中国矿业大学深基坑6.pdf

3.4 悬臂桩计算 3.4.1 计算原理 悬臂桩看似一端固定的悬臂梁，实际上二者有根本的不同 之处。首先是悬臂桩难以确定固定端位置，因为桩在两侧 土压力作用下，每个截面都会发生水平方向的位移和转角 变形。其次，嵌入坑底以下部分的作用力很复杂，难于确 定。因而期望以悬臂梁为基本构件体系，考虑桩和土体的 变形一致来进行解题将是非常复杂的。现行的计算方法均 是：先对桩在整体失稳时的两侧荷载分布作一些假设，然 后简化为静定的平衡问题来进行解题。 悬臂桩主要依靠嵌入土内的深度，来平衡自重应力、地面 荷载及渗流等形成的侧压力。因此首先要计算插入深度。 其次还要计算桩所承受的最大弯距，以便进行桩的截面及 和配筋设计。 • 目前悬臂桩的计算方法有四类：静力平衡法，杆系有 限单元法，共同变形法和有限单元法。静力平衡法简 单而近似，在工程设计计算中被广泛应用；后三种方 法正成为研究的热门，但要广泛用于工程设计计算尚 待进一步发展。下面重点介绍一下静力平衡法。 • 古典的静力平衡法认为悬臂桩在主动土压力作用下， 将趋向于绕桩上的某一点发生转动，从而使土压力的 分布发生变化。桩后土压力由主动土压力转到被动土 压力，而桩前土压力则由被动土压力转到主动土压力。 • 静力平衡法常用的土压力分布形式如下页图3-22所示， (a) (b) (a) 图比较接近实际的土压力分布，是实际曲线的初步简化， (b) 图是H.Blum 的进一步简化，将旋转点以下的被动土压力 近似的用一个集中力代替。(a) 图中的插入深度t0可用(b) 图中 的x代替，但必须满足绕C点的静力平衡条件。 3.4.2 Blum计算方法 ? 图3-23 Blum计算方法简图 （a ）简化的土压力分布图，（b ）弯矩图 一、求桩插入深度 e aH 先求坑底至土压力零点深度 μ γ(K P −K a ) • 再由∑M c = 0 求土压力零点之下的深度 x ( )( − ) − ⋅ 0 • ∑P l +x a EP 3 1 1 2 • 又 EP γ(K P −K a )x ⋅x γ(K P −K a )x 2 2 1 3 )( ) γ( ) 0 (∑ + − − −K x • 故 P l x a K P a 6 • 简化后得： 6 ∑ 6(∑ )( − ) 3 P P l a x −