[发明专利]一种非等长组合围护桩设计方法

说明书

一种非等长组合围护桩设计方法，该方法主要是针对现有等长桩设计方法不经济的问题，提供了一种便于应用的非等长组合围护桩设计方法，包括以下步骤：明确基坑的几何参数以及土体物理力学参数；根据基坑围护设计的整体稳定性要求确定非等长组合围护桩中的长桩桩长；根据坑底抗隆起稳定性要求确定短桩桩长；根据弹性地基梁法计算围护桩的截面弯矩设计值，绘制围护桩的桩身弯矩包络图；根据围护桩的抗弯承载力确定非等长组合桩的根数配比。采用本发明提供的非等长组合围护桩设计方法，考虑了围护桩抗弯承载力的充分利用，在保证安全的前提下有效节约了工程造价，设计方法步骤明确，具有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及土木工程施工技术领域，特别是涉及一种非等长组合围护桩设计方法。

背景技术

随着城市地下空间利用的迅速发展，对相关基坑围护技术的要求也相应地提高。基坑围护结构一般是临时性的结构，若过于追求安全，将造成人力和物力资源的浪费。

目前，基坑围护设计通常采用等长桩的方法，但在基坑底面以下桩身的弯矩随深度增加而逐渐减小，按等长桩的形式进行布桩时桩体下部的抗弯承载性能没有得到充分的发挥，也无法充分利用土质条件和桩土共同作用的原理，造成了工期的增加以及工程造价的浪费。目前规范中仍没有提供非等长组合围护桩设计方法。

因此，找到一种简便合理的非等长组合围护桩设计方法，使工程设计人员快速、有效地进行非等长组合围护桩的设计，在保证安全的前提下缩减工期，有效节约工程造价，是一个很有工程应用价值的技术问题。

发明内容

本发明的目的是，针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种非等长组合围护桩设计方法。

本发明的技术方案是，

S1：根据工程的工程地质报告、建筑结构施工图，明确基坑的几何参数以及土体物理力学参数，主要包括基坑的开挖深度H，以及3倍深基坑深度范围内的地层土体的内摩擦角粘聚力c及天然重度γ。

S2：根据基坑围护设计的整体稳定性要求，采用圆弧滑动简单条分法确定非等长组合围护桩中的长桩桩长，按下列步骤进行计算确定：

S21：确定某一过围护桩长桩桩底及其以下的圆弧滑动面；

S22：计算抗滑力矩M_R：

式中：c_ik、为滑动面上第i土条滑动面上土的固结不排水(快)剪黏聚力、内摩擦角标准值；

l_i为第i土条的弧长；

b_i为第i土条的宽度；

w_i为作用于滑裂面上第i土条的质量，按上覆土层的天然土质量计算；

θ_i为第i土条弧线中点切线与水平线夹角；

q为地面超载；

T_j为第j层支撑作用力；

R为圆弧滑动面半径；

R_j为第j层支撑位置距离圆弧滑动面圆心的距离；

S23：计算下滑力矩M_S：

M_S＝R∑(qb_i+w_i)sinθ_i

各个参数物理意义同前。

S24：进行基坑整体稳定性验算：