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等值梁法在深基坑中的应用一、序言 建造埋置深度大的基础或地下工程时,往 往需要进行深度大的土方开挖。这个由地 面向下开挖的地下空间称为基坑。 在建筑物的地下室或深基础、地铁、市政 工程、地下空间开发利用等工程均涉及深 基坑的开挖。二、等值梁法的基本原理 桩入坑底土内有弹性嵌固与固定两种,现 假定桩插入坚硬土祸砾石比较深,作为固 定端,单锚点则为铰接点。图3-11 单支点排桩支护等值梁法计 算简图 当基坑比较深、土质较差 时,单支点支护结构不能 满足基坑支挡的强度和稳 定性要求时,可以采用多 层支撑的多支点支护结构 。支撑层数及位置应根据 土质、基坑深度、支护结 构、支撑结构和施工要求 等因素确定。如图3-12为 多支点支撑(锚杆)计算 模型。 图3-13 多层锚杆支护工况图 多层锚杆的设置是随着开挖不 同工况逐层向下开挖而分次设 置的,见图3-13。 根据实测资料这样设置的多层 锚杆有如下一些现象: (1)下道锚杆设置之后,上道 锚杆的轴向力只有微小的变化 ,锚杆所在点可以看作是不动 点;(2)下道锚杆支点以上的 墙体变位,大部分是在下道横 撑设置前产生的。 多层锚杆支护结构是超静定问题,根据实际支护 中的实测资料可按下列假定将超静定问题简化为 静定问题进行计算:(1)各层锚杆所在点均为不动支点;(2)支护桩的下端按简支端考虑;(3)在自上至下逐层计算过程中,某一层锚 固力一旦确定,在后续的计算中保持不变。 如图3-12所示,对于第i层支撑(锚杆)计算如下 : 对i点取矩,令Mi=0,则有:式中及图中: Hi设置第i+1层支撑(锚杆)时的开挖深度(m) Di所计算阶段满足力矩平衡的计算入土深度(m) Ea1i, Ea2i分别为Hi深度下的开挖底面上下主动土压力合力( kN ) EpiDi深度范围内的被动土压力合力(kN) MEa1i, MEa2i, MEpi各项土压力对点的力矩(kN.m) 第i至第i-1层支撑(锚杆)力对i点的力矩(kN.m) 在上式(3-16)中,含有Di,解出后从(3-17)式中可算出第i层支撑 (锚杆)力Ti(kN)。 对最下一层支撑(锚杆)计算得出的Di值可作为桩的最小入土深度 Dmin。 支护桩的设计长度D按下式确定: D=H+KdDmin (土质好时Kd=1.2,反之Kd=1.4)按此设计的入土深度,尚应满足整体稳定性验算要求
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