《桩锚支护工程》ppt课件

1、一、围护桩选型1、桩锚构造与土钉支护的比较与选择1构造2变形倾覆 抗拔力缺乏 资料拉断 桩短踢脚 桩墙折断滑移 坑底隆起 地表下陷 搅拌桩折断 土钉弯曲(4)方案选择原那么：平安第一位，造价要注重周边环境要求：变形要求能否严厉开挖深度：土钉支护有开挖深度的限制土质情况：锚杆比土钉对地层要求更高施工工艺程度：设备、操作、技术要求本地域以往的工程阅历二、桩锚与桩撑桩锚构造受力表示图1、方案选择的条件(1).地层锚杆对地层依赖性比较大，地层强度较高时用锚，地层条件较差时用撑。(2).场地锚杆要出用地红线，场地较开阔时用锚，场地窄小时用撑。(3).平面尺寸基坑尺寸较小时用撑，很大时用锚。(4).平面外

2、形基坑平面外形规那么用撑，不规那么、复杂甚至不对称用锚。(5).对后续工序的干扰桩锚：对挖土、土建无干扰，改善劳动条件和任务效率。桩撑：对挖土、土建有干扰，消费效率较低。(6).质量管理、可靠度的要求。2 2、围护桩、围护桩排桩式支挡构造排桩式支挡构造1 1排桩式挡墙排桩式挡墙864213579987654321(a)埋设护筒(b)第一遍打设灌注桩(c)第二遍打设灌注桩2钻孔灌注桩钻孔灌注桩直径大于直径大于400mm，用钻机在地层中竖向钻孔，清孔后，放入钢筋笼，采用套管法浇筑，用钻机在地层中竖向钻孔，清孔后，放入钢筋笼，采用套管法浇筑水下混凝土，一根一根密排的现浇混凝土桩，用圈梁联成整体式墙，

3、接受水土压力。水下混凝土，一根一根密排的现浇混凝土桩，用圈梁联成整体式墙，接受水土压力。运用条件：运用条件：深度深度713m，地层较好时，可以用得更深达，地层较好时，可以用得更深达1617m；环境环境优缺陷：优缺陷：A、现场浇筑，无挤土效应，对周边环境影响小；、现场浇筑，无挤土效应，对周边环境影响小；B、与地下延续墙比较，设备简单，造价低，速度快；、与地下延续墙比较，设备简单，造价低，速度快；C、平面布置灵敏，可以布置成方形、圆形、不规那么多边形等；、平面布置灵敏，可以布置成方形、圆形、不规那么多边形等；D、圆形截面抗弯刚度大；、圆形截面抗弯刚度大；缺陷：缺陷：A、不隔水，在高水位地层，需另外

4、设止水帷幕；、不隔水，在高水位地层，需另外设止水帷幕；B、施工期间大量泥浆排放，易呵斥环境问题；、施工期间大量泥浆排放，易呵斥环境问题；施工本卷须知：施工本卷须知：A、须间隔跳打，防止串浆；、须间隔跳打，防止串浆；B、受力钢筋宜均匀布置，长度方向上部、受力钢筋宜均匀布置，长度方向上部2/3为全笼钢筋，下部为全笼钢筋，下部1/3最大弯距点以下最大弯距点以下可减半布置；可减半布置；C、排桩施工顺序安排：、排桩施工顺序安排：3人工挖孔桩：人工挖孔桩：（c）全位1隔2（b）全位1隔1（a）全位满堂（d）半位1隔1（d）半位满堂桩直径（mm）内插型钢型号围檩尺寸要求(mm)650H500200H5003

5、00高度不应小于600，下同宽度不应小于900850H700300宽度不应小于11001000H850300宽度不应小于1200计算：A、H型钢入土深度DhDh基坑抗隆起 抗倾覆整体稳定性等、内力变形要求等 水泥土搅拌入土深度Dc Dc抗管涌流砂 DC.Dh+(0.5-1.0)mB、型钢间距：L净间距满足抗弯才干外，Ldel+H+2e、式中: del 水泥土搅拌桩厚度mm H H型钢高度mm e 型钢形心轴与截面对称轴的间隔mmC、水土压力全部由H型钢承当，水泥土搅拌桩仅提高其刚度20%左右，刚度提高系数: 式中： -分别为水泥土搅拌桩与H型钢混合体及H型钢的弹性模 量MPa； 分别为水泥土搅

6、拌桩与H型钢混合体及H型钢的惯性矩mm4。cscsssE IE I csEsEcsIsI 水泥土刚度系数 取值D、型钢水泥土搅拌墙的弯矩应全部由型钢承当，并按下式验算型钢的抗弯刚度：式中： 型钢水泥土搅拌墙的弯矩设计值N.mm，可取计算 得到的弯矩规范值乘以相应的分项系数，普通取1.25； 型钢沿弯矩作用方向的截面模量mm3； 型钢的抗弯强度设计值N/mm2。MfWMWf型钢水泥土搅拌墙的剪力应全部由型钢承当，并按下式 验算型钢的抗剪强度：式中： 计算剪力设计值N/mm2； 型钢水泥土搅拌墙的剪力设计值kN，可取计算得到的弯矩规范值乘以相应的分项系数，普通取1.25； 计算剪应力处的型钢面积矩

7、mm3； 型钢沿弯矩作用方向的截面惯性矩mm4； 型钢腹板厚度mm； 钢材的抗剪强度设计值N/mm2。vQSfIQSIvf水泥土强度校核 型钢水泥土搅拌墙应验算水泥土搅拌桩桩身部分抗剪承载力，包括型钢与水泥土之间的错动剪切和水泥土最薄弱截面处的部分剪切a型钢与水泥土间错动 b最薄弱截面剪切剪切破坏验算图 破坏验算图 搅拌桩部分抗剪强度计算表示图A、型钢与水泥土之间的错动剪切承载力验算应按下式计算 剪力 剪应力 式中：型钢与水泥土之间单位深度范围内的错动剪力规范值N/mm；型钢与水泥土之间的错动剪应力规范值N/mm2；计算截面处作用的侧压力规范值N/mm2 型钢翼缘之间的净距mm；型钢翼缘处水泥

8、土墙体的有效厚度mm；水泥土抗剪强度规范值N/mm2，可取水泥土无侧限抗压强度规范值的 ，对于淤泥或淤泥质土层，宜取低值；剪力计算阅历系数，可取0.6；水泥土抗剪强度调整系数，可取1.6。1112qLQ1112ceQd1Q1q1L1edc12B、如型钢为隔孔设置时，除了需验算型钢与水泥土之间的错动剪切承载力外，还应按下式计算水泥土搅拌桩最薄弱断面的部分抗剪强度剪力 剪应力 式中： 水泥土最薄弱截面处单位深度范围内的剪力规范值N/mm； 水泥土最薄弱截面处的部分剪应力规范值N/mm2； 水泥土最薄弱截面的净距mm； 水泥土最薄弱截面处墙体的有效厚度mm。1222qLQ2222ceQd2Q22L2

9、edC、设备与施工步履式机械设备 履带式机械设备施工流程：施 工 放 样开 挖 沟 槽 、 清 除 地 面 、 地 下 障 碍 物设 置 导 向 定 位 型 钢桩 机 就 位 、 校 正 、 复 核 桩 机 水 平 和 垂 直 度拌 制 水 泥 浆 液 、 开 启 空 压 机 、 送 浆 至 桩 机 钻 头钻 头 喷 浆 、 气 并 切 割 土 体 下 沉 至 设 计 桩 底 标 高钻 头 喷 浆 、 气 并 提 升 至 设 计 桩 顶 标 高H型 钢 垂 直 起 吊 、 定 位施 工 下 一 幅固 定 H型 钢将 H型 钢 准 确 、 垂 直 的 插 入 完 成 的 搅 拌 桩 内校 核 H

10、型 钢 垂 直 度4 4全套管钻孔咬合桩柱状延续墙全套管钻孔咬合桩柱状延续墙施工设备：双旋转功力钻机，上动力头驱动长螺旋钻杆，下动力头驱动套施工设备：双旋转功力钻机，上动力头驱动长螺旋钻杆，下动力头驱动套管，如土力公司管，如土力公司R-622HDR-622HD，R-825R-825和和CM-120CM-120钻机钻机 施工程序：施工程序： 运用条件及与其他方法比较：运用条件及与其他方法比较：注浆补浆或二次注浆钻钻孔并清孔孔并清孔沉放钢筋笼注浆管投放石子技术特征挡土结构水泥土搅拌桩SMW工法桩钻孔灌注桩加止水措施形成的组合桩捷程MZ系列全套管钻孔咬合桩地下连续墙经济开挖深度(m)61061461

11、510202040现场要求较少较少一般一般较高施工占地较大小较大小大施工工艺较简单较复杂较简单较复杂复杂环保要求废土外运少，对环保影响较小废土外运少，对环保影响较小泥浆对环保影响大噪声低，无泥浆，对环保影响小泥浆对环保影响大整体刚度一般较大较大较大大抗渗漏较好较好一般好好桩(墙)体质量较好好一般好好技术成熟程度熟练熟练熟练熟练较熟练与永久结构关系临时结构临时结构可作为永久结构的一部分可作为永久结构的一部分永久结构或永久结构的一部分与结构抗浮关系与主体结构抗浮无关与主体结构抗浮无关与主体结构拉结，对主体结构抗浮有利 与主体结构拉结，对主体结构抗浮有利与主体结构拉结，对主体结构抗浮有利费用低低一般

12、一般高以上对比阐明，在软土地域五种常用的挡土围护构造中全套管钻孔咬合桩的综合技术特性显优。 MZ液压摇动式全套管灌注桩机配套设备表示图捷程MZ液压摇动式全套管钻机 由主机磨桩机、钢套管、锤式抓斗和液压任务站组成，由于套管安设和拔高，另需履带式吊 车。 施工程序全套管钻孔咬合桩施工表示图表示图钻孔咬合桩配筋表示图 5日本的柱状延续墙的施工 三、桩锚构造体系设计1.作用与桩上的水土压力土压力计算表示图1原那么上讲作用于支护桩墙上的水土压力，墙前为被动土压力，墙后为自动土压力。土压力值的大小和分布还取决于支撑锚的刚度。所以有些规范，在讲到桩排构造时，土压力应进展调整。墙后土压力介于自动土压力和静止土

13、压力之间，墙后土压力按弹性地基梁取值即被动土压力的大小与墙桩的程度位移y有关。由于锚杆索刚度小于支撑，所以采用极限形状自动极限形状和被动极限形状比较适宜。2土压力计算自动区土压力地下水位以上或水土合算)245(tan2,iiaK)245(tan2,iipK式中， 深度z处作用与支护桩上的自动土压力强度规范值； 第j层土的天然重度； 第j层土的厚度； 计算点以上的土层数； 第i层土的自动土压力系数； 第i层土的内聚力、内摩擦角；iake,jjhiiaK,iic,hkiaiiaijjjiakPKcKhe,1,2)(ipiipiljjjipkKcKhe,2)(hkPipke,lipK,假设采用水土分

14、算：式中 计算点到地面的间隔； 地下水重度， ； 墙后第i层土中的地下水位距地面的间隔； 墙前第i层土中的地下水位距地面的间隔。hkwiwaiaiawiwaijjiakPhzKcKhzhe)(2)(,1,wiwpipiipwiwpiljjipkhzKcKhzhe)(2)(,zw3/10mKNwiwah,iwph,(3)地面超载、附加荷载引起的程度压力地面超载 地面超载集度的规范值，通常取20KPa。附加荷载：外侧有埋深d的条形或矩形根底荷载当 时 根底底部附加荷载规范值； 根底埋深； 条形根底宽度； 支护桩到根底的程度间隔。ahkKqP00qtan/ )3(tan/badzadahkKabbP

15、P200Pdba矩形根底 式中， 与基坑边垂直方向上的矩形根底宽度； 与基坑边平行方向上的矩形根底宽度。 当 或 时，取 。ahkKalabblPP)2)(2(0bltan/adztan/ )3 (badz0hkP条形矩形附加荷载产生的附加程度压力4被动抗力的计算 围护桩墙在水土压的作用下，在基坑开挖部分随开挖进展，桩身逐渐向坑内位移，而开挖面以下的桩体向前位移就使土体被动紧缩，位移大到一定数量级就产生被动滑移，到达被动土压力经典被动土压力对于砂土类颗粒土式中 -基坑开挖面以下深度 处的竖向应力规范值 -第i土层的被动抗力系数对于粘性土，基坑内侧程度抗力规范为wpiwjpiikpipjkpjk

16、kphZkcke)1)(2pjkJwpjkZpik)245(tgk02piikpiikpipikpjkkcke2被动土压力计算图弹性地基梁设计土体的程度坑力被动的土压力的是到达变形的极限形状，多数情况下程度变形达不到或不允许到达极限形状。程度抗力应与围护桩位移值大小有关，如处于弹性形状，应呈比例，即 P=KS P-弹性抗力绝对值(KN/m2) K-弹性抗力系数(KN/m3) S-围护桩墙的位移值m杆系有限元法的计算图 根据不同假定，桩基侧向弹性坑力系数分布，有不同分布方式。常数法，K-为常数，不随深度变化M法， K-随深度呈正比例添加C法， K-埋置浅时，随曲线添加，深埋时为常数K法， K-浅

17、时随曲线添加，深埋时为常数常数法、m法、C法，可用同一个公式概括即式中，Z-基坑开挖面以下的深度当 =K0 (K0为常数)，n=0,即K= K0,即常数法 =m (m为土体弹性比例系数)，n=1,那么K=mZ，即为m法 =c，n=0.5时， ，即为C法 取常用m法，但m法对砂性土比较适宜，竖向荷载为零处即开挖后抗力为零，但粘性土在该处抗力不为零，为杜绝这一矛盾，援用一初始计算深度Z0，即为KH=m(Z+Z0)式中，KH-侧向弹性抗力系数 m-土体的弹性比例系数 z-开挖面算起深度 Z0-初始计算深度 KH，m工程现场实验获得，多数情况参考规范、规程表格 也可采用地勘报告的规范贯入击数N，和土体

18、无侧限抗压强度qu计算弹性抗力系数阅历公式NZKZCK 桩基侧向弹性抗力系数的分布图a常数法；bm法；cc法；dk法KH=2x103NKH=(5-8)x102qu)2 . 0(12iiiicm5土压力阅历修正、提高自动土压力周边环境要求严厉，不允许围护产生较大位移，达不到自动压力压力的位移值 或 、被动土压力系数折减不允许产生较大位移，将被动压力折减01aKK )21a01aKKK （PPKCK 1ppPPPKKKKC)(005 . 02aa)(2PPpDDDD式中Da-被动土体允许位移值Dp-被动极限形状所需位移值 Dp=0.020.04h0 h0 -开挖系数、被动土压力增大系数思索被动土压

19、力土体与围护桩墙之间的摩阻力，提高被动土压力值PPPKCK sin1sin1.cossin)sin(1coscos22PC2、锚杆的支撑力1单撑单锚受力体系两个未知数Ra、D，不能直接求解。可采用等值梁法进展求解求解Ra、Po及上部桩墙弯矩图)(apaKKPy)(600apKKPyt)2 . 11 . 1(220KKtt最终，根据Ra、t，画出弯矩图 作为设计锚杆的根据cos/aR2二道或多道锚杆等反力布置、等弯矩布置、程序计算理正软件、同济启明星0maxM11max1maxTMM22max2maxTMMnnnTMMmaxmax 二层及二层以上的多支撑锚杆的围护体，第二层及二层以上的支撑或锚杆

20、的支护体系是超静定构造，必需作一些假定才干计算，如等反力布置，等弯矩布置等。假设思索到多支撑体系的施工过程，也可逐渐将超静定问题化为静定问题进展求解，就像前面所讲的等值梁法那样。如假定深基坑支护桩布置有N道锚杆或支撑，根据挖一层撑一层的原那么，必需分为N+1次挖土. 第一步，开挖一定深度作第一次锚杆 ；挖深H1，悬臂桩挡墙，计算得到 施工完成第一道锚杆，挖土至第二层锚杆位置，挖深H2，单支点挡墙，计算 得到 第三步开挖作第二层锚杆，以后再挖至第三锚杆位置，挖深H3，二支挡墙，但T1为知，又可按单支撑计算，计算得到 n 第N次开挖挖至Hn，这时为多支点围护桩，但T1、T2TN-2是知，未知力仅为

21、 ， 同样照等值梁法求得。将每个工况情况的正、负弯矩比较取大者。分层等值梁法，将超静定转化为静定问题处理。 第k+1次开挖至坑底，开挖深度为Hk，上面作用有k-1个知支撑力。T1、T2Tk-2，根据X=O Y= O M=0 求出 各支撑力与自动土压力平衡点，即剪应力为零，获得最大弯矩 和 ；求hKO1,)/()(cTKcTiipjcpjaicaiKhhhTThEhET001kaiiET01khmaxM有了 即计算得01010111max)(kaikaikikihEhHHTM0020202kaiikpjkETEh 同样求 ， 求出最大弯矩。)(0202020202maxkTiikajkajkai

22、kaihhThEhEM最终设计值:iijroTT25. 1max25. 1MrMoijmax25. 1MrMoijioijrv25. 1嵌固深度hd0)(aiaidTiipjpjhEhhThEdodjhrh30. 1dh还取决于稳定性验算。(3)锚杆布置 滑移面外12m 245fL圆柱型注浆锚杆长度 式中，锚杆倾角； 锚固段直径，取钻孔直径的1.2倍； 锚固段穿过的土层数； 第i土层与锚固段的摩阻力； 抗拔平安系数； 锚固长度对粘结强度的影响系数， =10m时， =1； 10m ， 1.0； 1.0。见有关规范niiamDqKRL1cos/DniqKlll关于 计算方法 第i土层相应锚固段中点

23、埋深； 锚固段与第i层土体的摩阻力，取决于施工 方法 第i土层内聚力。 参考地质报告中钻孔灌注桩的边壁摩阻力相关规范手那么进展拉拔实验经过综合比较，取值iqiiiichqtan一次注浆二次注浆ihiicii21ii 关于Lm(锚杆长度计算)剪应力的分布：计算中按均匀分布，实践上如以下图 可见，Lm太长无用 岩石地层： Lm6.0m 土质地层： Lm10.0m 当大于10.0m时，要将 进展折减，折减系数0.6-1.0。通常情况下，12.0m左右还是可以的。iq提高抗拔力的措施采用更大的直径，高压旋喷成孔等。采用二次压力注浆 拉力型和拉力分散型改动锚固体的方式 压力型和压力分散型 拉压分散型锚杆杆件面积和锚固体截面积ykttsfNKAptkttsfNKA桩锚固体系的稳定性通常用Krage法aKrage法单锚体系Rnmin是维持平衡所需最小的锚杆拉力Rnmin与Nt进展比较NtRnmin为稳定，否那么为不稳定 为稳定系数5 . 1minRnNt多锚体系b作为深基坑工程均需保证稳定性基坑底部抗隆起的稳定性在上图中，思索由于墙后H x D土体自重和D x q超载不平衡力作用下，产生坑底隆起的能够性滑动力为H x D土体自重和D x q超载抗滑力为AD段的摩阻力、BC段摩阻力、CE段摩阻力、桩墙入土部分抗弯才干 为桩、墙抗弯才干以坑底地基承载力作为根底的抗隆起分析方法 其中 见以下