第4章-排桩支护教学课件

1、彭第 长春工程学院基坑工程第第 4 4 章章 排桩支护排桩支护CONTENTS主要内容主要内容排桩支护的类型4.1悬臂式排桩支护计算4.2单支点排桩支护计算4.3多支点排桩支护计算4.4桩锚支护设计4.5咬合桩支护4.6双排桩支护4.7桩锚支护施工4.84.1排桩支护的类型 排桩支护结构按照排桩的布置形式可分为排桩支护结构按照排桩的布置形式可分为支护类型柱列式排桩支护连续排桩支护组合式排桩支护4.1排桩支护的类型 按基坑的开挖深度及支挡结构受力情况，可分为按基坑的开挖深度及支挡结构受力情况，可分为支护类型无支撑或拉锚（悬臂）支护结构单支撑结构多支撑结构4.2悬臂式排桩支护计算 悬臂式支护结构完

2、全依靠嵌入坑底土层足够深度来平衡上部地面超载、主动土压力及水压悬臂式支护结构完全依靠嵌入坑底土层足够深度来平衡上部地面超载、主动土压力及水压力所形成的侧压力，以此保持稳定。因此，对于基坑支护中的悬臂式支护结构，嵌固深度力所形成的侧压力，以此保持稳定。因此，对于基坑支护中的悬臂式支护结构，嵌固深度至关重要。至关重要。计算方法静力极限平衡法布鲁姆（H.Blum）简化计算法4.2悬臂式排桩支护计算 当单位宽度桩墙两侧所受的净土压力相当单位宽度桩墙两侧所受的净土压力相平衡时，桩墙处于稳定状态，相应的桩平衡时，桩墙处于稳定状态，相应的桩墙入土深度即为其保证嵌固稳定所需的墙入土深度即为其保证嵌固稳定所需的

3、最小入土深度，可根据静力平衡条件即最小入土深度，可根据静力平衡条件即水平力平衡方程（水平力平衡方程（H=0）和桩底截面）和桩底截面的力矩平衡方程（的力矩平衡方程（M=0）求出。）求出。4.2.1静力平衡法011ppkaakaEaEMeaakppkKaEaE11规范法规范法4.2悬臂式排桩支护计算 计算步骤计算步骤4.2.1静力平衡法 （1）计算主、被动土压力）计算主、被动土压力Eak、Epk，绘制土压力分布的计算简图。，绘制土压力分布的计算简图。 （2）计算（试算）支护桩的嵌固深度。）计算（试算）支护桩的嵌固深度。 （3）计算桩身的最大弯矩）计算桩身的最大弯矩Mmax，最大弯矩的作用点剪力为零

4、。，最大弯矩的作用点剪力为零。4.2悬臂式排桩支护计算 例例4-1 某基坑开挖深度某基坑开挖深度h5.0m。土层为粉质黏土，地下水位。土层为粉质黏土，地下水位-20m，重度，重度=20kN/m3，内，内摩擦角摩擦角20，黏黏聚力聚力c10kPa，地面超载，地面超载q010kPa。基坑安全等级二级，现拟采用悬。基坑安全等级二级，现拟采用悬臂式排桩支护，试确定支护桩的嵌固深度和最大弯矩。臂式排桩支护，试确定支护桩的嵌固深度和最大弯矩。4.2.1静力平衡法 （1）计算主、被动土压力，绘）计算主、被动土压力，绘制土压力分布的计算简图制土压力分布的计算简图4.2悬臂式排桩支护计算 例例4-14.2.1静

5、力平衡法 （1）计算主、被动土压力，绘）计算主、被动土压力，绘制土压力分布的计算简图制土压力分布的计算简图4.2悬臂式排桩支护计算 例例4-14.2.1静力平衡法 （2）计算支护桩的嵌固深度）计算支护桩的嵌固深度4.2悬臂式排桩支护计算 例例4-14.2.1静力平衡法 （3）计算桩身的最大弯矩）计算桩身的最大弯矩Mmax4.2悬臂式排桩支护计算 桩墙底部后侧出现的被动土压力以一个集中桩墙底部后侧出现的被动土压力以一个集中力力Rc代替。由桩墙底部代替。由桩墙底部C点的力矩平衡条件点的力矩平衡条件Mc=0，且，且H=0。由于土体阻力是逐渐向下。由于土体阻力是逐渐向下增加的，用增加的，用Mc=0计算

6、出来的计算出来的x较小，所以较小，所以H.Blum建议嵌入深度建议嵌入深度ld=1.2x+。4.2.2布鲁姆（H.Blum）法4.2悬臂式排桩支护计算 （1）求支护结构嵌固深度）求支护结构嵌固深度ld4.2.2布鲁姆（H.Blum）法03)(xEEzxHMpaC2)(xxKKEapp0)()(6)(63apaapaKKzHExKKExxxKKeapa)()(apaKKe4.2悬臂式排桩支护计算 （2）求支护结构的最大弯矩）求支护结构的最大弯矩4.2.2布鲁姆（H.Blum）法最大弯矩的作用点在最大弯矩的作用点在剪力为剪力为0处。处。02)(mmapaxxKKE)(2apamKKEx3max6)

7、()(mapmaxKKzxHEM4.3单支点排桩支护计算 支点作用：控制悬臂式排桩支护结构的桩顶水平位移，防止悬臂式排桩倾覆，确保排桩支点作用：控制悬臂式排桩支护结构的桩顶水平位移，防止悬臂式排桩倾覆，确保排桩桩顶水平位移满足设计要求桩顶水平位移满足设计要求4.3.1浅埋单支点排桩支护计算 桩、墙前后的被动和主动土压力对支撑点桩、墙前后的被动和主动土压力对支撑点的力矩相等，墙体处于极限平衡状态。支的力矩相等，墙体处于极限平衡状态。支撑（支锚）点视为铰支，下端可视为自由撑（支锚）点视为铰支，下端可视为自由端，支护结构可视为简支梁端，支护结构可视为简支梁4.3单支点排桩支护计算 （1）嵌固深度计算

8、）嵌固深度计算4.3.1浅埋单支点排桩支护计算支护桩的有效嵌固深度支护桩的有效嵌固深度ld，根据对支点，根据对支点A的的力矩平衡条件（力矩平衡条件（MA0）求得：）求得：0EpEaAMMM0)()(appaaahzHEhzE规范法规范法eaakppkKaEaE224.3单支点排桩支护计算 （2）支撑（或拉锚）力计算）支撑（或拉锚）力计算4.3.1浅埋单支点排桩支护计算支撑（或拉锚）力支撑（或拉锚）力Ra根据静力平衡条根据静力平衡条件（件（H0）计算。）计算。0apaREE4.3单支点排桩支护计算 （3）最大弯矩计算）最大弯矩计算4.3.1浅埋单支点排桩支护计算支护结构的最大弯矩，在剪力为支护结

9、构的最大弯矩，在剪力为0处。处。设在支点设在支点A点下点下xm位置剪力为位置剪力为0若若xmH-ha，则，则0aaxmRE若若xmH-ha，则，则0pxmaaxmEREmaaxmaxmxRzEMmaxpxmpxmmaaxmaxmzExRzEMmax4.3单支点排桩支护计算 计算方法：等值梁法计算方法：等值梁法4.3.2深埋单支点排桩支护计算等值梁法的基本原理等值梁法的基本原理：支护结构上弯矩为支护结构上弯矩为零的点为零的点为B，若假设将梁在，若假设将梁在B点截断，并点截断，并设置一支点，则设置一支点，则AB段上的弯矩不变，段上的弯矩不变，AB为梁为梁AG梁的等值梁。正负弯矩的转折点梁的等值梁。

10、正负弯矩的转折点（弯矩为（弯矩为0点）点）B，实际上和土压力强度为，实际上和土压力强度为0点的点的B点很接近，故以点很接近，故以B点代替点代替B点，即点，即用土压力等于零点的位置来代替反弯点的用土压力等于零点的位置来代替反弯点的位置，其误差较小，对计算结果影响不大。位置，其误差较小，对计算结果影响不大。4.3单支点排桩支护计算 计算方法：等值梁法计算方法：等值梁法4.3.2深埋单支点排桩支护计算 1）绘制土压力分布图与弯矩图）绘制土压力分布图与弯矩图 2）求）求u，B点桩墙前的被动土压力强度点桩墙前的被动土压力强度等于桩墙后的主动土压力强度等于桩墙后的主动土压力强度+2()2c=ppaaDau

11、Kc KqHu KKeuK2=)Dppaec KuKK（4.3单支点排桩支护计算 计算方法：等值梁法计算方法：等值梁法4.3.2深埋单支点排桩支护计算 3）按简支梁计算等值梁的支撑（拉锚）力）按简支梁计算等值梁的支撑（拉锚）力Ra，B点处的支反力点处的支反力QB，最大弯矩，最大弯矩 Mmax 4）计算桩墙最小入土深度）计算桩墙最小入土深度t0，t0=u+x。x可根据可根据QB和墙前被动土压力对和墙前被动土压力对G点的力点的力矩相等矩相等=)23BpaxxQKKxx（6=)BpaxQKK（4.3单支点排桩支护计算 例例4-2 某工程开挖深度某工程开挖深度10.0m，采用单支点支护结构，地质资料和

12、地面荷载如图所示。试，采用单支点支护结构，地质资料和地面荷载如图所示。试计算支点反力计算支点反力Ra与支护桩的嵌固深度和最大弯矩与支护桩的嵌固深度和最大弯矩Mmax。4.3.2深埋单支点排桩支护计算4.3单支点排桩支护计算 例例4-24.3.2深埋单支点排桩支护计算4.3单支点排桩支护计算 例例4-24.3.2深埋单支点排桩支护计算4.4多支点排桩支护计算 由于多支撑（拉锚）总是在基坑由于多支撑（拉锚）总是在基坑分层开挖过程中至各层支撑的底分层开挖过程中至各层支撑的底标高时分层设置的，因此它假设标高时分层设置的，因此它假设在设置第二道支撑后继续向下开在设置第二道支撑后继续向下开挖时，已经求得的

13、第一道支撑力挖时，已经求得的第一道支撑力不变。依此类推，就可以求出各不变。依此类推，就可以求出各开挖阶段的各道支撑力与围护墙开挖阶段的各道支撑力与围护墙内力。内力。4.4.1等值梁法4.4多支点排桩支护计算 （1）基坑开挖至第一道支撑（或）基坑开挖至第一道支撑（或拉锚）阶段，此时可按悬臂式支拉锚）阶段，此时可按悬臂式支护计算桩墙上端的负弯矩。护计算桩墙上端的负弯矩。4.4.1等值梁法 （2）第一道支撑（或拉锚）阶段。）第一道支撑（或拉锚）阶段。设置第一道支撑后，继续开挖到设置第一道支撑后，继续开挖到第二道支撑，取设置第二道支撑第二道支撑，取设置第二道支撑（或拉锚）所需开挖深度（或拉锚）所需开挖

14、深度h1+h2进进行第一道支撑（或拉锚）计算。行第一道支撑（或拉锚）计算。4.4多支点排桩支护计算 （2）第一道支撑（或拉锚）阶段。）第一道支撑（或拉锚）阶段。4.4.1等值梁法 1）求）求u1，B1点主动、被动土压力点主动、被动土压力强度相等，可得：强度相等，可得：112=)appaec KuKK（ 2）求）求Ra1。把。把AB1作为简支梁，对作为简支梁，对B1点取矩，点取矩，11211121()=aaaEhhzuRhu4.4多支点排桩支护计算 （3）第二道支撑（或拉锚）加设）第二道支撑（或拉锚）加设完成至开挖到第三道支撑阶段。完成至开挖到第三道支撑阶段。计算时，假设第一道支撑（或拉计算时，

15、假设第一道支撑（或拉锚）力锚）力Ra1不变，求第二道支撑力不变，求第二道支撑力Ra2。4.4.1等值梁法1）求）求u2，B2点主动、被动土压力点主动、被动土压力强度相等强度相等222=)appaec KuKK（2）求）求Ra1。把。把AB2作为简支梁，对作为简支梁，对B2点取矩点取矩2123211232232()()=aaaaEhhhzuRhhuRhu4.4多支点排桩支护计算 （4）重复以上步骤，至设置最后）重复以上步骤，至设置最后一道支撑，并开挖至基坑底面设一道支撑，并开挖至基坑底面设计标高计标高4.4.1等值梁法1）求）求uk，Bk点主动、被动土压力点主动、被动土压力强度相等强度相等2=)

16、akpkpaec KuKK（2）求）求Rak。把。把ABk作为简支梁，对作为简支梁，对Bk点取矩点取矩11111()()=kkakakkaiikiiakkikiEHzuRHhuRHhu4.4多支点排桩支护计算 （4）重复以上步骤，至设置最后）重复以上步骤，至设置最后一道支撑，并开挖至基坑底面设一道支撑，并开挖至基坑底面设计标高计标高4.4.1等值梁法3）Bk点处的支反力点处的支反力QB为为4）计算）计算x，并计算桩墙的最小入土，并计算桩墙的最小入土深度深度t0，t0=uk+x。然后，计算桩墙。然后，计算桩墙的嵌固深度的嵌固深度ld，ld=（1.11.2）t0。1=kBakaiiQER （5）求

17、最大弯矩。将）求最大弯矩。将ABk视为简支梁，确定剪力为零点，然后求最大弯矩视为简支梁，确定剪力为零点，然后求最大弯矩Mmax。4.4多支点排桩支护计算 以包络图为基础，以以包络图为基础，以1/2分担法将支撑轴力转化分担法将支撑轴力转化为土压力，提出土压力分布图为土压力，提出土压力分布图4.4.2 1/2分担法 如土压力分布图已确定（设计计算时必须确定如土压力分布图已确定（设计计算时必须确定土压力分布），则可以用土压力分布），则可以用1/2分担法来计算多支分担法来计算多支撑的受力，这种方法不考虑桩、墙体支撑变形，撑的受力，这种方法不考虑桩、墙体支撑变形，每道支撑承受的相邻上下半跨的压力（土压力

18、、每道支撑承受的相邻上下半跨的压力（土压力、水压力、地面超载等）水压力、地面超载等） 1）每道支撑或拉锚所受的力是相应于相邻两个半跨的土压力荷载值；）每道支撑或拉锚所受的力是相应于相邻两个半跨的土压力荷载值；2）土压力强度为土压力强度为q，按连续梁计算，最大支座弯矩为，按连续梁计算，最大支座弯矩为M=ql2/10，最大跨中弯矩为，最大跨中弯矩为M=ql2/20。4.4多支点排桩支护计算 建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）对于支撑（拉锚）式支护结构的挡土结构设）对于支撑（拉锚）式支护结构的挡土结构设计，均采用弹性支点法分析计算。计，均采用弹性支点法分析计算。4.4

19、.3弹性支点法 （1）计算原理）计算原理平面弹性地基梁法假定挡土结构为平面应平面弹性地基梁法假定挡土结构为平面应变问题，取单位宽度的挡土墙作为竖向放变问题，取单位宽度的挡土墙作为竖向放置的弹性地基梁，基坑内开挖面以下土体置的弹性地基梁，基坑内开挖面以下土体采用弹簧模拟，挡土结构外侧作用已知的采用弹簧模拟，挡土结构外侧作用已知的水压力和土压力。水压力和土压力。4.4多支点排桩支护计算 （1）计算原理）计算原理4.4.3弹性支点法取长度为取长度为b0的围护结构作为分析对象，列的围护结构作为分析对象，列出弹性地基梁的变形微分方程如下：出弹性地基梁的变形微分方程如下：44( )0asd yEIez b

20、dz404()( )0nasd yEImb zhyez bdz通常可用杆系有限元法求解4.4多支点排桩支护计算 （1）计算原理）计算原理4.4.3弹性支点法弹性支座的反力可由下式计算：弹性支座的反力可由下式计算：0=()hiRiRiRhiFKvvP4.4多支点排桩支护计算 （2）支撑刚度计算）支撑刚度计算4.4.3弹性支点法对于采用十字交叉对撑钢筋混凝土支撑或钢支撑，内支撑刚度的取值：对于采用十字交叉对撑钢筋混凝土支撑或钢支撑，内支撑刚度的取值：BiEAKSL式中式中 A支撑杆件的横截面积；支撑杆件的横截面积； E支撑杆件材料的弹性模量；支撑杆件材料的弹性模量； L水平支撑杆件的计算长度；水平

21、支撑杆件的计算长度； S水平支撑杆件的间距。水平支撑杆件的间距。4.4多支点排桩支护计算 （3）水平弹簧支座刚度计算）水平弹簧支座刚度计算4.4.3弹性支点法基坑开挖面或地面以下，水平弹簧支座的压缩弹簧刚度基坑开挖面或地面以下，水平弹簧支座的压缩弹簧刚度KH：HhKk bh式中式中 KH土弹簧压缩刚度，土弹簧压缩刚度，kN/m；kh地基土水平地基反力系数，地基土水平地基反力系数，kN/m3；b弹簧的水平向计算间距，弹簧的水平向计算间距，m；h弹簧的垂直向计算间距，弹簧的垂直向计算间距，m。0=nhkAkz4.4多支点排桩支护计算 （3）水平弹簧支座刚度计算）水平弹簧支座刚度计算4.4.3弹性支

22、点法地基土水平反力的比例系数地基土水平反力的比例系数m53230()crcrHxmb EI式中 Hcr单桩水平临界荷载，按建筑桩基技术规范的附录E的方法确定；xcr单桩水平临界荷载所对应的位移；vx桩顶位移系数，按建筑桩基技术规范方法计算； b0计算宽度。缺少试验时缺少试验时20.2bcmv 土的内摩擦角；c土的黏聚力；vb支护结构在基坑底面处的水平位移量，当此处的水平位移不大于10mm时，可取vb=10mm。4.5桩锚支护设计 桩锚支护结构是基坑开挖边坡支护方法中最常用的一种，它主要由支护桩和锚杆组成，其桩锚支护结构是基坑开挖边坡支护方法中最常用的一种，它主要由支护桩和锚杆组成，其中排桩为挡

23、土体系，锚杆为支撑体系中排桩为挡土体系，锚杆为支撑体系4.5桩锚支护设计 （1）钢板桩构造设计）钢板桩构造设计4.5.1支护桩构造设计钢板桩是带有锁口的一种型钢，锁口相互咬合连结，形成一种连续紧密的挡土或者挡水钢板桩是带有锁口的一种型钢，锁口相互咬合连结，形成一种连续紧密的挡土或者挡水墙的钢结构体。钢板桩分为平板桩和波浪式板桩。墙的钢结构体。钢板桩分为平板桩和波浪式板桩。4.5桩锚支护设计 （1）钢板桩构造设计）钢板桩构造设计4.5.1支护桩构造设计钢板支护桩的受弯、受剪承载力应按现行国家标准钢板支护桩的受弯、受剪承载力应按现行国家标准钢结构设计规范钢结构设计规范GB 50017有关规有关规定

24、计算，弯矩设计值和剪力设计值为作用标准组合的弯矩值、剪力值乘以支护结构重要定计算，弯矩设计值和剪力设计值为作用标准组合的弯矩值、剪力值乘以支护结构重要性系数和作用基本组合的分项系数。性系数和作用基本组合的分项系数。基坑若采用钢板桩支护，其抗弯承载能力应满足最大弯矩的要求，即根据最大弯矩求出基坑若采用钢板桩支护，其抗弯承载能力应满足最大弯矩的要求，即根据最大弯矩求出钢板桩截面抵抗矩，然后选择钢板桩型号。钢板桩截面抵抗矩，然后选择钢板桩型号。4.5桩锚支护设计 （2）支护桩（钻孔灌注桩）构造设计）支护桩（钻孔灌注桩）构造设计4.5.1支护桩构造设计1）钻孔灌注桩的桩径与桩间距）钻孔灌注桩的桩径与桩

25、间距支护桩采用钻孔灌注桩时，对悬臂式排桩，宜选桩径支护桩采用钻孔灌注桩时，对悬臂式排桩，宜选桩径d600mm的桩；对拉锚式排的桩；对拉锚式排桩或支撑式排桩，宜选桩或支撑式排桩，宜选d400mm的。工程实践中，多用的。工程实践中，多用d600mm的灌注桩，尤其当的灌注桩，尤其当埋深超过埋深超过12m以上时，宜选用以上时，宜选用8001200mm的桩径的桩径支护桩的桩间距（中心距），不宜大于桩直径支护桩的桩间距（中心距），不宜大于桩直径2.0倍，一般可选（倍，一般可选（1.21.5）d。4.5桩锚支护设计 （2）支护桩（钻孔灌注桩）构造设计）支护桩（钻孔灌注桩）构造设计4.5.1支护桩构造设计2）

26、支护桩的配筋计算）支护桩的配筋计算钻孔灌注桩作为挡土结构受力时，可按钢筋混凝土圆形截面受弯构件进行配筋计算。钻孔灌注桩作为挡土结构受力时，可按钢筋混凝土圆形截面受弯构件进行配筋计算。3sinsin2sin3tcys sMf Arf A rsin21)02ctysf Af A（1.252t4.5桩锚支护设计 （1）土层锚杆类型）土层锚杆类型4.5.2锚杆设计1）水泥注浆锚杆）水泥注浆锚杆借助水泥浆（或水泥砂浆）凝结固借助水泥浆（或水泥砂浆）凝结固化后的强度，将锚杆杆体与锚孔孔壁化后的强度，将锚杆杆体与锚孔孔壁牢牢地连接在一起，从而形成锚固力牢牢地连接在一起，从而形成锚固力的。水泥注浆锚杆主要由锚

27、固体、拉的。水泥注浆锚杆主要由锚固体、拉杆、锚头三个部位组成。杆、锚头三个部位组成。4.5桩锚支护设计 （1）土层锚杆类型）土层锚杆类型4.5.2锚杆设计2）拉力型锚杆与压力型锚杆）拉力型锚杆与压力型锚杆拉力型锚杆工作时，荷载是依赖其拉力型锚杆工作时，荷载是依赖其锚固段杆体与注浆体接触的界面上的，锚固段杆体与注浆体接触的界面上的，剪应力由顶端向底端传递。锚杆工作剪应力由顶端向底端传递。锚杆工作时，锚杆注浆体处于受拉状态。时，锚杆注浆体处于受拉状态。压力型锚杆工作时，借助特制的承载体和无黏结钢绞线或带套管钢筋使之与注浆体压力型锚杆工作时，借助特制的承载体和无黏结钢绞线或带套管钢筋使之与注浆体隔开

28、，将荷载直接传至底部的承载体，从而由底端向锚固段的顶端传递的。锚杆工作隔开，将荷载直接传至底部的承载体，从而由底端向锚固段的顶端传递的。锚杆工作时，锚杆注浆体处于受压状态。时，锚杆注浆体处于受压状态。4.5桩锚支护设计 （2）锚杆设置与构造）锚杆设置与构造4.5.2锚杆设计1）锚杆布置）锚杆布置p 锚杆位置锚杆位置锚杆的锚固区应当设置在主动土压力楔形破裂区以外，锚杆的锚固段锚杆的锚固区应当设置在主动土压力楔形破裂区以外，锚杆的锚固段需设置在稳定的地层。需设置在稳定的地层。p 锚杆层数锚杆层数锚杆层数根据土压力分布大小、岩土层分布、锚杆最小垂直间距等而锚杆层数根据土压力分布大小、岩土层分布、锚杆

29、最小垂直间距等而定，还应考虑基坑允许变形量和施工条件等综合因素。定，还应考虑基坑允许变形量和施工条件等综合因素。p 锚杆间距锚杆间距锚杆间距应根据地层情况、锚杆杆体所能承受的拉力等进行经济比较锚杆间距应根据地层情况、锚杆杆体所能承受的拉力等进行经济比较后确定。锚杆的水平间距不宜小于后确定。锚杆的水平间距不宜小于1.5m；对多层锚杆，其竖向间距不宜小于；对多层锚杆，其竖向间距不宜小于2.0m；当锚杆的间距小于当锚杆的间距小于1.5m时，应考虑群锚效应。时，应考虑群锚效应。4.5桩锚支护设计 （2）锚杆设置与构造）锚杆设置与构造4.5.2锚杆设计1）锚杆布置）锚杆布置p 锚杆倾角锚杆倾角锚杆倾角的

30、大小影响到锚杆水平分力与垂直分力的比例，也影响着锚锚杆倾角的大小影响到锚杆水平分力与垂直分力的比例，也影响着锚固段与非锚固段的划分。锚杆倾角宜取固段与非锚固段的划分。锚杆倾角宜取1525，不应大于，不应大于45，不应小于，不应小于10；锚杆的锚固段宜设置在强度较高的土层内。锚杆的锚固段宜设置在强度较高的土层内。4.5桩锚支护设计 （2）锚杆设置与构造）锚杆设置与构造4.5.2锚杆设计2）锚杆杆体材料与构造）锚杆杆体材料与构造p 杆体材料杆体材料水泥注浆锚杆通常都对杆体施加预应力。当预应力值较大时，宜采用水泥注浆锚杆通常都对杆体施加预应力。当预应力值较大时，宜采用高螺纹钢筋（精轧螺纹钢筋）、钢绞

31、线或高强钢丝做拉杆材料；当预应力值较小或高螺纹钢筋（精轧螺纹钢筋）、钢绞线或高强钢丝做拉杆材料；当预应力值较小或锚杆不施加预应力时，可采用锚杆不施加预应力时，可采用HRB400、HRB500普通螺纹钢筋。普通螺纹钢筋。p 杆体构造杆体构造沿锚杆杆体全长应设置定位支架。沿锚杆杆体全长应设置定位支架。4.5桩锚支护设计 （3）锚杆设计）锚杆设计4.5.2锚杆设计1）锚杆的承载力）锚杆的承载力p 锚杆的极限抗拔承载力应通过抗拔试验确定，也可按下式估算，但应通过抗拔试验锚杆的极限抗拔承载力应通过抗拔试验确定，也可按下式估算，但应通过抗拔试验验证验证kski iRd q l式中式中 Rk极限抗拔承载力标

32、准值，极限抗拔承载力标准值，kN；d锚杆的锚固体直径，锚杆的锚固体直径，m；li锚杆的锚固段在第锚杆的锚固段在第i土层中的长度，锚固段长度为锚杆在理论直线滑动面以外的长度，土层中的长度，锚固段长度为锚杆在理论直线滑动面以外的长度，m。qski锚固体与第锚固体与第i土层的极限粘结强度标准值，土层的极限粘结强度标准值，kPa。4.5桩锚支护设计 （3）锚杆设计）锚杆设计4.5.2锚杆设计1）锚杆的承载力）锚杆的承载力p 锚杆的极限抗拔承载力锚杆的极限抗拔承载力Rk应符合下式要求：应符合下式要求：式中式中 Nk锚杆轴向拉力标准值，锚杆轴向拉力标准值，kN；Kt锚杆抗拔安全系数锚杆抗拔安全系数，安全等

33、级为一级、二级、三级的支护结构，安全等级为一级、二级、三级的支护结构，Kt分别不小于分别不小于1.8、1.6、1.4。ktkRKN4.5桩锚支护设计 （3）锚杆设计）锚杆设计4.5.2锚杆设计1）锚杆的承载力）锚杆的承载力p 锚杆的轴向拉力标准值锚杆的轴向拉力标准值Nk应按下式计算：应按下式计算：式中式中 Fh挡土构件计算宽度内的弹性支点水平反力，挡土构件计算宽度内的弹性支点水平反力，kN；s锚杆水平间距，锚杆水平间距，m；ba挡土结构计算宽度，挡土结构计算宽度，m；锚杆倾角。锚杆倾角。coshkaF sNb4.5桩锚支护设计 （3）锚杆设计）锚杆设计4.5.2锚杆设计1）锚杆的承载力）锚杆的

34、承载力p 锚杆杆体的材料强度必须满足轴向拉力设计值的要求锚杆杆体的材料强度必须满足轴向拉力设计值的要求式中式中 N锚杆轴向拉力设计值，锚杆轴向拉力设计值，kN；fPy锚杆预应力筋抗拉强度设计值，当锚杆杆体采用普通钢筋时，取普通钢筋的抗拉强度设锚杆预应力筋抗拉强度设计值，当锚杆杆体采用普通钢筋时，取普通钢筋的抗拉强度设计值，计值，kPa；Ap锚杆预应力筋的截面面积，锚杆预应力筋的截面面积，m2。pypNfA4.5桩锚支护设计 （3）锚杆设计）锚杆设计4.5.2锚杆设计2）锚杆长度计算）锚杆长度计算p 锚杆自由段的长度不应小于锚杆自由段的长度不应小于5m，且应穿过潜在滑动面并进入稳定土层不小于，且

35、应穿过潜在滑动面并进入稳定土层不小于1.5m；土层中的锚杆锚固段长度不宜小于土层中的锚杆锚固段长度不宜小于6m。p 锚杆的非锚固段段长度锚杆的非锚固段段长度12(tan)sin 4521.5cossin 452mfmaaddl4.5桩锚支护设计 （4）冠梁与腰梁）冠梁与腰梁4.5.2锚杆设计1）冠梁）冠梁p 冠梁主要有两个作用：一是冠梁主要有两个作用：一是把支护桩连到一起把支护桩连到一起，形成桩墙，以防止基坑顶部边缘产，形成桩墙，以防止基坑顶部边缘产生坍塌；其二，生坍塌；其二，作支撑或锚杆的传力构件作支撑或锚杆的传力构件，则承担钢支撑（钢筋混凝土支撑）或锚，则承担钢支撑（钢筋混凝土支撑）或锚杆

36、传过来的轴力或锚拉力。杆传过来的轴力或锚拉力。p 冠梁的宽度不宜小于桩径，高度不宜小于桩径的冠梁的宽度不宜小于桩径，高度不宜小于桩径的0.6倍。冠梁钢筋应符合现行国家标倍。冠梁钢筋应符合现行国家标准准混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB50010对梁的构造配筋要求。对梁的构造配筋要求。4.5桩锚支护设计 （4）冠梁与腰梁）冠梁与腰梁4.5.2锚杆设计2）腰梁）腰梁p 腰梁是指设置在支护结构顶部以下，传递支护结构、锚杆或内支撑支点力的钢筋混腰梁是指设置在支护结构顶部以下，传递支护结构、锚杆或内支撑支点力的钢筋混凝土梁或钢梁。锚杆和支撑的作用力通过腰梁传递给支护桩墙。凝土梁或钢梁。锚杆和支撑的

37、作用力通过腰梁传递给支护桩墙。p 锚杆腰梁应按受弯构件设计，应根据实际约束条件按连续梁或简支梁计算。计算腰锚杆腰梁应按受弯构件设计，应根据实际约束条件按连续梁或简支梁计算。计算腰梁内力时，腰梁的荷载应取结构分析时得出的支点力设计值。梁内力时，腰梁的荷载应取结构分析时得出的支点力设计值。4.6咬合桩支护 咬合桩是相邻混凝土排桩间部分圆周相嵌，并于后序次相间施工的桩内置入钢筋笼，使之咬合桩是相邻混凝土排桩间部分圆周相嵌，并于后序次相间施工的桩内置入钢筋笼，使之形成具有良好防渗作用的整体连续防水、挡土围护结构。形成具有良好防渗作用的整体连续防水、挡土围护结构。 桩的排列方式为不配筋并采用超缓凝素混凝

38、土桩（桩的排列方式为不配筋并采用超缓凝素混凝土桩（A桩）和钢筋混凝土桩（桩）和钢筋混凝土桩（B桩）（一般桩）（一般采用全套管钻机施工）间隔布置。施工时，先施工采用全套管钻机施工）间隔布置。施工时，先施工A桩，后施工桩，后施工B桩，在桩，在A桩混凝土初凝后、桩混凝土初凝后、终凝前完成终凝前完成B桩的施工。桩的施工。A桩、桩、B桩均采用全套管钻机施工，切割掉相邻桩均采用全套管钻机施工，切割掉相邻A桩相交部分的混桩相交部分的混凝土，从而实现咬合。凝土，从而实现咬合。4.7双排桩支护 双排桩是沿基坑侧壁排列设置的由前、后两排支护桩和梁连接成的刚架及冠梁组成的支挡双排桩是沿基坑侧壁排列设置的由前、后两排

39、支护桩和梁连接成的刚架及冠梁组成的支挡结构。结构。 双排桩支护结构，即通过钢筋混凝土灌注桩、压顶梁和联系梁形成空间门架式支护结构体双排桩支护结构，即通过钢筋混凝土灌注桩、压顶梁和联系梁形成空间门架式支护结构体系，具有更大的侧向刚度，可以明显减小基坑的侧向变形，支护的深度也相应增加。系，具有更大的侧向刚度，可以明显减小基坑的侧向变形，支护的深度也相应增加。4.8桩锚支护施工 （1）钢板桩施工）钢板桩施工4.8.1排桩施工1）钢板桩施工设备）钢板桩施工设备4.8桩锚支护施工 （1）钢板桩施工）钢板桩施工4.8.1排桩施工1）钢板桩施工设备）钢板桩施工设备4.8桩锚支护施工 （1）钢板桩施工）钢板桩

40、施工4.8.1排桩施工1）钢板桩施工设备）钢板桩施工设备4.8桩锚支护施工 （1）钢板桩施工）钢板桩施工4.8.1排桩施工1）钢板桩施工设备）钢板桩施工设备4.8桩锚支护施工 （1）钢板桩施工）钢板桩施工4.8.1排桩施工2）钢板桩沉桩成墙方法）钢板桩沉桩成墙方法p 插入法插入法从板桩墙一角开始，每次一块，沿板桩墙轴线依次打至设计标高。从板桩墙一角开始，每次一块，沿板桩墙轴线依次打至设计标高。p 双面双层围檩打桩法双面双层围檩打桩法为保证钢板桩沉桩的为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板墙墙面的平整度，在钢板桩打垂直度及施打板墙墙面的平整度，在钢板桩打入时应设置打桩围檩支架，围檩支架由围檩及入时应设置打桩围檩支架，围檩支架由围檩及围檩桩组成。围檩桩组成。4.8桩锚支护