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鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算:梅州旋挖鉆機(jī)租賃【連續(xù)墻抓斗出租】梅州旋挖鉆出租公司【139-2409-7787-馬總】

計(jì)算荷載的選取

岸上鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)所受荷載主要為土壓力、水壓力,、基坑外側(cè)施工車輛作用及材料,、機(jī)具堆放引起的附加力；水中鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)所受荷載主要為土壓力,、水壓力,、水流力、波浪力,。對于任何結(jié)構(gòu)計(jì)算而言,，荷載的選取極其重要，過于保守的取值會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜,、材料浪費(fèi)以致增加施工成本,；然而荷載取值考慮不周全又會造成結(jié)構(gòu)不安全，因此合理的荷載取值是支護(hù)結(jié)構(gòu)安全,、合理進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的前提,。

（1）土壓力、水壓力

基坑工程中,，要準(zhǔn)確模擬,、計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際所受土壓力、水壓力極其復(fù)雜,，目前針對這方面的研究成果也比較多,，但是絕大多數(shù)并沒有得到廣泛的應(yīng)用。支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過程中所受的實(shí)際土壓力,、水壓力受諸多因素的影響,，計(jì)算時(shí)通常參考現(xiàn)有研究理論及根據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)行調(diào)整。土體力學(xué)特征值的取值可以參考施工場地地質(zhì)報(bào)告（建筑工程在施工前均會進(jìn)行詳細(xì)的,、針對性的地質(zhì)勘探并提供設(shè)計(jì)方,、施工方詳細(xì)的分析報(bào)告，而在一些鐵路,、公路工程中,，由于工程線路較長，待施工的基坑位置并不一定有地質(zhì)勘查點(diǎn),，對于較大型基坑建議施工前對這些位置進(jìn)行補(bǔ)勘）,。目前土壓力的計(jì)算主要采用庫侖土壓力法和朗肯土壓力法，水壓力的計(jì)算直接采用靜水壓力公式,。在分析采用水土分算還是合算時(shí),，目前一般籠統(tǒng)概括為粘土和粉土采用水土合算，砂土,、卵石層采用水土分算,。這種計(jì)算方法在許多工程實(shí)例中也被證實(shí)是合適的,，筆者認(rèn)為在不存在滲流的情況下粘土和粉土采用水土合算是合適的，但是在存在滲流的情況下,，這種計(jì)算方法并不能真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際情況,。滲流會對土體強(qiáng)度、土體自重應(yīng)力產(chǎn)生較大的影響,，所以在分析采用水土分算還是合算時(shí),，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及現(xiàn)場實(shí)際施工工序情況，對施工中可能存在滲流現(xiàn)象的不管是何種土層,，均應(yīng)采用水土分算法,。

（2）水流力、波浪力
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水中鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)除了受到靜水壓力外,，一些環(huán)境下的結(jié)構(gòu)還會受到水流力,、波浪力的作用。

在沒有潮汛作用的情況下,，對于最大流速小于2m/s的支護(hù)結(jié)構(gòu),，筆者認(rèn)為水流力對整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響不大，甚至可以在計(jì)算時(shí)不予考慮,。但是對于受到潮汛作用的支護(hù)結(jié)構(gòu),，應(yīng)對整個(gè)結(jié)構(gòu)取一般施工水位、最高水位及最低水位（最高,、最低峰值水位根據(jù)基坑施工、使用周期,、安全性要求考慮取25年一遇,、50年一遇進(jìn)行取值）分別進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受水流力作用的位置進(jìn)行整個(gè)基坑的穩(wěn)定性驗(yàn)算,。

對于需要計(jì)算波浪力的支護(hù)結(jié)構(gòu),，設(shè)計(jì)波浪的重現(xiàn)期可取25年一遇。由于波峰作用時(shí),，鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)受到波壓力作用,；而波谷作用時(shí)，鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)受到波吸力的作用,。計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)可能出現(xiàn)的不同工況按最不利組合進(jìn)行計(jì)算,。

水流力、波浪力的計(jì)算方法可以根據(jù)各行業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范中的計(jì)算公式進(jìn)行,。

（3）基坑外側(cè)的附加力

基坑外側(cè)的附加力主要指岸上基坑施工中外側(cè)施工車輛及材料,、機(jī)具堆放引起的，有些作用荷載對支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算影響較大,，所以在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)擬施工情況進(jìn)行考慮并且在施工過程中對基坑外施工車輛的站位,、行車位置及機(jī)具材料的堆放位置進(jìn)行-,，不允許出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)考慮荷載的情況。

鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算

鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法很多,，主要包括經(jīng)典計(jì)算法（如靜力平衡法,、等值梁法），彈性地基梁法,。靜力平衡法,、等值梁法均不考慮墻體及支撐變形，將用經(jīng)典的土壓力理論計(jì)算的土壓力作為外力施加在鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上,，然后通過求解水平方向合力及支撐點(diǎn)彎矩為零的方程求得結(jié)構(gòu)內(nèi)力和支撐反力,，再將支撐反力加載到內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)上。彈性地基梁法則是基于支護(hù)結(jié)構(gòu)與周圍土體的變形協(xié)調(diào)一致的實(shí)際情況,，將支護(hù)結(jié)構(gòu)作為支撐在一系列彈性支座上的梁來求解支護(hù)樁的變形與支撐反力,，然后求解最大彎矩及其位置，再將支撐反力加載到內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)上,。以上不管何種計(jì)算方法均是假設(shè)取單元寬度鋼板樁結(jié)構(gòu)作為梁單元,，在求得梁單元自身的內(nèi)力和反力后，再將反力加載到內(nèi)支撐系統(tǒng)上去,。

目前這兩種計(jì)算方法運(yùn)用均較普遍,，但是通過計(jì)算我們也可知兩種方法計(jì)算結(jié)果差距較大，因此在面對設(shè)計(jì)工程時(shí)采用何種計(jì)算方法是設(shè)計(jì)人員的疑慮,。筆者認(rèn)為針對懸臂式鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu),、單支撐鋼板樁結(jié)構(gòu)可以采用經(jīng)典法計(jì)算；采用“邊開挖邊支撐”法施工的多支撐式鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)可以采用彈性地基梁法計(jì)算,。

當(dāng)然目前市面上,，還有不少關(guān)于基坑支撐設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件，針對上述三種鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)均可以進(jìn)行模擬計(jì)算,。但是遇到一些特殊施工工藝的支護(hù)結(jié)構(gòu),，上述兩種計(jì)算方法在計(jì)算中均存在較大缺陷。例如我公司多次在水中鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工采用的“先形成支撐后挖土”,、“水下吸泥后澆筑封底混凝土”,、“施工中多次抽水、注水”的工藝,，在采用上述兩種計(jì)算方法時(shí)均不能較好的模擬實(shí)際施工工況,，根據(jù)我公司對采用上述工藝施工的鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形監(jiān)控反應(yīng)實(shí)測結(jié)果跟計(jì)算結(jié)構(gòu)相差較大,，經(jīng)過不斷分析,、總結(jié)及實(shí)際工程的檢驗(yàn)，我們認(rèn)為采用有限元軟件對整個(gè)鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模,，根據(jù)施工工序進(jìn)行施工階段的模擬更能反映實(shí)際的施工工況,。

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