(7)悬臂式支护结构

《(7)悬臂式支护结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(7)悬臂式支护结构（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第3章 悬臂式支护结构 3.1悬臂式支护结构的设计步骤,本节主要讲述悬臂式钢筋混凝土支护结构的设计设计内容包括：桩径、桩距、入土深度、桩身配筋、圈梁配筋、变形计算、稳定性验算等。步骤如下： 一桩径、桩距：按照经验取值。桩径D0.6m；有地下水时，桩中心距（1.21.5）D，砂土和软土取小值。粘性土取大值；无地下水、降水或者土质较好时，桩中心距（22.5）D；对于确定的按经验配筋的桩，其抗弯弯矩可计算，为Mc，根据每米单宽土压力可计算出桩身最大弯矩及设计值M，则桩中心距可取Mc/ M。,排桩支护经验参数,一般当基坑深度h12m时，灌注桩直径D =0.60.8m或稍大；h12m时，灌注桩直径D =

2、0.81.2m。,支撑参数经验值（锚杆层数可参照支撑道数）,锚杆位置要低于基坑边壁中相邻建筑物的浅基础底部。,嵌固深度hdoh 广州地区悬臂桩和单支点排桩嵌固深度经验系数表,3.1悬臂式支护结构的设计步骤,二计算土压力：按照经验土压力或实测土压力、或规范法计算土压力。 三入土深度核算：土体分层多时，要假设一个经验入土嵌固深度试算。均质土可以直接计算嵌固深度。hpEpi-1.2ohaEai0 四最大弯矩计算：先确定剪力为零点，该点以上所有主动、被动土压力对该点求力矩之差。（主动、被动土压力的力矩方向不同），求出弯矩设计值。 五桩身配筋：按照桩身最大弯矩配筋。 六圈梁配筋：圈梁高度一般为桩直径的0

3、.50.8倍，且0.4m；宽度桩的直径。桩的主筋锚固于圈梁，锚固长度不小于30倍主筋直径。焊接接头分散布置，同一截面接头数不得超过钢筋数的一半。圈梁配筋一般采用构造配筋，一般符合最小配筋率要求，经验值为（0.50.8）As。As为桩身主筋配筋总面积。当圈梁兼作腰梁时，按照腰梁受力，以最大弯矩按照钢筋混凝土梁计算配筋。 七变形估算：有限元法或者弹性地基梁法。一般只能用软件计算。实践中悬臂式排桩只能用于变形控制不严的基坑周边环境。变形靠监测来控制。,3.1悬臂式支护结构的设计步骤,3.2悬臂式支护结构的桩身配筋,一桩身配筋基本要求： 1桩身均匀配筋基本要求： 最小配筋率大于0.42%；主筋保护层厚

4、度大于5mm；箍筋直径68mm，螺纹状，间距200300mm；加强筋直径大于等于12mm，间距23m；钢筋笼距离孔底一般200500mm；主筋之间的间距大于（1.21.5）dmax， dmax为混凝土粗骨料的最大直径。实践中，一般要求主筋间距尽可能大于10cm。均匀配筋时，主筋至少616 2桩身不均匀配筋基本要求： 受拉区主筋实际配置圆心角分别为：2s(n-1)/n；受压区：2s(m-1)/2m。n和m分别为受拉区和受压区主筋根数。只配置受拉区主筋时，受拉区主筋最小配筋率大于0. 2%，至少3根；其他范围内应配置构造钢筋，其直径不宜小于受拉区主筋的1/2，且不小于10mm，构造钢筋的环向间距不

5、应大于圆截面的半径和250mm中的小者，且不少于1根。对于大直径（D1m，a=50mm，rs450mm ）基坑支护桩，构造钢筋间距不宜大于250mm。其他要求同均匀配筋。,3.2悬臂式支护结构的桩身配筋,保护层、桩的半径r、钢筋圆半径rs、实际钢筋分布长度L：,r,rs,保护层a,2s,Ls,Ls,2s,s一般取1/61/3,相对界限受压区圆心角b,可内插,3.2悬臂式支护结构的桩身配筋,二配筋方法： 方法1：均匀配筋-查表法+核算法。根据计算出来的桩身最大弯矩设计值M ，查表得出配筋，要求表中Mc大于等于计算出来的桩身最大弯矩设计值M 。配筋在第一列中。刘建航基坑工程手册中国建筑工业出版社，

6、1997，P598602但是，该表系根据旧版混凝土规范得出，新版混凝土规范中，混凝土和钢筋的设计值与旧版有所差别。注意桩身混凝土强度参数不能完全照搬混凝土规范取值，应该乘以施工工艺系数：按照现行桩基础规范，施工工艺系数取值如下：混凝土预制桩：1干作业非挤土灌注桩（挖孔桩）：0.9泥浆、套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩：0.8所以，该表只能参照使用，按照弯矩设计值M查表初步得出一个符合要求的配筋（相当于经验配筋值），然后再按照新版混凝土结构设计规范和下面步骤核算。,3.2悬臂式支护结构的桩身配筋,1计算得出弯矩设计值M后，根据经验选择一个配筋，或者根据弯矩设计值M 查表（刘建航基

7、坑工程手册）得出初步符合要求的配筋。（基于旧规范 下），确定此配筋的As、A以及此配筋在新规范中的fcm、fy； 2求系数K=(fyAs)/(fcmA) 3查刘建航基坑工程手册P598附录一求、 t; 4根据公式计算Mc，如果Mc大于等于弯矩设计值，且最小配筋率、主筋间距 核算都符合要求，则所选的初步配筋符合要求，否则，加大配筋量（不能超 筋）、或桩径、或混凝土等级，重新按照上述步骤24计算，直至符合要求。,5核算最大、最小配筋率、主筋间距是否符合要求。,3.2悬臂式支护结构的桩身配筋,方法2：均匀配筋-简化法。即广州、武汉等基坑规范求出弯矩设计值M，然后配筋。步骤： 1求出弯矩设计值M； 2

8、求m=M/(fcm.A.r) 3根据m查表，得； 4求均匀配筋的主筋面积As：As=(fcmA)/fy 5 As=(0.86r/rs) As 6检查均匀配置的主筋As是否符合最小、最大配筋率的要求； 7检查主筋所在圆上主筋间距是否符合大于（1.21.5）dmax的要求。不符合要求，增大桩径、混凝土等级或钢筋直径（钢筋直径不宜太粗，主筋HRB335钢筋直径大多在2028mm之间），再按照上述步骤计算。大多数情况下非悬臂式排桩都采用均匀配筋，方法2和方法3是一些地方规范推荐的配筋方法。,采用,3.2悬臂式支护结构的桩身配筋,方法3：不均匀配筋-简化法。 （一） 受拉单边局部均匀配筋：教材查表简化方

9、法条件：符合教材查表条件的受拉单边配筋，受拉钢筋对称布置在合力方向两边各45度方向上。 即：s=0.25 ，在求出配筋面积As后，选定钢筋级别（一般选用HRB335）和直径（一般在2028mm之间），求出根数n，分布在Ls=rs2s(n-1)/n长度范围内。步骤相同，但是第三步查表求时，应该根据m查辅导材料附表7中的续表，然后得。（单边配筋量节约将近1/2，但必须分清楚哪边受拉）,受拉侧,主筋,构造配筋,900,一般不配,用,步骤：假设s 和s（ s 0.5 s ），按照经验或主筋间距要求，初步确定As和As，根据已知的fcm和fy，通过迭代求出，再代入上式求出Mc，当Mc大于弯矩设计值M时，

10、即为所求配筋。否则，增加桩径、混凝土等级，HRB335钢筋直径可适当增加，但一般不宜大于28mm.其他范围内仍需配置构造钢筋。,（二）双边局部均匀配筋公式：,要核算最小配筋率和钢筋间距是否满足要求。不满足间距要求的话，增加桩径、混凝土等级，HRB335钢筋直径适当增加，但不宜大于28mm.否则双边局部均匀配筋。其他范围内仍需配置构造钢筋。,单边配筋吊放钢筋笼不如均匀配筋方便。,（三）弯矩设计值较大时的双边局部配筋,对于弯矩设计值较大，单边配筋可能不满足要求，这是可充分发挥受压区混凝土的功能。 1混凝土受压区c按照下表取值：2选取s=1/41/3，也可稍大。计算受拉区钢筋最大配筋量As1,受拉区

11、钢筋配置在2s角度范围内，需要核算此时钢筋的间距。当此范围内按照最小间距能布置的钢筋面积As1小于As1时，取As1=As1，（两者取小值）,（三）弯矩设计值较大时的双边局部配筋,3计算受拉区钢筋和受压区混凝土的抗弯能力Mu,4弯矩差值M=M-Mu； 5计算受压区钢筋面积As，布置受压区钢筋的重心至圆心的距离大于等于受拉区钢筋重心至圆心的距离,6受拉区钢筋面积As=As+As1，共n根，布置在2s（n-1）/n角度范围内。 即：增加的钢筋按照集中钢筋计算，但布置按照圆形布置，两者面积和重心均相同。 7核算最小配筋率、钢筋间距要满足要求。否则，调整桩径、钢筋、混凝土等级等参数。,3.2悬臂式支护

12、结构的桩身配筋,方法4：JGJ120-99规范编写组推荐方法。求出弯矩设计值M，然后计算配筋。 （一）仅仅在受拉区（1/6s1/3）单边配置钢筋时（其他范围仍需构造配筋），配筋率简化公式为：,另外，要核算主筋最小间距和最小、最大配筋率要求。,圆形受弯构建仅仅在受拉周边配置受拉钢筋的最大配筋率和面积公式：,3.2悬臂式支护结构的桩身配筋,（二）均匀配置钢筋：简化公式,3.2悬臂式支护结构的桩身配筋,（三）工程常遇设计配置钢筋：已知内力（弯矩）设计值，选择了圆形截面、混凝土等级和钢筋种类，求截面配筋和配筋位置。,N,M,通过迭代求出，要求0.286初值0.286、0.29、0.30、0.31、0.

13、32.,求出受拉区和受压区配筋面积后， 1）核算配筋率和主筋间距要求是否满足； 2）其他区域构造配筋。,3.3排桩支护结构的圈梁配筋,排桩支护结构的圈梁配筋目前尚无简单实用的设计方法。下面介绍一种简化方法： 经验配筋方法：资料来源：秦四清，深基坑工程优化设计，地震出版社；1999圈梁高度一般为桩直径的0.50.8倍，且0.4m；宽度桩的直径。桩的主筋锚固于圈梁，锚固长度不小于30倍主筋直径。焊接接头分散布置，同一截面接头数不得超过钢筋数的一半。圈梁配筋一般采用构造配筋，一般符合最小配筋率要求，经验值为（0.50.8）As。As为桩身主筋配筋总面积。当圈梁兼作腰梁时，按照腰梁受力，以跨中和支座最

14、大弯矩（绝对值）按照钢筋混凝土连续梁计算配筋。,3.4悬臂钢筋混凝土灌注桩的施工,一钢板桩施工流程：,测量放线,安装导架,钢板桩打设,挖土、监测、基础施工,钢板桩拔除,二挖孔桩施工支护流程：施工准备之后：,放线定桩位和高程,第一节土方开挖、外运,支护壁模板、放附加钢筋,浇灌第一节护壁混凝土,检查桩位（中心）轴线,安装电葫芦（卷扬机）,安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等,开挖吊运第二节土方,拆第一节、安装第二节支护壁模板、放钢筋,假设垂直运输架,逐层循环作业至设计深度,浇灌第二节护壁混凝土,检查桩位（中心）轴线,检查验收,制作钢筋笼,吊放钢筋笼,浇灌桩身砼,移位,桩身砼养护,破桩,圈梁施工

15、养护,开挖、监测、封底、基础施工,石灰线,地表插钢筋或木桩,对中 “十字”架，吊线坠测垂直度 要求半径尽量相等，误差在允许范围内,二湿作业钻孔灌注桩 支护施工流程：施工准备之后：,放线定桩位,挖导槽、泥浆池,埋设护筒,钻机定位、垂直度调整,成 孔,第一次清孔,测孔深、沉淤,下钢筋笼,下导管,第二次清孔,测沉淤,安放隔水拴,浇灌水下混凝土,钢筋笼制作,泥浆循环,废浆、土外运,混凝土搅拌或商品混凝土,不合格,不合格,移位,破桩,混凝土养护,圈梁施工和养护,第一步开挖,第1层锚杆施工、养护、桩间土护壁、排水管安放,腰梁、施加预应力、锁定,分层开挖、分层施工锚杆、腰梁等直至坑底,锚杆和浆液制作,封底、基础施工,开挖桩间土、修坡,钢筋网片安装固定,钢筋网片隐检,埋设厚度标志,钢筋网片加工,喷射混凝土拌合料准备,混凝土喷射作业,喷射混凝土养护,验收,桩间土层渗水处理,桩间网喷护壁施工工艺流程,等截面预制桩、钢管等起吊、堆放位置,三、等截面预制桩、钢管等起吊、堆放位置：桩长L 1一点吊：2两点平吊/堆放：,a=0.2929L,a,a,吊环设置在0.3L,不考虑吊绳水平分力时，a=0.207L，实际应用时，a值稍为加大，使a=0.21L或稍大一点的值；考虑吊绳水平分力时：,