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1、第17卷第2期建筑结构学报1996年4月双排护坡桩试验与计算的研究关何颐华杨斌金宝森李瑞茹谭永坚王铁宏(中国建筑科学研究院地基基础研究所北京100013)【提要】本文通过室内模型试验和北京某工程实测,分析研究了双排护坡桩的内力、变形及,,,土压力分布特性并在此基础上提出了一种简化的双排护坡桩计算方法以便于工程实用该计算方法的计算结果与试验值是基本吻合的。本文试验分析得出,在同样桩数条件下,按双排布置的护,桩的内力也减小,。在工坡桩比单排桩水平位移明显减小且内力分布更为合理程周边场地条件适合的情,。况下双排护坡桩具有应用价值一、双排桩的特点,悬臂式单排护坡桩在粘性土地基
2、的基坑开挖支护工程中虽然应用很普遍但是单排悬臂,。桩的桩顶水平位移较大因此对护坡结构的水平位移要求较严格的工程其应用受到限制采用,、支撑或锚拉支护方法虽可减小桩的水平位移但在工期造价及施工技术或场地条件限制等方面也存在一些不利因素。双排护坡桩具有结构刚度大的优点,开挖后桩的水平位移明显小于单排悬臂桩。目前双排悬臂桩在一些基坑开挖支护工程中虽已采用,但还缺少实测数据以弄清双。排桩的受力机理和实用设计计算方法,:双排桩计算存在一些问题有待解决如1.由于双排桩前后排之间有一定的间距,桩间有宽度为S一L一d的桩间土(S为桩间土,,,,,,宽度L为双排桩排距d为桩径见图1)基坑
3、开挖后由于土压力的变化和桩的变形桩间土,。会影响前后排桩的受力如何看待桩间土与桩的作用是双排桩设计中应考虑的一个问题2.为了增加护坡结构的刚度及整体性,一般在桩顶设置连梁将前后排桩连接成一个整体受力框架。在土压力作用下,应如何计算由前后排桩及桩顶连梁组成的结构的内力?二、双排桩模型试验与工程实测分析(一)桩的布置,,为了分析双排悬臂护坡桩的内力和位移本文进行了双排悬臂桩模型试验同时在某实际工程进行了桩应力实测。模型试验采用两种不同排距的双排桩并与单排桩作对比试验。双排桩试验是将单排桩每,,,间隔一根桩抽出一根将其排列在后排而使总桩数与单排桩试验相同这样每排桩的桩距便,
4、参加本项研究的还有余志成、施文华总工程师。58增加一倍。桩在布置上为前后排桩位相对,见图la,(矩形布置)每排桩桩顶处及前后排间分别,,。用扁钢条做为连接梁用螺栓连接而使前后排桩形成一个模拟的双排桩结构该两组双排桩,,试验采用同样桩数相同桩间距而改变双排桩的排距(其排距分别为L一D及L一ZDD为桩’。(三组)的模型尺寸见表。。的间距)该项模型试验1双排桩排列布置平面如图1a所示挖上深度(m)。。(()00)l8..(011)16(。。一()22)14二间距D60..~(033)12Àm最、牟‘。·4·嘿嵘‘’‘o奋、.)0.送(1邓8画..点酬茸考(。6:)(〕6不一
5、单排,桩间距60二1D二1201111.亘双排,桩1、间距20,(。。1刀11十昌078)04—排即120卜习弄斗,n¾双排桩间跃12()叭¾。.(089)02—排距2落om.1巨拉习扼(1()0)oL一一一一一111!051(一11520253035404550a,桩的布置桩顶水平位移」(~)方.双排桩模型试验桩顶位移随开挖深度变化曲线图1模型试验尺寸表1了mrn)排距(mm)桩型桩长(m)桩径(mm)桩数(根)桩距A单排悬臂1.80中305060B双排桩1.80中3050120120C双排桩1.80中3050120240(二)双排桩的位移图1b为表1所列三组试验的
6、桩顶位移随开挖深度的变化曲线。表2为在相同挖土深度下(挖土深度1.40m,嵌固长度0.40,,m)的桩顶位移值由试验结果可见模型试验在桩数相同的,,,条件下(双排桩间距为单排桩间距的2倍即D双排一ZD单排)在相同的挖土深度下双排桩位,、移明显小于单排桩位移量而两个不同排距的双排桩试验位移量相差不多,,,模型试验结果说明虽然双排桩的间距增加了一倍但由于加强了结构的刚度桩的位移,,,减小这一试验结果对于实际工程意义很大当基坑开挖不允许支护结构有过大位移时在单,。排悬臂桩不能满足要求的情况下采用相同桩数的双排桩可明显减小桩的水平位移..14m,4m挖土深度嵌固0时桩顶水平位
7、移表2¼单排悬臂À双排桩(L一D)¾双排桩(L一ZD)桩顶水平位移(mm)4518l3,,,由试验实测的桩体位移曲线发现由于双排桩结构刚性的作用与单排桩相比不但桩顶,,位移量相差很多而且沿桩长的变形曲线形状也不相同模型试验实测了双排桩的前排(挖土,。侧)桩体位移分布曲线与相应单排桩的桩体位移曲线如图2其中图2a是单排桩试验@在不,,同挖土深度下桩的变形曲线桩顶端呈自由的悬臂桩变形形式图Zb与图2c分别是双排桩试,,验À与试验@的前排桩变形曲线由于在桩顶处刚性连接梁的约束限制了桩顶处的自由变形,。与转角变形曲线呈受水平力作用下的刚架的变形形式桩顶位移J
