁的入土深度最小，在水平力作用 下，板樁繞上端支撐點轉(zhuǎn)動，板樁中只有 一個方向的彎矩，且數(shù)值最大，板樁入土 段發(fā)生較大位移，所需板樁長度最短，但 斷面最大，按底端自由計算。這種情況即 為自由支撐法，算得的入土深度往往需要 加長，實際也就接近第三種情況。（本法 為日本及一些西方國家所采用） 2、第二種情況 入土深度和受力情況介于第1、3之間,入土段比第1種稍深,受力后，底端只有轉(zhuǎn)角，沒有位移。也屬于自由支承狀態(tài)。 3、第三種情況 入土深度較深，入土部分出現(xiàn)與跨中相反方向的彎矩，板樁

25、墻彈性嵌固于地基中。這種狀態(tài)，所需板樁斷面最小，入土部分位移小，穩(wěn)定性好，為我國所采用（彈性線法）。4、第四種情況 類似第3種狀態(tài)，但入土深度更大，固端彎矩大于跨中彎矩，數(shù)值并不比第3種狀態(tài)小，穩(wěn)定性有富裕，但對減少墻體跨中彎矩非常有限，一般無必要。、計算內(nèi)容及計算工作狀態(tài) 1、板樁墻計算內(nèi)容 板樁墻的入土深度，板樁墻彎矩，拉桿拉力。 2、計算工作狀態(tài) 一般采用板樁墻底端為彈性嵌固的工作狀態(tài)，即第三種。當有下列幾種情況時，也可采用自由支承狀態(tài)，或介于兩者之間的工作狀態(tài)，即： 板樁墻底端在地基中達不到彈性嵌固的工作狀態(tài)； 板樁千采用鋼板樁時，其材料強度有較多富裕； 板樁墻的剛度很大； 地基土質(zhì)比

26、較好。、計算方法彈性線法：僅適用于單錨板樁墻的彈性嵌固工作狀態(tài)；但對于剛度較大的板樁墻（如現(xiàn)澆地下墻），不宜采用彈性線法。 自由支撐法：僅適用于單錨板樁墻的自由工作狀態(tài)； 豎向彈性地基梁法：可適用于單錨和多錨板樁墻的任何工作狀態(tài)。、單錨板樁墻的計算 基本思想板樁墻下端自由支撐在其前面的地基土體上，這部分土體處 于 極限狀態(tài)，完全出現(xiàn)極限被動土壓力。 計算圖式 靜定梁，兩個未知數(shù)， 入土深度tmin和Ra； 平衡條件H=0M=01、自由支撐法 2、羅邁爾法（彈性線法一種） 基本思想 假定板樁墻入土段彈性嵌固于地基中；入土段前面的土抗力按古典土壓力理論（教材公式）計算，底端后面的土抗力用集中力Ep

27、代替。 工作狀態(tài) 由于板樁墻入土段在地基中彈性嵌固，入土段產(chǎn)生負彎矩M2，有利于減小跨中正彎矩M1，且|M2max|略小于|M1max|，一般|M1max|=1.11.15|M2max|；土壓力零點與彎矩零點約相吻合； 變形協(xié)調(diào)條件：板樁底，MB=0，B=0，B=0，錨固點A=0。 計算圖式和計算方法 計算圖式：一次超靜定結(jié)構(gòu)，三個未知數(shù)，t0，Ra，Ep； 計算方法：圖解試算法； 計算條件：求解時，先假定入土深度，除了需利用平衡條件H=0，M=0外，還需利用變形協(xié)調(diào)條件，用試作板樁墻變形曲線的方法求解，故稱為彈性線法。計算時，要不斷改變?nèi)胪辽疃?，反復試算，直到滿足變形條件為為止。其變形條件是

28、板樁墻底端的角變位和線變位為零，即入土段底端的彈性變形曲線與鉛垂線相切；同時，錨碇點的位移也等于零。由于作彈性曲線較麻煩，為了簡化計算，采用： |M1max|=1.11.15|M2max|條件取代變形條件。 具體可按計算步驟如下： A、假定t0； B、用古典理論計算主、被動土壓力； C、用圖解法（作力矢圖和索多邊形的方法），以 |M1max|=1.11.15|M2max| 為控制條件，若不滿足該條件，則須重新假定t0； D、計算結(jié)果應(yīng)考慮土壓力重分布的影響（R形）對跨中彎矩須 折 減：對拉桿力須增大： E、 入土深度確定：備注： e為t0處墻后被動土壓力強度ep-t0處墻前主動土壓力強度ea。

29、 F、按“踢腳”穩(wěn)定性驗算入土深度，若不滿足應(yīng)取滿足“踢腳”穩(wěn)定的入土深度，P61公式。備注： 對剛度較大的板樁墻（如現(xiàn)澆地下連續(xù)墻），本方法計算結(jié)果往往偏于危險，故不宜采用（P61中），另外，本方法較適合施工單位在缺乏資料的情況下使用。 彈性線法的單錨板樁墻算例3、 豎向彈性地基梁法（m法） 板樁碼頭的穩(wěn)定性破壞狀態(tài) 錨碇失穩(wěn)：由于拉桿斷裂或錨碇結(jié)構(gòu)系統(tǒng)破壞而造成； 板樁墻失穩(wěn)：由于入土深度不夠，而使板樁墻繞拉桿錨碇點發(fā)生轉(zhuǎn)動而破壞，即“踢腳”穩(wěn)定破壞； 整體穩(wěn)定性破壞：由于板樁墻入土深度不夠或拉桿長度不夠，而使板樁墻和后方土體一起產(chǎn)生穩(wěn)定性破壞。顯然，用1、3來確定板樁墻得入土深度，理由不

30、合理也不充分。 板樁墻的入土深度 規(guī)范規(guī)定，板樁墻得入土深度應(yīng)滿足“踢腳”穩(wěn)定得要求，即： 式中： 0為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； d為結(jié)構(gòu)系數(shù)； MR為墻前被動土壓力標準值對拉桿錨碇點得穩(wěn)定力矩； 板樁墻的內(nèi)力計算（m法） 基本假定 A、假定土為彈性介質(zhì)，地基系數(shù)隨深度成正比，C=mZ； B、不考慮樁土之間的粘聚力、摩擦力； C、樁按實際剛度、并作為一個彈性構(gòu)件考慮； 土體的應(yīng)力、應(yīng)變要符合文克爾假定，即地基表面任一點的壓力強度于該點的沉陷成正比，=k0y=Cy。 符號規(guī)定 水平位移x以向右為正；轉(zhuǎn)角以反時針為正； 彎矩以左側(cè)纖維受拉為正；剪力以繞它端順時針為正 地基梁的撓曲方程及彎矩、剪力和荷載的微

31、分關(guān)系 地基梁的撓曲微分方程： 將整理：令 （樁土變形系數(shù)） 得： 利用邊界條件確定系數(shù)：當z=0時， 先求 利用邊界條件可求得： ，要得到邊界條件，須先判斷支撐情況，根據(jù)規(guī)范規(guī)定： A、對于支撐在非巖石類土或直接放在基巖上的樁（不嵌巖，墻后地面無填土） 非巖石地基： ，為彈性樁（若2.5，則假設(shè)基礎(chǔ)的剛度為無限大，按剛性基礎(chǔ)計算） 支撐在巖基上： ，為柱承樁。當 求得： 當 求得： B、當?shù)孛嬉陨嫌刑钔?，且有均布荷載時 板樁墻內(nèi)力及拉桿拉力計算 作用：主動土壓力，剩余水壓力，拉桿拉力Rk，地面以下得超載。 計算時，將板樁墻從計算水底處切開。計算水底以上段為底端固定得懸臂梁（單寬），其上作用有

32、：墻后土壓力，剩余水壓力，各支承點得反力R1、Rk，以及樁頂端力矩M1。 計算水底以下段為豎向彈性地基梁（單寬），其上作用有：超載土壓力、剩余水壓力（總強度為）和端部得水平力Q及力矩M。 根據(jù)懸臂梁得計算可得 式中：Q0，M0分別為作用載上段墻上得水平力合力和它們對切開處的力矩；hi為支承點到切開處的距離。 建立各支點i的變形協(xié)調(diào)方程式 a、在i點處由于X0，0產(chǎn)生的水平位移和1點的轉(zhuǎn)角 b、由于各支點反力Rk和M1在i點上產(chǎn)生的水平位移和1點的轉(zhuǎn)角: c、土壓力和剩余水壓力在i點產(chǎn)生的水平位移和1點轉(zhuǎn)角 d、給定錨碇點的水平位移和1點轉(zhuǎn)角 建立各支承點i的變形方程: 計算設(shè)計彎矩和拉桿拉力

33、入土段：自由段：設(shè)計彎矩： 設(shè)計拉力： 注意：當考慮拉桿錨碇點位移時，計算彎矩不折減。 m法優(yōu)點 a、入土深度的確定，m 法比彈性線法好，特別時在土質(zhì)較差時，m法更接近，建議在軟土地基上的板樁工程不能用彈性線法確定入土深度。b、反映了剛度的影響（EI）；c、可考慮錨碇點的位移，符合實際情況；d、m 法計算結(jié)果與原型試驗值較吻合；e、m 法適用性強。 板樁墻的強度計算 對鋼筋砼板樁和預(yù)應(yīng)力鋼筋砼板樁，應(yīng)根據(jù)強度進行配筋，并進行裂縫寬度或抗裂驗算。 對于鋼板樁，其單寬強度應(yīng)滿足下式：式中： N作用標準值產(chǎn)生的每米軸向力（KN）； Mn作用標準值產(chǎn)生的每米板樁墻最大彎矩（KNm） A鋼板樁截面積（m

34、2/m） ft鋼材的強度設(shè)計值（N/mm2） GQ綜合分項系數(shù)，1.35。 Wz鋼板樁的彈性抵抗矩（m3/m） 、錨碇結(jié)構(gòu)的計算 一、錨碇板（墻）的穩(wěn)定計算 錨碇板的主要作用：拉桿拉力RA，板后主動土壓力Eax，板前被動土壓力Epx。 規(guī)范規(guī)定，錨碇板（墻）在這些荷載作用下，其穩(wěn)定性應(yīng)滿足： 式中：0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；d結(jié)構(gòu)系數(shù)； Eax，Eqx墻后土體和地面可變作用產(chǎn)生的主動土壓力水平分力標準值； RAx拉桿拉力水平分力標準值； Epx被動土壓力水平分力標準值。 備注：1、主動土壓力Eqx，Eax： 荷載布置從板（墻）后開始，使Eqx最大； 計算Eax，Eqx時，取=0。2、拉桿拉力RA：計算

35、中不考慮拉桿與填土的摩擦力。 3、被動土壓力Epx 錨碇板（墻）前被動土壓力可按下式計算 4、kb可根據(jù)規(guī)范P20公式3.4.3-1，3.4.3-2計算；5、對錨碇板（墻）的穩(wěn)定性，需驗算設(shè)計高、低水位兩種情況。 二、錨碇板（墻）到板樁距離的確定最佳距離：注意：1、 H0（板樁墻后主動破裂棱體得高度）的確定 采用彈性線法時，取最大負彎矩點到碼頭地面的距離； 、采用m法時，取地基梁第一變形零點到地面的距離； 采用自由支承法時，取最小入土深度tmin處到地面的距離。 2、 對于多層土情況，可將取加權(quán)平均值。3、 對由于某種原因（如施工場地緊缺，墻后有不能拆除的建筑）不能滿足上式時，在計算錨碇板（墻）穩(wěn)定性時，應(yīng)從Epx中扣除Epx。式中： td交點d到地面的距離； la拉桿間距； kp被動土壓力系數(shù)。4、 最斷距離:即： 錨碇板（墻）前面的土體的被動破裂面不能穿過板樁墻。 三、錨碇板（墻）的水平位移 式中： Ra每米寬板樁墻的拉桿拉力標準值（KN/m）； ha錨碇板（墻）的高度（m）； bk錨碇板（墻）的計算寬度（m）； kH錨碇板（