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懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep被動(dòng)抗力E′p懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep被動(dòng)抗力E′p1排樁支護(hù)的計(jì)算課件2排樁支護(hù)的計(jì)算課件3排樁支護(hù)的計(jì)算課件4懸臂式樁墻是依靠自身的剛度和強(qiáng)度就能維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。懸臂式樁墻可以在1.5~2m的狹窄范圍內(nèi)安置。但懸臂式樁墻的位移比較大,難以滿足周邊環(huán)境的嚴(yán)格要求,同時(shí)在開挖深度較大時(shí)墻身彎矩很大,因此適用的開挖深度也不深;使用條件不當(dāng)時(shí)可能產(chǎn)生圍護(hù)結(jié)構(gòu)損壞或嚴(yán)重影響環(huán)境的事故。懸臂式樁墻是依靠自身的剛度和強(qiáng)度就能維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。5基床系數(shù)法排樁在水平荷載作用下,樁身內(nèi)力及位移的計(jì)算,目前較普遍采用將樁作為彈性地基上的梁,按文克爾假定--梁身任一點(diǎn)的土抗力和該點(diǎn)的位移成比例,這種解法簡(jiǎn)稱為彈性地基梁法?;蚕禂?shù)法排樁在水平荷載作用下,樁身內(nèi)力及位移的計(jì)算,目前較6其具體的解法大致有三種:

直接用數(shù)學(xué)的方法解樁(即彈性地基梁)在受荷后的彈性撓曲微分方程,求出樁各部分的內(nèi)力和位移,即數(shù)解法;將樁分成有限段,用差分式近似代替樁的彈性撓曲微分方程中的各階導(dǎo)數(shù)式而求解的有限差分法;將樁身劃分為有限單元的離散體,然后根據(jù)力的平衡和位移協(xié)調(diào)條件,解得樁的各部分內(nèi)力和位移,即有限元法。其具體的解法大致有三種:直接用數(shù)學(xué)的方法解樁(即彈性地基梁7本節(jié)主要介紹第一種方法即數(shù)解法

樁在水平荷載作用下,其水平位移(x)愈大時(shí),側(cè)壓力(即土的彈性抗力)(σ)也愈大,側(cè)壓力大小還取決于:土體的性質(zhì),樁身的剛度大小,樁的截面形狀,樁的入土深度等。側(cè)壓力的大小可用如下公式表示:σ=Cx本節(jié)主要介紹第一種方法即數(shù)解法樁在水平荷載作用下,其水平位8C—土的水平向基床系數(shù)(或簡(jiǎn)稱基床系數(shù)),地基系數(shù)等。它是反映地基土“彈性”的一個(gè)指標(biāo),表示單位面積土在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生單位變形時(shí)所需施加的力,其大小與地基土的類別、物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。它的單位為KN/m3。C—土的水平向基床系數(shù)(或簡(jiǎn)稱基床系數(shù)),地基系數(shù)等。9大量試驗(yàn)表明,基床系數(shù)C值的大小不僅與土的類別及其性質(zhì)有關(guān),而且也隨著深度而變化。目前采用的基床系數(shù)分布規(guī)律的幾種不同圖式如圖4-9所示。大量試驗(yàn)表明,基床系數(shù)C值的大小不僅與土的類別及其性質(zhì)有關(guān),10圖4-9基床系數(shù)的變化規(guī)律圖4-9基床系數(shù)的變化規(guī)律111)基床系數(shù)C隨深度成正比例增加。如圖4-9a所示,即C=mZm—比例系數(shù)。其值可根據(jù)試驗(yàn)實(shí)側(cè)決定,無實(shí)側(cè)數(shù)據(jù)時(shí),可參表4-1及表4-2(公路規(guī)程)中的數(shù)值選用。按此圖式來計(jì)算樁在外荷作用下各截面內(nèi)力的方法通常簡(jiǎn)稱為“m”法。1)基床系數(shù)C隨深度成正比例增加。如圖4-9a所示,即122)基床系數(shù)C在第一個(gè)零變位點(diǎn)(圖4-9b)以下(Z≥t時(shí)):C=K=常量當(dāng)0≤Z≤t時(shí),C沿深度成曲線變化(可近似地假定為按直線增加)。2)基床系數(shù)C在第一個(gè)零變位點(diǎn)(圖4-9b)以下(Z≥t時(shí))13K值可按實(shí)測(cè)確定,無實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)可參照表4-3中的數(shù)據(jù)選用。按此圖式計(jì)算樁在外荷作用下的各面截內(nèi)力的方法,通常簡(jiǎn)稱為“K”法。K值可按實(shí)測(cè)確定,無實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)可參照表4-3中的數(shù)據(jù)選用。143)基床系數(shù)C隨深度成拋物線規(guī)律增加,如圖4-9c所示,即C=cZ0.5c—比例系數(shù),其值可根據(jù)實(shí)測(cè)確定。無資料時(shí),可參照表4-2選用。3)基床系數(shù)C隨深度成拋物線規(guī)律增加,如圖4-9c所示,即15表4-1比例系數(shù)m表4-1比例系數(shù)m16表4-2非巖石土的比例系數(shù)m、K、c值表注:1、本表中m值適用于樁在地面處最大位移不超過6mm,位移較大時(shí)適當(dāng)降低表列數(shù)值。表4-2非巖石土的比例系數(shù)m、K、c值表注:172、采用“m”法時(shí),當(dāng)基礎(chǔ)側(cè)面為數(shù)種不同土層,應(yīng)將地面或最大沖刷線以下hm=2(d+1)m深度內(nèi)的各層土按下列換算式換成一個(gè)平均值m值,作為整個(gè)深度的m值。式中d為樁的直徑。對(duì)于剛性樁,hm采用整個(gè)深度h。當(dāng)hm深度內(nèi)存在兩層不同土?xí)r:2、采用“m”法時(shí),當(dāng)基礎(chǔ)側(cè)面為數(shù)種不同土層,應(yīng)將地面183、m0為“m”法相應(yīng)于深度h處基礎(chǔ)底面圖的豎向地基系數(shù)C0(=m0h)隨深度變化的比例系數(shù),當(dāng)h≤10m時(shí)C0=10m0。因?yàn)閾?jù)研究分析認(rèn)為自地面至10m深度處土的豎向抗力幾乎什社么變化,所以C0=10m0;當(dāng)h≥10m是土的豎向抗力幾乎與水平抗力相等,所以10m以下時(shí)取C0=m0h=mh。3、m0為“m”法相應(yīng)于深度h處基礎(chǔ)底面圖的豎向地基系19表4-3水平向基床系數(shù)kH表4-3水平向基床系數(shù)kH20這里主要以基床系數(shù)隨深度線性變化的“m”法為例子進(jìn)行介紹1、樁作為彈性地基上的梁的微分方程式及其解:樁在水平荷載作用下的不同計(jì)算方法,都從一個(gè)基本微分方程式出發(fā)。這里主要以基床系數(shù)隨深度線性變化的“m”法為例子進(jìn)行介紹21如圖4-10所示,樁的入土深度為h,樁的寬度為b(或直徑),樁的計(jì)算寬度為b1。樁頂若與地面平齊(z=0)且已知樁頂在水平荷載Q0及彎矩M0作用下,產(chǎn)生橫向位移x0、轉(zhuǎn)角φ0;樁因Q0、M0作用,在不同深度z處產(chǎn)生的橫向位移xz、轉(zhuǎn)角φz、彎矩Mz、剪力Qz。符號(hào)規(guī)定為:橫向位移xz(即撓度)順x軸正方向?yàn)檎?;轉(zhuǎn)角φz逆時(shí)針方向?yàn)檎?;彎矩Mz當(dāng)左側(cè)纖維受拉時(shí)為正;橫向力Qz順x軸正方向?yàn)檎?,如圖4-11所示。排樁支護(hù)的計(jì)算課件22圖4-10樁作為彈性地基上的梁的計(jì)算圖式圖4-11xz、φz、Mz、Qz的符號(hào)規(guī)定圖4-10樁作為彈性地基圖4-11xz、φz、Mz、23在此情況下,樁產(chǎn)生彈性撓曲,梁軸的撓曲與梁上分布荷載q之間的關(guān)系式,即樁的撓曲微分方程為:在此情況下,樁產(chǎn)生彈性撓曲,梁軸的撓曲與梁上分布荷載q之間的24在深度z處,q=σzxb1,而σzx=Cxz,又C=mz代入上式得或在深度z處,q=σzxb1,而σzx=Cxz,又C=mz代25EI—樁身抗撓曲剛度;b1—樁的計(jì)算寬度。上式即為按基床系數(shù)假定計(jì)算樁的基本微分方程式,可改寫為:稱為樁的變形系數(shù)。

其中EI—樁身抗撓曲剛度;稱為樁的變形系數(shù)。其中26當(dāng)z=0,該處的橫向位移x0、轉(zhuǎn)角φ0、彎矩M0、剪力Q0可分別表示如下:當(dāng)z=0,該處的橫向位移x0、轉(zhuǎn)角φ0、彎矩M0、剪力Q027上式為一個(gè)四階線性變形系數(shù)齊次常微分方程,可以利用冪級(jí)數(shù)展開方法求解,其主要結(jié)果如下所述:深度z處樁的橫向位移值為由σzx=Cxz,=mzxz,深度z處得樁側(cè)向應(yīng)力為上式為一個(gè)四階線性變形系數(shù)齊次常微分方程,可以利用冪級(jí)數(shù)展開28深度z處得轉(zhuǎn)角深度z處的彎矩深度z處的剪力深度z處得轉(zhuǎn)角29上述公式中的A1、B1、C1、D1、…C4、D416個(gè)系數(shù),可根據(jù)z=αz查表4-4。表4-4“m”法計(jì)算Mz、Qz的用表上述公式中的A1、B1、C1、D1、…C4、D416個(gè)系數(shù),30排樁支護(hù)的計(jì)算課件31排樁支護(hù)的計(jì)算課件32排樁支護(hù)的計(jì)算課件33表4-5“m”法計(jì)算δHH、δHM=δMH、δMM的用表表4-5“m”法計(jì)算δHH、δHM=δMH、δMM的用表34排樁支護(hù)的計(jì)算課件35排樁支護(hù)的計(jì)算課件36排樁支護(hù)的計(jì)算課件372、樁墻的內(nèi)力、位移計(jì)算公式將整個(gè)樁墻分為兩部分:基坑底面以上視為懸臂梁,基坑底面以下視為彈性地基梁,見圖4-12.樁墻在頂部水平力H、彎矩M以及分布荷載q1、q2作用下,發(fā)生彈性彎曲變形。地基土產(chǎn)生彈性抗力,整個(gè)墻體繞著地面以下某點(diǎn)O而轉(zhuǎn)動(dòng),在O點(diǎn)上下,地基土的彈性抗力方向相反。2、樁墻的內(nèi)力、位移計(jì)算公式將整個(gè)樁墻分為兩部分:基坑底面以38圖4-12“m”法計(jì)算圖式圖4-12“m”法計(jì)算圖式391)單位力作用于基坑底面時(shí),樁在該處的水平位移和轉(zhuǎn)角,見圖4-13.

1)單位力作用于基坑底面時(shí),樁在該處的水平位移和轉(zhuǎn)角,見圖440圖4-13單位力和力矩作用時(shí)基坑底得位移和轉(zhuǎn)角a、b)單位力作用c、d)單位力矩作用圖4-13單位力和力矩作用時(shí)基坑底得位移和轉(zhuǎn)角41基坑底面作用單位力H0=1時(shí)樁在基坑底面處的水平位移δHH(m/KN)和轉(zhuǎn)角δMH(rad/KN)為:樁底置于非巖石地基中:基坑底面作用單位力H0=1時(shí)樁在基坑底面處的水平位移δHH(42樁底置于巖石內(nèi):樁底置于巖石內(nèi):43基坑底面作用單位力M0=1時(shí)樁在基坑底面處的水平位移δHM(m/KN?m)和轉(zhuǎn)角δMM(rad/KN?m)為:樁底置于非巖石基中:基坑底面作用單位力M0=1時(shí)樁在基坑底面處的水平位移δHM(44樁底置于巖石:樁底置于巖石:45式中Kh—樁底轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)基坑底面處樁變形的影響系數(shù);I,I0—樁身和樁底斷面慣性矩,當(dāng)當(dāng)樁立于巖層面上且;C0—樁底處豎向地基系數(shù),按表4-2的注確定。

A1、B1、C1、D1????諸系數(shù)根據(jù)樁埋入基坑底部的換算深度h=αz查表4-4、4-5。式中462)在M0和H0作用下,彈性固定于地基內(nèi)的樁的內(nèi)力、變位和位移的彈性抗力計(jì)算為表4-6。2)在M0和H0作用下,彈性固定于地基內(nèi)的樁的內(nèi)力、變47表4-6表4-6483)樁的計(jì)算寬度。樁承受水平推力后,樁體側(cè)面產(chǎn)生的土抗力實(shí)際為空間情況,樁體為矩形或圓形時(shí)力的效應(yīng)也不一樣。通過試驗(yàn)認(rèn)為,考慮上述因素,將空間受力轉(zhuǎn)換成平面受力,計(jì)算樁側(cè)面土的抗力時(shí),土抗力計(jì)算寬度b1取值見表4-7。3)樁的計(jì)算寬度。樁承受水平推力后,樁體側(cè)面產(chǎn)生的土抗力實(shí)際49表4-7樁的計(jì)算寬度表4-7樁的計(jì)算寬度50對(duì)n個(gè)樁組成的樁排,其側(cè)面土抗力計(jì)算寬度顯然為nb1,但不得大D′+1(m)且其中的每一個(gè)b1,應(yīng)滿足見圖4-14。圖4-14樁的計(jì)算寬度對(duì)n個(gè)樁組成的樁排,其側(cè)面土抗力計(jì)算寬度顯然為nb1,但不得51懸臂樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用:1工程概況某商業(yè)大樓位于成都市區(qū)中心地帶,東臨人口密集的商業(yè)步行街,南臨街道,西面和北面臨商業(yè)廣場(chǎng)擬建大樓主樓37層,設(shè)3層地下室,開挖深度最深處達(dá)15m,基坑形狀近似正方形50m×50m。懸臂樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用:1工程概況522設(shè)計(jì)概況基坑采用懸臂樁支護(hù),共布置人工挖孔樁80根,樁間距2.5m,樁徑1.2m,樁長(zhǎng)18.7m,嵌人卵石層4.5m,護(hù)壁厚15cm;樁頂采用聯(lián)系冠梁將護(hù)壁樁連為一個(gè)整體,冠梁截面尺寸600mm×1200mm,樁芯混凝土采用C25;懸臂樁間采用掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面板進(jìn)行支擋。2設(shè)計(jì)概況533計(jì)算原理懸臂樁的計(jì)算原理采用基床系數(shù)法(“m”法);直接用數(shù)學(xué)方法解樁(彈性地基梁)在受荷后的彈性撓曲微分方程,求出樁各部分的內(nèi)力和位移。3計(jì)算原理54基床系數(shù)變化如圖所示:基床系數(shù)C變化規(guī)律基床系數(shù)變化如圖所示:基床系數(shù)C變化規(guī)律55根據(jù)公式可求出深度z處樁的橫向位移、側(cè)向應(yīng)力、彎矩和剪力,從而可進(jìn)行配筋計(jì)算。經(jīng)計(jì)算,懸臂樁配20ψ25的受力鋼筋及8ψ16的構(gòu)造鋼筋。根據(jù)公式可求出深度z處樁的橫向位移、側(cè)向應(yīng)力、彎矩和剪力,564變形監(jiān)測(cè)在施工過程中嚴(yán)格遵守信息法施工的具體要求,沿基坑周邊中點(diǎn)布置4個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn),采用瑞士徠卡TCR7O2激光全站儀監(jiān)測(cè)。根據(jù)基坑變形觀測(cè)成果表明,基坑變形均在規(guī)范規(guī)定的允許內(nèi),并趨于穩(wěn)定,支護(hù)體系是安全可靠的。4變形監(jiān)測(cè)在施工過程中嚴(yán)格遵守信息法施工的具體要求,沿基57精品課件!精品課件!58精品課件!精品課件!59通過該工程的施工實(shí)踐表明,在城市建設(shè)中,由于受周圍環(huán)境條件的限制,建筑場(chǎng)地狹小,對(duì)于砂卵石地層中深基坑無放坡開挖的條件時(shí),采用懸臂樁支護(hù)效果比較理想,且施工簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、安全、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)合理,在工程建設(shè)中可結(jié)合實(shí)際要求廣泛采用。通過該工程的施工實(shí)踐表明,在城市建設(shè)中,由于受周圍環(huán)境條件60懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep被動(dòng)抗力E′p懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep被動(dòng)抗力E′p61排樁支護(hù)的計(jì)算課件62排樁支護(hù)的計(jì)算課件63排樁支護(hù)的計(jì)算課件64懸臂式樁墻是依靠自身的剛度和強(qiáng)度就能維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。懸臂式樁墻可以在1.5~2m的狹窄范圍內(nèi)安置。但懸臂式樁墻的位移比較大,難以滿足周邊環(huán)境的嚴(yán)格要求,同時(shí)在開挖深度較大時(shí)墻身彎矩很大,因此適用的開挖深度也不深;使用條件不當(dāng)時(shí)可能產(chǎn)生圍護(hù)結(jié)構(gòu)損壞或嚴(yán)重影響環(huán)境的事故。懸臂式樁墻是依靠自身的剛度和強(qiáng)度就能維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。65基床系數(shù)法排樁在水平荷載作用下,樁身內(nèi)力及位移的計(jì)算,目前較普遍采用將樁作為彈性地基上的梁,按文克爾假定--梁身任一點(diǎn)的土抗力和該點(diǎn)的位移成比例,這種解法簡(jiǎn)稱為彈性地基梁法?;蚕禂?shù)法排樁在水平荷載作用下,樁身內(nèi)力及位移的計(jì)算,目前較66其具體的解法大致有三種:

直接用數(shù)學(xué)的方法解樁(即彈性地基梁)在受荷后的彈性撓曲微分方程,求出樁各部分的內(nèi)力和位移,即數(shù)解法;將樁分成有限段,用差分式近似代替樁的彈性撓曲微分方程中的各階導(dǎo)數(shù)式而求解的有限差分法;將樁身劃分為有限單元的離散體,然后根據(jù)力的平衡和位移協(xié)調(diào)條件,解得樁的各部分內(nèi)力和位移,即有限元法。其具體的解法大致有三種:直接用數(shù)學(xué)的方法解樁(即彈性地基梁67本節(jié)主要介紹第一種方法即數(shù)解法

樁在水平荷載作用下,其水平位移(x)愈大時(shí),側(cè)壓力(即土的彈性抗力)(σ)也愈大,側(cè)壓力大小還取決于:土體的性質(zhì),樁身的剛度大小,樁的截面形狀,樁的入土深度等。側(cè)壓力的大小可用如下公式表示:σ=Cx本節(jié)主要介紹第一種方法即數(shù)解法樁在水平荷載作用下,其水平位68C—土的水平向基床系數(shù)(或簡(jiǎn)稱基床系數(shù)),地基系數(shù)等。它是反映地基土“彈性”的一個(gè)指標(biāo),表示單位面積土在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生單位變形時(shí)所需施加的力,其大小與地基土的類別、物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。它的單位為KN/m3。C—土的水平向基床系數(shù)(或簡(jiǎn)稱基床系數(shù)),地基系數(shù)等。69大量試驗(yàn)表明,基床系數(shù)C值的大小不僅與土的類別及其性質(zhì)有關(guān),而且也隨著深度而變化。目前采用的基床系數(shù)分布規(guī)律的幾種不同圖式如圖4-9所示。大量試驗(yàn)表明,基床系數(shù)C值的大小不僅與土的類別及其性質(zhì)有關(guān),70圖4-9基床系數(shù)的變化規(guī)律圖4-9基床系數(shù)的變化規(guī)律711)基床系數(shù)C隨深度成正比例增加。如圖4-9a所示,即C=mZm—比例系數(shù)。其值可根據(jù)試驗(yàn)實(shí)側(cè)決定,無實(shí)側(cè)數(shù)據(jù)時(shí),可參表4-1及表4-2(公路規(guī)程)中的數(shù)值選用。按此圖式來計(jì)算樁在外荷作用下各截面內(nèi)力的方法通常簡(jiǎn)稱為“m”法。1)基床系數(shù)C隨深度成正比例增加。如圖4-9a所示,即722)基床系數(shù)C在第一個(gè)零變位點(diǎn)(圖4-9b)以下(Z≥t時(shí)):C=K=常量當(dāng)0≤Z≤t時(shí),C沿深度成曲線變化(可近似地假定為按直線增加)。2)基床系數(shù)C在第一個(gè)零變位點(diǎn)(圖4-9b)以下(Z≥t時(shí))73K值可按實(shí)測(cè)確定,無實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)可參照表4-3中的數(shù)據(jù)選用。按此圖式計(jì)算樁在外荷作用下的各面截內(nèi)力的方法,通常簡(jiǎn)稱為“K”法。K值可按實(shí)測(cè)確定,無實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)可參照表4-3中的數(shù)據(jù)選用。743)基床系數(shù)C隨深度成拋物線規(guī)律增加,如圖4-9c所示,即C=cZ0.5c—比例系數(shù),其值可根據(jù)實(shí)測(cè)確定。無資料時(shí),可參照表4-2選用。3)基床系數(shù)C隨深度成拋物線規(guī)律增加,如圖4-9c所示,即75表4-1比例系數(shù)m表4-1比例系數(shù)m76表4-2非巖石土的比例系數(shù)m、K、c值表注:1、本表中m值適用于樁在地面處最大位移不超過6mm,位移較大時(shí)適當(dāng)降低表列數(shù)值。表4-2非巖石土的比例系數(shù)m、K、c值表注:772、采用“m”法時(shí),當(dāng)基礎(chǔ)側(cè)面為數(shù)種不同土層,應(yīng)將地面或最大沖刷線以下hm=2(d+1)m深度內(nèi)的各層土按下列換算式換成一個(gè)平均值m值,作為整個(gè)深度的m值。式中d為樁的直徑。對(duì)于剛性樁,hm采用整個(gè)深度h。當(dāng)hm深度內(nèi)存在兩層不同土?xí)r:2、采用“m”法時(shí),當(dāng)基礎(chǔ)側(cè)面為數(shù)種不同土層,應(yīng)將地面783、m0為“m”法相應(yīng)于深度h處基礎(chǔ)底面圖的豎向地基系數(shù)C0(=m0h)隨深度變化的比例系數(shù),當(dāng)h≤10m時(shí)C0=10m0。因?yàn)閾?jù)研究分析認(rèn)為自地面至10m深度處土的豎向抗力幾乎什社么變化,所以C0=10m0;當(dāng)h≥10m是土的豎向抗力幾乎與水平抗力相等,所以10m以下時(shí)取C0=m0h=mh。3、m0為“m”法相應(yīng)于深度h處基礎(chǔ)底面圖的豎向地基系79表4-3水平向基床系數(shù)kH表4-3水平向基床系數(shù)kH80這里主要以基床系數(shù)隨深度線性變化的“m”法為例子進(jìn)行介紹1、樁作為彈性地基上的梁的微分方程式及其解:樁在水平荷載作用下的不同計(jì)算方法,都從一個(gè)基本微分方程式出發(fā)。這里主要以基床系數(shù)隨深度線性變化的“m”法為例子進(jìn)行介紹81如圖4-10所示,樁的入土深度為h,樁的寬度為b(或直徑),樁的計(jì)算寬度為b1。樁頂若與地面平齊(z=0)且已知樁頂在水平荷載Q0及彎矩M0作用下,產(chǎn)生橫向位移x0、轉(zhuǎn)角φ0;樁因Q0、M0作用,在不同深度z處產(chǎn)生的橫向位移xz、轉(zhuǎn)角φz、彎矩Mz、剪力Qz。符號(hào)規(guī)定為:橫向位移xz(即撓度)順x軸正方向?yàn)檎?;轉(zhuǎn)角φz逆時(shí)針方向?yàn)檎?;彎矩Mz當(dāng)左側(cè)纖維受拉時(shí)為正;橫向力Qz順x軸正方向?yàn)檎?,如圖4-11所示。排樁支護(hù)的計(jì)算課件82圖4-10樁作為彈性地基上的梁的計(jì)算圖式圖4-11xz、φz、Mz、Qz的符號(hào)規(guī)定圖4-10樁作為彈性地基圖4-11xz、φz、Mz、83在此情況下,樁產(chǎn)生彈性撓曲,梁軸的撓曲與梁上分布荷載q之間的關(guān)系式,即樁的撓曲微分方程為:在此情況下,樁產(chǎn)生彈性撓曲,梁軸的撓曲與梁上分布荷載q之間的84在深度z處,q=σzxb1,而σzx=Cxz,又C=mz代入上式得或在深度z處,q=σzxb1,而σzx=Cxz,又C=mz代85EI—樁身抗撓曲剛度;b1—樁的計(jì)算寬度。上式即為按基床系數(shù)假定計(jì)算樁的基本微分方程式,可改寫為:稱為樁的變形系數(shù)。

其中EI—樁身抗撓曲剛度;稱為樁的變形系數(shù)。其中86當(dāng)z=0,該處的橫向位移x0、轉(zhuǎn)角φ0、彎矩M0、剪力Q0可分別表示如下:當(dāng)z=0,該處的橫向位移x0、轉(zhuǎn)角φ0、彎矩M0、剪力Q087上式為一個(gè)四階線性變形系數(shù)齊次常微分方程,可以利用冪級(jí)數(shù)展開方法求解,其主要結(jié)果如下所述:深度z處樁的橫向位移值為由σzx=Cxz,=mzxz,深度z處得樁側(cè)向應(yīng)力為上式為一個(gè)四階線性變形系數(shù)齊次常微分方程,可以利用冪級(jí)數(shù)展開88深度z處得轉(zhuǎn)角深度z處的彎矩深度z處的剪力深度z處得轉(zhuǎn)角89上述公式中的A1、B1、C1、D1、…C4、D416個(gè)系數(shù),可根據(jù)z=αz查表4-4。表4-4“m”法計(jì)算Mz、Qz的用表上述公式中的A1、B1、C1、D1、…C4、D416個(gè)系數(shù),90排樁支護(hù)的計(jì)算課件91排樁支護(hù)的計(jì)算課件92排樁支護(hù)的計(jì)算課件93表4-5“m”法計(jì)算δHH、δHM=δMH、δMM的用表表4-5“m”法計(jì)算δHH、δHM=δMH、δMM的用表94排樁支護(hù)的計(jì)算課件95排樁支護(hù)的計(jì)算課件96排樁支護(hù)的計(jì)算課件972、樁墻的內(nèi)力、位移計(jì)算公式將整個(gè)樁墻分為兩部分:基坑底面以上視為懸臂梁,基坑底面以下視為彈性地基梁,見圖4-12.樁墻在頂部水平力H、彎矩M以及分布荷載q1、q2作用下,發(fā)生彈性彎曲變形。地基土產(chǎn)生彈性抗力,整個(gè)墻體繞著地面以下某點(diǎn)O而轉(zhuǎn)動(dòng),在O點(diǎn)上下,地基土的彈性抗力方向相反。2、樁墻的內(nèi)力、位移計(jì)算公式將整個(gè)樁墻分為兩部分:基坑底面以98圖4-12“m”法計(jì)算圖式圖4-12“m”法計(jì)算圖式991)單位力作用于基坑底面時(shí),樁在該處的水平位移和轉(zhuǎn)角,見圖4-13.

1)單位力作用于基坑底面時(shí),樁在該處的水平位移和轉(zhuǎn)角,見圖4100圖4-13單位力和力矩作用時(shí)基坑底得位移和轉(zhuǎn)角a、b)單位力作用c、d)單位力矩作用圖4-13單位力和力矩作用時(shí)基坑底得位移和轉(zhuǎn)角101基坑底面作用單位力H0=1時(shí)樁在基坑底面處的水平位移δHH(m/KN)和轉(zhuǎn)角δMH(rad/KN)為:樁底置于非巖石地基中:基坑底面作用單位力H0=1時(shí)樁在基坑底面處的水平位移δHH(102樁底置于巖石內(nèi):樁底置于巖石內(nèi):103基坑底面作用單位力M0=1時(shí)樁在基坑底面處的水平位移δHM(m/KN?m)和轉(zhuǎn)角δMM(rad/KN?m)為:樁底置于非巖石基中:基坑底面作用單位力M0=1時(shí)樁在基坑底面處的水平位移δHM(104樁底置于巖石:樁底置于巖石:105式中Kh—樁底轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)基坑底面處樁變形的影響系數(shù);I,I0—樁身和樁底斷面慣性矩,當(dāng)當(dāng)樁立于巖層面上且;C0—樁底處豎向地基系數(shù),按表4-2的注確定。

A1、B1、C1、D1????諸系數(shù)根據(jù)樁埋入基坑底部的換算深度h=αz查表4-4、4-5。式中1062)在M0和H0作用下,彈性固定于地基內(nèi)的樁的內(nèi)力、變位和位移的彈性抗力計(jì)算為表4-6。2)在M0和H0作用下,彈性固定于地基內(nèi)的樁的內(nèi)力、變107表4-6表4-61083)樁的計(jì)算寬度。樁承受水平推力后,樁體側(cè)面產(chǎn)生的土抗力實(shí)際為空間情況,樁體為矩形或圓形時(shí)力的效應(yīng)也不一樣。通過試驗(yàn)認(rèn)為,考慮上述因素,將空間受力轉(zhuǎn)換成平面受力,計(jì)算樁側(cè)面土的抗力時(shí),土抗力計(jì)算寬度b1取值見表4-7。3)樁的計(jì)算寬度。樁

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