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悬壁式板桩墙

悬壁式板桩墙

悬壁式板桩墙

悬壁式板桩墙,也称作悬臂式板桩墙,主要由板桩和土组成,与锚定式板桩墙相比,悬壁式板桩墙的板桩不设锚桿支撑,主要作用力是土压力,因此墙身位移较大,通常用于挡土高度不大的临时性支撑结构。悬壁式板桩墙的破坏一般是板桩柱底以上的某点转动,即转动破坏。

基本介绍

  • 中文名:悬壁式板桩墙
  • 外文名:cantilever sheet pile wall
  • 学科:土木工程
  • 组成:板桩和土
  • 破坏形式:转动破坏
  • 套用:地基处理

简介

板桩,防护桩的一种,其形状长而扁,可用于低边坡、基坑等的防护。一般採用强夯的办法打入。板桩能够延长渗径,减少渗透坡降,在水利水电施工中,板桩一般设在需防渗建筑物上游侧,一般设在沙性土中。悬壁式板桩墙是指板桩下部的被动压力来承受墙背后土压力的板墙。悬臂式板桩墙一般适合于拟建场地的土质情况较好,施工点周围不存在沉陷问题(不考虑周围建筑物的影响时)。一般多用于开挖深度小于3-5m的小开挖。

设计

力的传递

( 1) 边坡土压力传向简支横向板。採用库侖土压力理论计算。
( 2) 简支横向板压力传向支桩。 沿高度分段计算, 简化为承受均布荷载,採用钢筋混凝土简支构件计算内力及配筋。
( 3) 支柱压力传向桩。 沿高度承受三角形荷载,採用钢筋混凝土悬臂构件计算支柱的内力、配筋及柱顶的水平位移。
( 4) 桩承受支柱传来的压力。 为支柱提供固端约束,承受支柱传来的弯矩、剪力和轴力,并承受土体的主动土压力和被动土压力,根据水平力作用计算桩的内力和配筋,并确定桩的入土深度,验算提供固端约束的条件。

土压力的计算

土压力的大小和墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。 库侖土压力理论是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动契体时,从契体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。库侖土压力理论假设墙后填土是理想的散体,也就是填土只有内摩擦角 φ而没有内聚力 c,因此理论上只适用于无粘性填土,在实际工程中常採用粘性土回填,为了考虑粘性土的内聚力 c对土压力数值的影响,在套用库侖理论时,常将内摩擦角 φ增大,採用等值内摩擦角 φ=30 ° ~ 35 ° 。 另外,库侖理论假设墙后填土破坏时破裂面是一平面,而实际却是一曲面, 在主动土压力时,只有当墙背的斜度不大,墙背与填土的摩擦角较小时,破裂面才接近于一个平面,因此计算结果与按曲面滑动面计算的有出入,计算主动土压力时偏差不大,一般在 2%~ 10%,计算被动土压力时,误差较大,有时可达 2~ 3 倍,甚至更大。 在土压力的计算中,计算参数的正确选择与否,对计算结果影响很大,砂土的内摩擦角的一般取值细砂在 20° ~ 30 ° ;中砂在 30° ~ 40 ° ;砾石、卵石、粗砂在 40 °~ 45 ° 。 填土与墙背的摩擦角 δ随墙背的粗糙度、填料的性质、有无地面荷载、排水条件等因素而变化, 墙背愈粗糙,δ愈大;填土的 φ值愈大,δ也愈大。 δ还与超载的大小和填土面的倾角 β 成正比。 一般 δ在 0~ φ之间。

土压力

土体作用在挡土建筑物上的侧向压力。它由土的自重及土面上的荷载所引起。土压力分为主动土压力和被动土压力。土体使挡土建筑物移动的横向推力称为主动土压力;阻止建筑物移动的土抗力称为被动土压力。土压力的大小与土的重度、内摩擦角、粘结力、密实度、土面上的荷载、填土方法和顺序以及土面轮廓状态等因素有关。土压力计算是个複杂的问题,设计中多採用简化的计算方法,即古典土压力理论(库伦理论和朗金理论)。实验证明,对于刚性挡土墙,库论理论的计算结果与实际情况比较接近。土压力是重力式码头建筑物的主要设计荷载之一。为减少土压力,可在挡土墙后设定减压稜体或卸荷板等。

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