最新静力平衡悬臂式支护桩设计方案

1、支护结构施工设计 汇报人姓名第三节 支护结构施工设计二、支护结构内力设计（一）静力平衡-求解悬臂式支护桩 1、内力分析原理 2、桩埋深和内力计算 3、设计弯矩Mmax1 悬臂桩施工设计原理（布鲁姆假定）xthRC即以Mc=0；求解D = x+1.2 tMmaxccqqDh0EakEa1Ea2Ea3旋转点即切断点CMoooMmaxMEpEpEpEpEaEaqKaiCCCeaikepikepikEpj2旋转点外力为零点 用插入深度D形成嵌固端，以桩前被动土压力平衡上部土、水压力和地面均载产生的侧压力。假定桩平衡为总前提。切断点上桩段也平衡。用静力平衡条件求解D、Mmaxh0（同层土）qKai32

2、埋深D设计（用土压力的标准值）bz-d：其中b、d为常数12345C由于有局部平衡h为已知不稳定因素xt6EpxthRCEakEpjaEa3h1qKaibz-dZ2 埋深D设计（用土压力的标准值）CoZ123epikeaik4qKai旋转点 3带入2求出x；至此x为已知.其为埋深D的一段epikeaik第二次平衡第一次平衡两个平衡，一个深度。h0 xthEakEpjaEa3h1qKaibz-dZ2 埋深D设计（用土压力的标准值）Coeaikepik将x代入1,求另一段埋深t其中：qKai得出：解之求出t，t为埋深D的另一段5h应力线性方程的通式epikeaik1qKaixtRCEakEpjaE

3、a3Z2 埋深D设计CoqKaiDD = x+1.2 t60.2th桩总长：L =h+ x+1.2 txtmhQmEpjmEa33 设计弯矩-土对桩的弯矩Mmax(效应-用设计值计算)Ea1Ea2o用各力的设计值计算Mmax7处剪力为零点可能在O点以下tm深处：qKaim1抵消，截面剪力Qm等于截面以上杆件相反方向的作用力之差。分析：xtmhQmEpjmEa3h1Z3 设计弯矩-土作用于桩上的弯矩Mmax(效应)Ea2Ea1解出tm ,h0oMmax8qKaihqKai求各力，按设计值计算,采用荷载的基本组合。epikeaikh1将以上各力代入1，得下式。xtmhQEpjmEa3h1Z3 设计

4、弯矩-土对桩的弯矩Mmax(内力)Ea2Ea1h0omMmax9各力按以上设计值计算工程案例一： 某高层建筑基坑深5m，施工拟用钢筋混凝土悬臂式支护桩。采用C30混凝土，桩径=700mm。地面有均载q=12kN/。地下水降至基坑底面，即基坑底面以下为含水土层。坑外地下水位以上： =18kN/m3 ；c =10 Kpa；=10坑内地下水位以下： sat=18.5kN/m3；c=12 Kpa;=15 设计嵌入深度D;Mmax.=18kN/m3 , c=10Kpa=10sat=18.5kN/m3 , c=12Kpa =15MmaxDh=5mq=12kn/m210地下水位xth=5EpjEa31 求埋

5、深。用水土合算法 1）求临界深度h0；应力在各层的分布Ea2Ea1坑深h = 5m范围内任意深度Z深处eaik.Z只适用于h深度范围h1=3.68och011sat=18.5kN/m3 , c=12Kpa =15=18kN/m3 c=10Kpa =108.45旋转点即切断点Cxth=5EpjEa3h1=3.68ZEa2Ea1饱和容重rsat=18.5kn/m3坑外地下水层以下任意深度z处的主动土压应力，适用于地下水层内的任意深度1 求埋深。用水土合算法 2）求应力在各层的分布och0=1.3212sat=18.5kN/m3 c=12Kpa =15=18kN/m3 c=10Kpa =108.45

6、7.06坑外地下水层以下任意深度z纯土产生的主动土压应力xth=5EpjEa3ZEa2Ea11 求埋深。用水土合算法 3)求各力（标准值）h1=3.68ocqKai=8.45h0=1.3213= 18kN/m3 c =10Kpa =10sat =18.5kN/m3 c=12Kpa =15h=5h=5Eaikxth=5QEpja=1.65Ea3ZEa2Ea11 求埋深。用水土合算法 合力Eaik的作用位置aEaikh1=3.68ocqKai=8.45h0=1.3214o1xth=5Epja=1.65Ea3h1=3.68Z1 求埋深。用水土合算法 4）求X:Eaikeaikepikoc123qKa

7、i=8.45h0=1.32158.45Zsat=18.5kN/m3 c=12Kpa =15epikeaikxth=5Epjh1=3.68Z1 求埋深。用水土合算法 4)求x；先解2式求xeaikepikocqKai=8.452h0=1.3216Zsat=18.5kN/m3 c=12Kpa =15至此x为已知.其为埋深D的一段eaikepik饱和x=0.5thEpja=1.65Ea3h1=3.681 求埋深。用水土合算法 5）求tEaik=127.93och0=1.32171.650.58.45.sat=18.5kN/m3 c=12Kpa = 15求解各力的标准值1用原力矩方程1求埋深t，8.4

8、58.45Zx=0.5thEpja=1.65Ea3h1=3.681 求埋深。用水土合算法 5)求toch0=1.32181.650.568.45sat=18.5kN/m3 c=12Kpa =151Eaik=127.93用原力矩方程1求埋深t，饱和重度Zx=0.5thEpja=1.65Ea3h1=3.681 求埋深。用水土合算法 5)求t得：och0=1.32198.45Eaik=127.93将以上各力的标准值代入原力矩方程1下式x=0.5th=5EpjEa3h1=3.681 求埋深D。用水土合算法 5）求tEaik令：求时的 toch0=1.3220a=1.65x=0.5t=7.11EpjEa

9、31 求埋深D。用水土合算法 5）求埋深DEaik试算：D = x+1.2 t = 0.5+1.27.11 = 9.03m 取D=9m.工程意义上可以。是用荷载的标准值求解得到的toc21a=1.65x=0.5t=7.11h=5Epja=1.65Ea31 求埋深。用水土合算法 6）求D；oc22Eaik=127.93取D =9mD = x+1.2 t = 0.5+1.27.11 = 9.03m 取D=9m.1.2 t =8.53布氏切掉段。补足0.2t=1.42m.旋转点支护桩总长L = h+D = 5+9= 14m .=18kN/m3 , c=10Kpa=10sat=18.5kN/m3 ,

10、c=12Kpa =15MmaxD=9mh=5mq=12kn/m223地下水位L=14mx=0.5mtmh=5QmEpjmEa3Z2 设计弯矩-土作用于桩上的弯矩Mmax(内力效应-用设计值)Ea2Ea1h0=1.32h1=3.68oc24处令在tm深处剪力为零Mmax抵消，截面剪力Qm等于截面以上杆件(桩)相反方向的作用力之差。8.45=18kN/m3 c=10Kpa =10 x=0.5tmh=5EpmEa3Z3 设计弯矩-土作用于桩上的弯矩Mmax(内力)Ea2Ea1h0=1.32h1=3.68oc25sat=18.5kN/m3 c=12Kpa =15Qm8.458.458.45x=0.5t

11、mh=5EpjmEa3Z3 设计弯矩-土作用于桩上的弯矩Mmax(内力)Ea2Ea1h0=1.32h1=3.68ocMmax26sat=18.5kN/m3 c=12Kpa =15Qmxtm=3.74h=5EpjmaEa3=8.449Z3 设计弯矩-土作用于桩上的弯矩Mmax(内力)Ea2Ea1h0=1.32h1=3.68oc最大弯矩在Mmax27将代入下式均为设计值Qmx=0.5tm=3.74h=5Epjm=164.6Ea3=7.5463 设计弯矩-土对桩的弯矩Mmax(内力)Ea2=102.82Ea1=59.14h0=1.32h1=3.68oc28QmMmax=779.73将3 设计弯矩-土

12、作用于桩上的弯矩Mmax(内力)最大弯矩在x=0.5mt=7.11mtm=3.74mMmax=779.73kn.mh=5mo29桩背受拉广义支座O1Omh0=1.32h1=3.68x=0.5tm=3.744.76D=9MO1Omh0=1.32h1=3.68x=0.5tm=3.74D=9Q11.2 KN161.9 KN169.5 KN7.36 KN.m329.59 KN.m413 KN.m779.73KN.m30作业： 某高层建筑基坑深6m，施工拟用钢筋混凝土悬臂式支护桩。采用C30混凝土，桩径=600mm。地面有均载q=10kN/。地下水降至基坑底面，即基坑底面以下为含水土层。坑外地下水位以上： =17kN/m3 ；c =10 Kpa；=10坑内地下水位以下： sat=18.5kN/m3；c=12 Kpa;=15 设计嵌入深度D;Mmax.=17kN/m3 , c=10Kpa=10sat=18.5kN/m3 , c=12Kpa =15MmaxDh=6mq=10kn/m231地下水位=18kN/m3 , c=10Kpa=10sat=18.5kN/m3 , c=12Kpa =15Mmax=889.33kn.mh=5mq=12kn/m232地下水位D=