邊坡支護(hù)中雙排樁結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析

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1、■巖土工程福建建設(shè)科技2009．Nu．417邊坡支護(hù)中雙排樁結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析滕忠華(福州市城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展總公司福州350007)[提要]本文對(duì)一路塹邊坡的雙排樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并采用彈性地基梁法和二維有限元法進(jìn)行計(jì)算、比較，結(jié)果基本一致，可供類似工程參考。[關(guān)鍵詞]雙排樁彈性地基梁法有限元分析AnalysisofdoublerOWpilestructureusinginaslopesupportingAbstract：Thepaperanalyzesthedoublerowpilestructureusinginacuttingslope，w

2、hichwassimilarcomparedtotheresultoftheflexiblefoundationbeammethodandtheplanarfiniteelementmethod．Theanalysiscanbeofreferencefortheotherproject．Keywords：doublerowpile；flexiblefoundationbeammethod；finiteelementanalysis1前言雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種新型的空間門架式支護(hù)體系，由兩排平行的鋼筋混凝土樁，以及樁頂?shù)纳w板或系梁構(gòu)成。該結(jié)構(gòu)

3、通過(guò)對(duì)樁問(wèn)土的合理利用及前、后排樁之間的協(xié)同作用，充分發(fā)揮其空問(wèn)作用，具有較大的側(cè)向剛度。因此，可以有效控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，近年來(lái)逐漸在深基坑、邊坡工程中得到了推廣和運(yùn)用。對(duì)于雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，目前主要采用以下三種計(jì)算方法及理論0：①基于經(jīng)典土壓力理論的極限平衡法②基于Wenkler假定的彈性地基梁法③數(shù)值分析方法圖1雙排樁支護(hù)典型剖面圖其中數(shù)值分析方法能夠充分考慮樁一土之間的共同作用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)均為C30，彈性模量E取30GPa，泊松及樁一樁之間的空間作用，能夠模擬復(fù)雜環(huán)境下的地基變形比v為0．2。趨勢(shì)，計(jì)算結(jié)果較為合理。由

4、于坡頂住宅樓的荷載通過(guò)樁基礎(chǔ)傳至強(qiáng)風(fēng)化巖層，設(shè)本文結(jié)合某一工程實(shí)例，介紹了雙排樁結(jié)構(gòu)體系在邊坡計(jì)時(shí)不計(jì)其荷載值，地面超載值按20kPa考慮。中的應(yīng)用，并采用彈性地基梁法和有限元法進(jìn)行模擬，結(jié)果表支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)為1．1。明雙排樁支護(hù)可有效控制邊坡側(cè)移，避免對(duì)坡頂建筑物造成表1巖土層設(shè)計(jì)參數(shù)不利影響。重度抗剪強(qiáng)度彈性模量泊松比2工程概況土層(kN／m)c(kPa)(。)E(MPa)某路塹邊坡最大開挖高度約為9．3m，坡頂為某9層住宅樓，住宅樓采用樁基礎(chǔ)，樁徑為900ram，樁端進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化花崗殘積砂質(zhì)粘性土1822l8l20．3O巖約1．

5、5m。邊坡邊線與該住宅樓的最近距離約為9m。強(qiáng)風(fēng)化花崗巖192530600．25場(chǎng)地土層主要為殘積砂質(zhì)粘性土(厚約8m)和強(qiáng)風(fēng)化花3計(jì)算分析崗巖，物理力學(xué)參數(shù)詳見表1。邊坡為人工開挖形成，開挖土3．1彈性地基梁法層主要為殘積砂質(zhì)粘性土，局部為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，原邊坡處于彈性地基梁法分別采用排樁和雙排樁計(jì)算模塊進(jìn)行分析穩(wěn)定狀態(tài)，不存在潛在滑動(dòng)面。比較，雙排樁土壓力的分布及在前、后樁上的分配詳見文獻(xiàn)根據(jù)場(chǎng)地現(xiàn)狀、周邊環(huán)境條件，為避免支護(hù)體系超出用地[2]。紅線，不宜采用深層拉錨系統(tǒng)。為有效控制邊坡側(cè)向位移，采按單排樁(~1000@1250)考慮時(shí)

6、，排樁處于懸臂狀態(tài)，其用雙排人工挖孔樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，排樁為1000@2500，受力和變形同懸臂梁(圖2)，樁頂最大位移高達(dá)58mm，樁身排距為3000mm，樁端進(jìn)入坡底約7～8m，樁頂采用600厚鋼最大彎矩約為1038kN·m(經(jīng)典法為958．3kN·m)?？梢姡铐虐暹B結(jié)。具體詳見圖1。采用單排樁支護(hù)時(shí)，樁頂變形較大，最大值約為58ram，超出50mm的最大變形監(jiān)控值要求。收稿日期：2O09—04—旬8對(duì)于雙排樁模塊，后排樁的等效開挖深度約為3．66m，18福建建設(shè)科技2009．No．4■巖土工程位nn)夸矩(KNn)剪力(KN)(

7、一58．39)一一一(0．70)(-0．oo)?(1o38．08)(-256．48)一-(269己2)(0．00)?(0．O0)(0．oo)一一一(95832)．(-255．76>-一-(0．O0)圖4有限元模型開挖時(shí)樁基隨土體整體側(cè)移約4～5mm，這主要是因?yàn)槟Ｐ蛨D2彈性地基梁法計(jì)算結(jié)果未考慮上部結(jié)構(gòu)傳遞到樁頂上的荷載；樁身彎矩很小，不超過(guò)前、后排樁的土壓力分擔(dān)系數(shù)分別為0．85和0．15。圖3為雙20kN·m?？梢哉J(rèn)為，雖然土方開挖距離坡頂建筑物很近，但排樁前、后排樁的位移、彎矩及剪力計(jì)算結(jié)果(標(biāo)準(zhǔn)值)，從中是由于側(cè)壁變形得到了嚴(yán)格控

8、制，基本上不會(huì)對(duì)坡頂建筑物可以看出，前排樁最大位移位于樁頂以下約3m，約為15mm，而后排樁最大位移在樁頂處，約為14ram，樁身變形得到嚴(yán)格造成不利影響?？刂?；前、后排樁通過(guò)樁頂?shù)匿摻铐虐骞?/p>