经验交流：深基坑工程中围护桩侵线的方法（二）岩土工程师考试

文章作者 100test 发表时间 2009:02:11 18:04:27
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　　4、验算
　　分两种情况。
　　⑴安装第四道钢支撑并凿除围护桩侵线部分砼后。
　　基坑共三道钢支撑，设计图纸要求各道钢支撑施加预应力：第一道 600KN，第二道 800KN，第三道 600KN。根据围护桩受力情况，可将围护桩简化为底端固定，四道钢支撑为支座的 4 跨连续梁，而且左侧承受土压力，而右侧承受钢支撑施加的预加应力，为超静定结构，采用力法进行围护桩受力计算，根据力法原则，将铰支座去除，用 X1、X2、X3、X4 分别表示各支座的未知力，取使围护桩左侧受拉的力为正，右侧受拉的力为负，可以简化为图 2 所示。

　　取地质勘查报告中离侵线桩最近的钻探孔的地质情况计算土压力（采用朗肯土压力计算公式计算），力法典型方程为：
　　δ11X1 δ12X2 δ13X3 δ14X4 △1P=0
　　δ21X1 δ22X2 δ23X3 δ24X4 △2P=0
　　δ31X1 δ32X2 δ33X3 δ34X4 △3P=0
　　δ41X1 δ42X2 δ43X3 δ44X4 △4P=0
　　绘出各单位未知力引起的单位弯矩图，如图 3 所示。

　　根据图乘法求得各系数项和自由项，将以上系数项和自由项代入力法典型方程。此方程为四元一次方程组，采用计算软件 Matlab 进行计算，最终得：
　　X1=-85.2kN
　　X2=1512.5kN
　　X3=-556.7kN
　　X4=1410.6kN（负表示钢支撑承受压力，正表示钢支撑承受拉力）
　　所以底板面侵线位置最大处弯矩为：

　　

　　剪力：
　　V= (99.9 143.1) ×1.6/2 (81.82 100.64) ×
　　1.6/2 (89.21 103.74)×1.2/2 (114.32 122.93)×
　　0.7/2-600-600-800-600-85.2 1512.5-556.7 1410.6
　　=220.38kN
　　在此位置割除侵线部分后围护桩所能承担的最大弯矩（由于围护桩割除后，受拉区和受压区位置产生变化，按近似受拉区与受压区截面积相等计算，单计算剩余钢筋能承受的弯矩，外侧受拉）：
　　M=2×310×π×142×(142.84/2 129.82 91.48 29.66)/1000000
　　允许剪力（按不配置箍筋和弯起钢筋的受弯构件计算）：V=fvAs=13×π×0.0142×170×103=1360.81KN
　　大于围护桩受到的弯矩和剪力。
　　⑵当施工侧墙时，拆除原第三道钢支撑，进行侧墙砼第一次浇筑前，这时围护桩受力可简化为 3 跨连续梁，如图 4 所示。

　　原连续梁在铰支座处不发生水平相对位移，则力法典型方程为：
　　δ11X1 δ12X2 δ13X3 △1P=0
　　δ21X1 δ22X2 δ23X3 △2P=0
　　δ31X1 δ32X2 δ33X3 △3P=0
　　绘出各单位未知力引起的单位弯矩图，如图 5 所示。

　　根据图乘法求得各系数项和自由项，将以上系数项和自由项代入力法典型方程。此方程为三元一次方程组，采用计算软件 Matlab 进行计算，最终得：X1=1006.1kN，X2=-264.8kN，X3=-135.4kN
　　（正表示钢支撑承受压力，负表示钢支撑承受拉力）。
　　所以底板面侵线位置最大处弯矩为：
　　剪力：
　　V= (99.9 143.1) ×1.6/2 (81.82 100.64) ×
　　1.6/2 (89.21 103.74)×1.2/2 (114.32 122.93)×
　　0.7/2-600-600-800 1006.1-264.8-135.4=-854.92kN
　　小于第一项验算中所算得的围护桩所能承受的弯矩和剪力。
　　经设计验算，这种方法满足主体结构在施工阶段的受力要求，围护桩侵线对主体结构在使用阶段受力没有影响
　　5、结束语
　　以上只是围护桩施工出现侵线后的几点补救方法和措施，所谓“预防胜于治疗”，在施工过程中对围护桩施工的质量要有充分的管理和对施工人员培训，令每个相关工作人员都清楚认识到围护桩质量的重要性。施工技术人员只有具备较强的实践能力，才能在工程实施中创造有利的施工条件，正确判断和处理建设中所发生的工程质量问题。管理水平的高低与工程质量优劣密切相关，管理人员只有具备较高的管理能力，才能提高在工程管理中的水平，才能正确决策和管理工程质量问题。
　　（百考试题岩土）