港口水工建筑物板桩码头讲义

板桩码头的结构型式及其特点板桩码头的构造板桩墙计算锚碇结构计算第四章板桩码头Ⅰ、板桩码头的结构型式及其特点

1．工作原理：

由沉入地的基板桩墙和锚碇系统共同作用来维持其稳定性。2.优点

结构简单，材料用量少，施工方便，速度快，可先打板桩后开挖港池，大量减少土方开挖主要构件可预制。

一、板桩码头的结构特点

3.缺点

耐久性不如重力式，施工中不能承受较大的波浪力。适用条件能沉入板桩的地区。过去多用于中小码头。二、板桩码头的主要组成部分及其作用

1．板桩墙是板桩码头的最基本的组成部分，是下部打入或沉入地基中的板桩所构成的连续墙，其作用是挡土并形成码头直立岸壁。2．拉杆当码头较高时，墙后土压力较大，为了减小板桩的跨中弯矩（以减小板桩的厚度）和入土深度以及板桩墙顶端向水域方向的位移，应在适当位置设置拉杆，以传递水平荷载给锚碇结构。3、锚碇结构

承受拉杆拉力。4、导梁连接板桩荷拉杆的构件，拉杆穿过板桩固定在导梁上，使每根板桩均受到拉杆作用。5、帽梁帽梁作用相当于前面的胸墙，一般是现浇的。当水位差不大时，可将帽梁和导梁合二为一，成为胸墙。6、码头设备便于船舶系靠和装卸作业。

三、板桩码头的施工顺序

先打板桩后开挖港池：以减少挖填方量；

先开挖港池后打板桩：只有在泥面较高，施工水深不够以及土壤较松软时，才先开挖，后打板桩。四、板桩码头的结构型式１、按板桩材料分

⑴木板桩码头：强度低，耐久性差，木材用量大，现在很少使用。⑵钢筋砼板桩码头：耐久性好，用钢量少，造价低，但强度有限，一般用于中小型码头。⑶钢板桩码头：强度高，重量轻，止水性好，施工方便，但易腐蚀，耐久性较差，适用于建造水深较大的海港码头，特别多用于要求不透水的船坞坞墙、施工围堰和防渗围幕等工程中。２、按锚碇系统分⑴无锚板桩

结构简单，只有板桩墙和帽梁两部分。板桩呈悬臂工作状态，承载能力小，墙顶变形大，在码头中一般不用。⑵有锚板桩当墙高较大时，为了减小板桩的断面尺寸和桩顶位移，而设置拉杆和斜拉桩锚碇。

①单锚板桩②双锚板桩③多锚板桩④斜拉板桩单锚板桩：适用于墙高在6～10m以下的中小型码头。双锚或多锚：适用于墙高大于10m的码头，但应用较少。原因：下拉杆高程较低，施工困难（一般要求水上穿拉杆）；上下拉杆的位移很难协调，常会使某一拉杆严重超载。斜拉桩：不设水平拉拉杆，而增增设斜拉桩桩来锚碇，，使锚碇结构至板板桩墙的距距离大大缩缩短，减少少了墙后开开挖，特别别适用于墙后后不能开挖挖或开挖不不经济的情情况。但是是斜拉桩承承受水平力的的能力有限限，因此多多用于中小小型码头。。3、按板桩桩墙结构分分类⑴普通板桩墙墙由断面和长长度均相同同的板桩组组成，其优优点是板桩桩类型单一，施工方方便。⑵长短板桩结结合在普通板桩桩墙中，每每隔一定距距离，打入入一根长板板桩，这样既保证证了稳定，，又降低了了造价。适适用于土质条件件较差，在较深深处才有硬土层层的情况。⑶主桩、板板桩结合将长桩的断断面加大，，成为主桩桩，以充分分发挥长桩桩的作用，，而将短桩的断断面减小，，成为辅桩桩，从而构构成主桩板板桩结合。。适用同上。。⑷主桩挡板（（套板）结结合与3不同的是，，它是在主主桩后面放放置挡板或或在主桩之之间插放套板来来挡土。墙墙后土压力力直接作用用在挡板（（套板）上上，最后全部传传给主桩，，主桩受力力很打，因因此适用于于水深不大大的情况，且要要求先开挖挖港池，以以便挡板（（套板）的的安放。4、按施工工方法分⑴预制沉入入板桩⑵地下墙①水下砼连连续墙：用钻机在地地下开沟槽槽，用水下浇注注砼方法形形成连续墙；②预制板桩桩成槽沉放放：将预制的钢钢筋砼板桩桩放在沟槽内，板板桩前后用用低标号的水泥土土浆填满。。一、板桩：：板桩码头头的主体㈠、钢筋砼砼板桩1、型式、特特点及尺寸寸⑴型式①矩形②T形③组合形④圆形Ⅱ、板桩码头头的构造⑵尺寸①矩形A、特点形状简单，，制作方便便，沉桩容容易，接缝缝容易处理理。但抗弯能力差差，费材料料。B、尺寸其厚度应根根据强度和和抗裂要求求由计算确确定，一般般外20～50cm，宽度由打桩桩设备的龙龙口宽度决决定，一般般为50～80cm。②T形Ａ、组成由翼板和肋肋组成，翼翼板起挡土土作用，肋肋起桩的作作用。Ｂ、特点板桩数量少，施施工速度快，抗抗弯能力强；但但T形板桩导向能力力差，易偏位，，通常采采用水冲沉桩或或振动沉桩设备备，企口不严，，须设置防漏措措施。由于翼板只起挡挡土作用，其底底部只须低于设设计水底以下1～1.5m，且不小于冲刷深深度。Ｃ、尺寸宽度：取决于施工设备备的能力，如吊吊重、龙口宽度度等，一般1.2～1.6m；厚度：取决于强度和和抗裂验算；桩长：取决于“踢脚””稳定性和岸壁壁整体滑动稳定定性。③圆形工程中一般采用用的型式有两种种，现场浇注排排桩和预制管柱柱桩，前者同地下下墙预制管柱桩桩：直径为50～300cm的预应力管柱桩，厚度为10～50cm，节长在10m内，在现场用法法兰盘连接成需要的长度度。特点：省材料，抗弯能能力强，可适应应多种地质条件件下施工，可打打桩，可射水沉桩桩或振动沉桩，，但需专门的预预制场和专门的的预制设备（离心机））。④组合型实际上是主桩板板桩结合，适用用于地质条件较较差处，但构件类型多，施工工麻烦，主桩受受力较大，板桩桩受力小，受力力不均匀。2、板桩的立面和和接缝①矩形特点：一侧阴榫榫拉通，另一侧侧从桩顶到设计计水底以下1m以上做成阴榫（不不得低于设计冲冲刷水位），1m以下做成阳榫；；设计水底以上断面面形成空腔，内内填细石砼；顶顶面30～50cm范围内，两侧各缩进2～4cm，以便桩设替打；；底部一侧做成成斜面，使得后一板桩打入时时，紧贴前一板板桩，接缝严密密。②T形板桩导向能力差，企企口常不密实，，要处理。企口处：设置倒倒滤层；在翼板板两侧设置锁口口，并焊接，既可导导向，又可有效效防止漏土。3、板桩的配筋钢筋砼板桩：普普通钢筋砼板桩桩≮25#，预应力钢筋砼砼板桩≮35#，设计中应尽可可能采用预应力力，以增加抗裂裂性和耐久性。受力筋：数量由由计算确定，直直径≮12mm，一般采用通长双面对称配筋筋；桩顶：为防止桩桩头被打碎，至至少配置3～4层钢筋网；箍筋：桩顶（尖尖）1m范围内要加密，，@10cm，中间可采用@25～30cm。㈡、钢板桩1、钢板桩的断断面形式常用断面形式有有U形、Z形、圆管形、H形和组合形钢板板桩，桩的截面模量较较大，多适用于于较大的深水码码头。⑴U形U形钢板桩相互倒倒置形成“折瓦瓦”形断面的连连续墙，其中和和轴位于“折瓦瓦”形断面的中中间，即锁口位位置。由材料力力学可知，受弯弯矩作用时，中中和轴处的剪应应力最大，如锁锁口咬合不牢，，受力后易错位位，断面系数降降低，设计时，，通常要根据实实际情况，对其其断面系数进行行折减。⑵Z形抗弯能力好，受受弯时，连接锁锁口处，剪应力力为零，由于单根Z形钢板桩断面不不对称，施工时时易扭转，故施施工时一般采用将两根板桩桩焊在一起施打打。⑶平板形抗弯能力差，但但“锁骨”形锁锁口，横向受拉拉能力强，适用于格型结构中中。钢板桩的锁口是是否要做倒滤设设施？2、钢板桩的锈锈蚀合防护①改进钢材的化化学成分，采用用防腐蚀的钢种种；②物理保护，涂涂防锈油漆；③化学保护，阴阴极保护，效果果较好，但费用用较高；④增加板桩的厚厚度；⑤尽量降低帽梁梁或胸墙的底标标高，以减少锈锈蚀面积。钢管桩牺牲阳极极阴极保护二、锚碇结构构锚碇板（墙）锚碇桩（板桩））锚碇叉桩（斜拉拉桩）㈠、锚碇板（墙墙）1、受力原理依靠其前面回填填料的土抗力来来承受拉杆拉力力，承载能力较较小，水平位移较大。。2、型式⑴锚碇板：平板、T型、双向梯形⑵锚碇墙：现浇钢筋砼连续续墙，预制钢筋筋砼板，现场安安装。3、尺寸⑴高度：由稳定计算确定定，一般不宜小小于埋置深度的的1/3，长采用1.0～3.5m；⑵厚度：由强度计算确定定，≮15cm，常采用20~40cm；⑶预留拉杆孔位位置：作用在锚碇板（（墙）上的土压压力合力作用点重合。4、回填及构造造⑴土质锚碇板（墙）施施工不需打桩设设备，但必须开开挖基坑和基槽，增加了开挖挖工程量并破坏坏了土的原状结结构，为了充分分利用墙前土抗力，，墙后一般须换换填力学性质好好的填料（如北北方的灰土夯实，南南方的块石回填填）⑵构造采用预制安装的的锚碇板（墙）），下面常用15～20cm厚的碎石铺垫。现浇浇锚碇墙，下面面应浇注10～15cm的贫质砼垫层。。5、适用条件码头后方场地宽宽敞，拉杆力不不大时。㈡、锚碇桩（（板桩）1、受力原理靠桩打入土中嵌嵌固工作，其深深度由“踢脚””稳定来确定，此结构属于于无锚桩，承载载能力较小，水水平位移较大；；2、组成一般2～3根组成一组（用用导梁连接），，也可单独锚碇；3、材料可采用钢筋砼或或钢桩或钢板桩桩；4、适用条件码头后方场地宽宽敞，且地下水水位较高或利用用原土层时；㈢、锚碇叉桩桩和斜拉桩1、受力原理靠桩的轴向拉压压和拉拔承载力力来工作，其稳稳定性由桩的承承载能力确定。2、构造斜度≤3:1，宜采用3:1～4:1；桩顶净距30～40cm；现浇桩帽，将拉杆与桩连成成整体。3、斜拉桩无拉杆，以斜桩桩取代，桩顶应应尽量靠近板桩桩，以减少桩顶顶弯矩，从而简化成成铰进行计算。。4、适用码头后方场地狭狭窄，拉杆力较较大时。㈣、其它形式拖板式、尼龙带带式、锚杆式，，加筋土结构及及混合式。三、拉杆1、位置从减小板桩墙的的跨中弯矩来看看，拉杆宜放在在标高较低处，，但为了保证水上穿拉拉杆和导梁胸墙墙的施工条件，，一般在平均水水位以下，设计低水位以上上0.5～1.0m，且不得低于导梁梁或胸墙的施工工水位。2、尺度与材料料⑴直径：由强度计算确定定，一般40~80mm；⑵间距：对钢筋砼板桩墙墙，取板桩宽度度的整数倍，对对单设导梁的U形和Z形钢板桩，应取取板桩宽度的偶偶数倍；⑶长度：取决于板桩墙与与锚碇结构的最最佳距离，由计计算确定，当拉杆较长（>10m），中间应用紧张器器加以拉紧；⑷材料：采用焊接质量有有保证，延伸率率不小于18%的高强钢材。3、拉杆失事及及防治措施⑴失事原因①设计拉力>实际拉力②拉杆下填沉陷陷，拉杆在其上上土重及地面荷荷载作用下发生弯曲，产生附附加应力而断裂裂。③锈蚀使拉杆断断面减小。因此，设计时，，应考虑各种影影响因素，正确确计算拉杆拉力，并采取措施施，减小或消除除各种附加应力力，并防止拉杆杆锈蚀。⑵防治措施①夯实拉杆下的的填土，或在拉拉杆下设置支撑撑，以减小沉陷，支撑形式式有支撑桩、设设砼垫块或垫墩墩、铺碎石或灰灰土垫层。②在拉杆两端设设置连接铰，以以消除其附加应应力。③在拉杆上做各各U形防护罩，使拉拉杆上面的土重重及地面荷载不直接作作用载拉杆上，，而通过防护罩罩传到拉杆两侧侧的地基上。④防锈处理，涂涂两层防锈漆，，并用沥青麻袋袋包裹两层。⑤回填料严禁带带有腐蚀性。四、导梁、帽帽梁及胸墙1、施工方法导梁可预制，也也可现浇，帽梁梁一般现浇。2、胸墙型式有矩形、梯形、、L形及工字形。当当码头水位差不不大，拉杆距码头面距离较小小时，一般将导导梁和帽梁合二二为一成胸墙。。3、系船块体设设置一般与胸墙整体体现浇，也可单独独设置。4、变形缝导梁、帽梁、胸胸墙沿码头长度度方向应设置变形缝，间间距15~30m，并设置在结构型式和水深变化化处，地基土质质差别较大处及新旧结构的衔衔接处，缝宽2～3cm。5、钢板桩码头头导梁设置在钢板桩码头中中，导梁一般由由两根槽钢组成，并为防防止船舶撞击和和减小锈蚀，而放在板桩墙的的里侧。五、排水设施施为了减小和消除除作用在板桩墙上的剩余余水压力，板桩墙应在设计低低水位以下设置排水孔，孔径径5～8cm，孔距3～5m，孔后设置抛石棱棱体，以防止填土土流失。Ⅲ、板桩墙的计算算一、作用及作用用效应组合㈠、板桩码头上上的作用⑴永久作用：土土体产生的主动动土压力，剩余余水压力；⑵可变作用：地地面可变荷载产产生的土压力、、船舶荷载、施施工荷载、波浪力；；⑶偶然作用：地地震荷载。1、土压力板桩墙在外力作作用下，墙体将将发生弯曲变形形；因此，沿墙墙高各点的水平平位移不同。板板桩墙上各点的的土压力不仅与与该点以上的土土重、地面可变变作用以及土的物理力学性性质有关，而且与该点墙体体的水平位移密切相相关，所以，要准确确确定板桩墙的土压力力很难。⑴主动土压力①特点：呈R形分布呈现R形分布的原因：关键是沿墙高位移不同同。因为板桩上部部有拉杆拉住，下下端嵌固于地基基中，上下两端端位移较小，跨跨中位移较大，墙后土体在在板桩变形过程程中呈现拱现象，使跨中一一部分土压力通过滑动土条间间的摩擦力传向向上、下两端。。从而是墙后主主动土压力产生上下大，中中间小的R形状。影响板桩墙墙各各点位移不同而而造成墙后后主主动土压力呈R形分布的主要因素有有：板桩墙的刚度：刚度越小，R形越显著；锚碇点位移：越小，R形越显著；施工顺序：先打板桩，后开开挖比反之更显显著。②计算方法（土压力经验系系数修正法）主动土压力仍按按采用刚性墙确确定的土压力理理论进行计算，，即：仍按线性性分布计算，但但考虑到板桩墙墙体变形对土压压力的影响，将将以此土压力及及其它荷载计算算得到的板桩墙墙的跨中Mmax和RA，应分别乘以合适适的经验验修正系系数。计算中，可取δ=(1/3～1/2)φ。当地面为水平，，墙背为垂直面面时，由土体本本身产生的主动动土压水平强度度标准准值和由码头地地面均布荷载产产生的主动土压压力水平强度标标准值可按下式式计算：⑵被动土压力板桩墙下端扎扎入地基中，，当墙体受侧侧向力作用后后，墙前入土土段将产生被动土压压力。当入土土深度不大时时，入土段墙墙体只出现向向前的移，墙前被动土压压力与刚性墙墙的相似。在在板桩墙入土土深度较大时时，板桩嵌固于地基中，，其下端还产产生向后翘；；因此。入土土段的上部墙墙产生墙前被动土压力，，其下部产生生墙后的被动动土压力。①特点：墙前被动土压压力比理论计计算值大1倍左右，而墙墙后（下端））被动土压力力比计算值小小一半左右。。②墙前被动土土压力增大的的原因A、板桩在水底底处发生向下下转动变形，，使墙前土体体受到向下的的挤压摩擦力。B、板桩向前变变形，压挤墙墙前土体，使使土的密实度度增大，抗剪剪强度提高。。C、入土段上部墙墙体对土体产产生向下的摩摩擦力，使土土体的稳定性性增大。③墙后被动土土压力减小的的原因A、板桩底部被被地基嵌固，，使板桩下端端变形较小，，达不到极限限被动土压力力所需的位移移值；B、板桩底端发发生向上转动动变形，给墙墙后土体一个个向上的“掘掘出力”；C、板桩下端与与土体产生向向上的摩擦力力，使土体的的稳定性减小小。④计算方法同前，但计算算墙前被动土土压力时，δ=(2/3~3/4)φ，当δ>20°，则取20°。计算墙后被被动土压力时时，δ=-2/3φ，当δ<-20°°时，则取-20°。当计算水底面面为水平、墙墙面为垂面时，由由土体本身产产生的主动土压力力水平强度标标准值：２、剩余水压压力剩余水压力取决于水水位涨落情况况、板桩墙排排水好坏、回回填土及地基土的透透水性等。⑴海港钢筋砼砼板桩码头，，当板桩墙设设有排水孔，，墙后回填粗粗于细砂颗粒的的材料可不考考虑。⑵对海港钢板板桩码头，地地下墙式板桩桩码头及墙后后回填细砂的的钢筋砼板桩码码头，△=1/3～1/2平均潮差。对河港则根据据地下水位按按实际情况取取定。备注：计算土压力时时，土和填料料的重度按以以下规定采用用：⑴粘性土：剩余水位以下下取浮重度；；剩余水位与与设计高水位位之间取饱和和重度，设计计高水位以上上取天然重度度；⑵无粘性土：：剩余水位以下下取浮重度；；剩余水位以以上取天然重重度；３、其它荷载载⑴船舶荷载：：只考虑系缆力力，不考虑撞撞击力和挤靠靠力，但要加以区分：①系船块体单单独锚碇，板板桩不考虑系系缆力；②系船块体和和胸墙或帽梁梁一起现浇，，且不单独锚锚碇，板桩应应考虑系缆力。。⑵码头地面荷荷载：以土压力的形形式作用于板板桩墙上。⑶波浪力：只计波吸力，，且不能与船船舶荷载同时时出现。⑷地震荷载：：地震地区4、挖泥时超深深的考虑超深的结果：：是板桩墙的的入土深度减减小和墙体的的计算跨度增增大，从而降低了板板桩墙的稳定定性，增大墙墙体的跨中弯弯矩和拉杆拉拉力。计算板桩墙时时，还须考虑虑港池挖泥时时可能出现的的超深（0.5m）和冲刷水深。。㈡、作用效应应组合设计板桩码头头时，必须考考虑持久状况况、短暂状况况和偶然状况况，并按不同的极极限状态和效效应组合进行行计算。1、按承载能力力极限状况设设计的项目①板桩墙“踢踢脚”稳定性性；②锚碇结构的的稳定性；③板桩码头的的整体稳定性性；④桩的承载力力；⑤构件强度等等板桩码头按承承载能力极限限状态设计时时，所取水位位和作用效应应组合应按《规范》的规定选用持持久组合、短短暂组合和偶偶然组合，一一个组合应考虑多多种水位情况况。如：持久状况持久久组合：应按设计高水水位、设计低低水位、极端端低水位；短暂状况短暂暂组合：应按设计高、、低水位或施施工水位分别别计算；偶然状况偶然然组合：应按设计高、、低水位分别别计算，参见见《抗震规范》；设计时可针对对某一计算内内容，选取某某一最不利水水位进行计算算（应作正确判断）），如：板桩桩墙的强度及及稳定性和拉拉杆力一般由由设计低水位控制。2、按正常使使用极限状态态设计钢筋砼构件的的裂缝宽度和和抗裂验算。。二、无锚板桩桩墙的计算在P作用下,作用在无锚板板桩墙各点的的实际土压力力为两侧之差差(被动土压力与与主动土压力力之差),即:为便于计算,德国逻美尔建建议作下列简简化:首先,近似地用直线线AB′DC代替曲线图形形ABDC；然后作水平平线mm′和nn′，分别使ΔB′mo1替代ΔMo1D；以Δn′o2C替代ΔDNo2；接着在板桩桩墙两侧各加加一个面积相等的梯形MmnN和Mm′n′N（如上图b）；最后的土土压力图形变变成上图c的形状。右侧侧土压力的图图形为MFCm′，其高度为b，由于b一般不大，可近似取b/2处为此梯形面面积的中心，，以集中力代代替MFCm′面积的土压力。这样样就将板桩墙墙的受力情况况简化为一个个简支梁的计计算图式。已知P，根据力的平平衡条件，即即可用数解法法（均质地基基）或图解法法（适用于分层的非非均质地基土土）求得未知知数T0和。求得T0和后，，可按材料力力学的方法计计算墙体个断断面的弯矩和和剪力。板桩桩墙的设计入入土深度tmin（m）可按下式确确定：三、单锚板桩桩墙的计算㈠、单锚板桩桩墙的工作状状态1、第一种情况况板桩的入土深深度最小，在在水平力作用用下，板桩绕上上端支撑点转转动，板桩中中只有一个方向的弯弯矩，且数值值最大，板桩桩入土段发生较大位位移，所需板板桩长度最短短，但断面最大，按按底端自由计计算。这种情情况即为自由支撑法法，算得的入入土深度往往往需要加长，实际也也就接近第三三种情况。（（本法为日本及一些些西方国家所所采用）2、第二种情况况入土深度和受受力情况介于于第1、3之间,入土段比第1种稍深,受力后，底端端只有转角，，没有位移。。也属于自由由支承状态。。3、第三种情况况入土深度较深深，入土部分分出现与跨中中相反方向的的弯矩，板桩桩墙弹性嵌固固于地基中。。这种状态，，所需板桩断断面最小，入入土部分位移移小，稳定性性好，为我国国所采用（弹弹性线法）。。4、第四种情况况类似第3种状态，但入入土深度更大大，固端弯矩矩大于跨中弯弯矩，数值并并不比第3种状态小，稳定性有富裕裕，但对减少墙体体跨中弯矩非常常有限，一般无无必要。㈡、计算内容容及计算工作作状态1、板桩墙计算算内容板桩墙的入土土深度，板桩桩墙弯矩，拉拉杆拉力。2、计算工作状状态一般采用板桩桩墙底端为弹性嵌固的工工作状态，即第三种。。当有下列几种情况时，，也可采用自自由支承状态态，或介于两两者之间的工工作状态，即即：⑴板桩墙底端端在地基中达达不到弹性嵌嵌固的工作状状态；⑵板桩千采用用钢板桩时，，其材料强度度有较多富裕裕；⑶板桩墙的刚刚度很大；⑷地基土质比比较好。㈢、计算方法法⑴弹性线法：仅适用于单单锚板桩墙的的弹性嵌固工工作状态；但但对于刚度较大的板桩墙墙（如现浇地地下墙），不不宜采用弹性性线法。⑵自由支撑法法：仅适用于单单锚板桩墙的的自由工作状状态；⑶竖向弹性地地基梁法：可适用于单锚锚和多锚板桩桩墙的任何工工作状态。㈣、单锚板桩墙的的计算⑴基本思想板桩墙下端自自由支撑在其其前面的地基基土体上，这这部分土体处处于极限状态，完完全出现极限限被动土压力力。⑵计算图式静定梁，两个个未知数，入土深度tmin和Ra；⑶平衡条件∑H=0∑M=01、自由支撑法法2、罗迈尔法（（弹性线法一一种）⑴基本思想假定板桩墙入入土段弹性嵌嵌固于地基中中；入土段前前面的土抗力按古典土压压力理论（教教材公式）计计算，底端后后面的土抗力力用集中力Ep’代替。⑵工作状态由于板桩墙入入土段在地基基中弹性嵌固固，入土段产产生负弯矩M­2，有利于减小跨跨中正弯矩M1，且|M2max|略小于|M1max|，一般|M1max|=1.1~1.15|M2max|；土压力零点与与弯矩零点约约相吻合；变形协调条件件：板桩底，，MB=0，δB=0，φB=0，锚固点δA=0。⑶计算图式和和计算方法①计算图式：：一次超静定结结构，三个未未知数，t0，Ra，Ep′；②计算方法：：图解试算法；；③计算条件：：求解时，先假假定入土深度度，除了需利利用平衡条件H=0，∑M=0外，还需利用用变形协调条件件，用试作板桩桩墙变形曲线线的方法求解，，故称为弹性性线法。计算算时，要不断断改变入土深深度，反复试算，直直到满足变形形条件为为止止。其变形条条件是板桩墙墙底端的角变位和线变变位为零，即即入土段底端端的弹性变形曲线与与铅垂线相切；同同时，锚碇点的位移也等等于零。由于作弹弹性曲线较麻烦，为了了简化计算，采用用：|M1max|=1.1～1.15|M2max|条件取代变形条件件。具体可按计算`步骤如下：A、假定t0；B、用古典理论计算主主、被动土压力；；C、用图解法（作力矢矢图和索多边形的的方法），以|M1max|=1.1～1.15|M2max|为控制条件，若不不满足该条件，则则须重新假定t0；D、计算结果应考虑土土压力重分布的影影响（R形）对跨中弯矩须须折减：对拉杆力力须增大：E、入土深度确定：备注：e′为t0处墙后被动土压力力强度ep′-t0处墙前主动土压力力强度ea′。F、按“踢脚”稳定性性验算入土深度，，若不满足应取满满足“踢脚”稳定的入土深深度，P61公式。备注：对刚度较大的板板桩墙（如现浇浇地下连续墙）），本方法计算算结果往往偏于危险，故故不宜采用（P61中），另外，本本方法较适合施施工单位在缺乏资料的情情况下使用。弹性线法的单锚锚板桩墙算例3、竖向弹性地地基梁法（m法）⑴板桩码头的稳稳定性破坏状态态①锚碇失稳：由于拉杆断裂或或锚碇结构系统统破坏而造成；②板桩墙失稳：：由于入土深度不不够，而使板桩桩墙绕拉杆锚碇点发生转转动而破坏，即即“踢脚”稳定定破坏；③整体稳定性破破坏：由于板桩墙入土土深度不够或拉拉杆长度不够，而使使板桩墙和后方方土体一起产生生稳定性破坏。。显然，用1、3来确定板桩墙得得入土深度，理理由不合理也不不充分。⑵板桩墙的入土土深度《规范》规定，板桩墙得得入土深度应满满足“踢脚”稳稳定得要求，即即：式中：γ0为结构重要性系系数；γd为结构系数；MR为墙前被动土压压力标准值对拉拉杆锚碇点得稳稳定力矩；⑶板桩墙的内力力计算（m法）①基本假定A、假定土为弹性性介质，地基系系数随深度成正正比，C=mZ；B、不考虑桩土之之间的粘聚力、、摩擦力；C、桩按实际刚度度、并作为一个个弹性构件考虑虑；土体的应力、应应变要符合文克克尔假定，即地地基表面任一点的压力强度于于该点的沉陷成成正比，σ=k0y=Cy。②符号规定水平位移x以向右为正；转转角φ以反时针为正；；弯矩以左侧纤维维受拉为正；剪剪力以绕它端顺顺时针为正③地基梁的挠曲曲方程及弯矩、、剪力和荷载的的微分关系地基梁的挠曲微微分方程：①②③④将①整理：令（桩土变形系数数）得：利用边界条件确确定系数：当z=0时，先求利用边界条件可可求得：，，要得到边界条件，须先判断断支撑情况，根根据规范规定：：A、对于支撑在非非岩石类土或直直接放在基岩上上的桩（不嵌岩，墙后地面面无填土）非岩石地基：，，为弹性桩（（若≤2.5，则假设基础的刚度度为无限大，按按刚性基础计算算）支撑在岩基上：：，，为柱承承桩。当求得：当求得：B、当地面以上有有填土，且有均均布荷载时⑷板桩墙内力及及拉杆拉力计算算作用：主动土压压力，剩余水压压力，拉杆拉力Rk，地面以下得超载载。计算时，将板桩桩墙从计算水底底处切开。计算水底以上段段为底端固定得得悬臂梁（单宽），其上作用用有：墙后土压压力，剩余水压压力，各支承点得得反力R1、…Rk，以及桩顶端力矩M1。计算水底以下段段为竖向弹性地地基梁（单宽），其上作用用有：超载土压压力、剩余水压压力（总强度为））和端部得水平平力Q及力矩M。根据悬臂梁得计计算可得式中：Q0，M0分别为作用载上上段墙上得水平平力合力和它们对切开处处的力矩；hi为支承点到切开开处的距离。①建立各支点i的变形协调方程程式a、在i点处由于X0，φ0产生的水平位移移和1点的转角b、由于各支点反力力Rk和M1在i点上产生的水平平位移和1点的转角:c、土压力和剩余水水压力在i点产生的水平位位移和1点转角d、给定锚碇点的水水平位移和1点转角建立各支承点i的变形方程:②计算设计弯矩矩和拉杆拉力入土段：自由段：设计弯矩：设计拉力：注意：当考虑拉拉杆锚碇点位移移时，计算弯矩矩不折减。③m法优点a、入土深度的确确定，m法比弹性线法好好，特别时在土土质较差时，m法更接近，建议议在软土地基上上的板桩工程不不能用弹性线法确定入土土深度。b、反映了刚度的影影响（EI）；c、可考虑锚碇点点的位移，符合合实际情况；d、m法计算结果与原原型试验值较吻吻合；e、m法适用性强。⑸板桩墙的强度度计算①对钢筋砼板桩桩和预应力钢筋筋砼板桩，应根根据强度进行配配筋，并进行裂缝宽度或或抗裂验算。②对于钢板桩，，其单宽强度应应满足下式：式中：N——作用标准值产生生的每米轴向力力（KN）；Mn——作用标准值产生生的每米板桩墙墙最大弯矩（KN·m）A——钢板桩截面积（（m2/m）ft——钢材的强度设计计值（N/mm2）γGQ——综合分项系数，，1.35。Wz——钢板桩的弹性抵抵抗矩（m3/m）Ⅳ、锚碇结构的计计算一、锚碇板（墙墙）的稳定计算算锚碇板的主要作作用：拉杆拉力力RA，板后主动土压力力Eax，板前被动土压力Epx。规范规定，锚碇碇板（墙）在这这些荷载作用下下，其稳定性应应满足：式中：γ0——结构重要性系数数；γd——结构系数；Eax，Eqx——墙后土体和地面面可变作用产生生的主动土压力力水平分力标准值；RAx——拉杆拉力水平分分力标准值；Epx——被动土压力水平平分力标准值。。备注：1、主动土压力Eqx，Eax：①荷载布置从板板（墙）后开始始，使Eqx最大；②计算Eax，Eqx时，取δ=0。2、拉杆拉力RA：计算中不考虑拉拉杆与填土的摩摩擦力。3、被动土压力Epx锚碇板（墙）前前被动土压力可可按下式计算4、kb可根据规范P20公式3.4.3-1，3.4.3-2计算；5、对锚碇板（墙墙）的稳定性，，需验算设计高高、低水位两种种情况。二、锚碇板（墙墙）到板桩距离离的确定最佳距离：注意：1、H0（板桩墙后主动破破裂棱体得高度度）的确定①采用弹性线法法时，取最大负负弯矩点到码头头地面的距离；②、采用m法时，取地基梁梁第一变形零点点到地面的距离；采用自由支承法法时，取最小入入土深度tmin处到地面的距离。2、对于多层土土情况，可将取取加权平均值。。3、对由于某种种原因（如施工工场地紧缺，墙墙后有不能拆除除的建筑）不能满足足上式时，在计计算锚碇板（墙墙）稳定性时，，应从Epx中扣除△Epx。式中：td——交点d到地面的距离；；la——拉杆间距；kp——被动土压力系数数。4、最断距离:即：锚碇板（（墙）前面的土土体的被动破裂裂面不能穿过板板桩墙。三、锚碇板（墙墙）的水平位移移式中：Ra——每米宽板桩墙的的拉杆拉力标准准值（KN/m）；ha——锚碇板（墙）的的高度（m）；bk——锚碇板（墙）的的计算宽度（m）；kH——锚碇板（墙）的的水平拉力系数数（KN/m3），板（墙）前采用块块石填料时，kH=3700KN/m3。四、锚碇板（墙墙）的内力计算算1、现浇连续钢钢筋砼锚碇墙①水平方向为刚刚性支承连续梁梁，其拉杆拉力力标准值产生的水平向最大大弯矩：式中：Ra——每米宽板桩墙的的拉杆拉力标准准值（KN/m）。②竖向为悬臂梁梁，土抗力沿墙墙高为均匀分布布，即Ra/ha。拉杆拉力标准值值产生的竖向单单宽最大弯矩为为：2、设有连续导导梁的分块预制制的锚碇墙（预预制安装）导梁的最大弯矩矩和预制板的竖竖向单宽最大弯弯矩按上式计算算。3、双双向悬悬臂的的锚碇碇板由拉杆杆拉力力标准准值产产生的的水平平向和和竖向向最大大弯矩矩分别为：：b为锚碇碇板宽宽度。。五、锚锚碇碇桩（（板桩桩）1、其长长度和和内力力可按按受集集中水水平力力RAX（对于锚锚碇板板桩为Ra）作用的的无锚锚板桩桩墙的的计算算方法法计算算。2、锚碇碇桩（（板桩桩）到到板桩桩墙的的最小小距离离应满满足式式（3-3-10）的要要求，，式中中th为锚碇碇桩（（板桩桩）变变形第第一零点到到码头头地面面的距距离。。3、拉杆杆处的的水平平位移移，可可按竖竖向弹弹性地