[发明专利]一种双排桩支护结构抗倾覆稳定性计算方法

摘要

本发明涉及一种双排桩支护结构抗倾覆稳定性计算方法，针对双排桩基坑支护结构（包括前排桩1、后排桩2、桩顶连梁3、桩间土4），提出了一种可考虑前排桩抗压、后排桩抗拔力偶和地下水浮力影响的双排桩基坑支护结构抗倾覆稳定性计算方法，并推导出了相应的解析式。该方法克服了现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120‑2012以及湖北省《基坑工程技术规程》DB42/T159‑2012中双排桩支护结构抗倾覆计算方法引起的桩长过长，造成工程浪费的缺点。工程案例验算表明，同条件下，使用本发明所论述的方法计算双排桩支护结构抗倾覆稳定性，相比于现行规范，安全系数可提高20%~55%。本发明提供的计算方法可靠性高、结果合理且简单易行、计算成本低、设计方案经济合理。

主权项

1.一种双排桩支护结构抗倾覆稳定性计算方法，所述双排桩基坑支护结构包括前排桩、后排桩、桩顶连梁和桩间土，基于现行规范中双排桩支护结构抗倾覆安全系数计算方法的基础上，考虑前排桩抗压、后排桩抗拔力偶和地下水浮力对双排桩支护结构抗倾覆安全系数Kqf’影响的进行计算；所述方法包括以下步骤：(1)基坑主动侧水土压力倾覆力矩EaZa、被动侧水土压力抗倾覆力矩EpZp、双排桩支护体系自重抗倾覆力矩GZG按现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120‑2012或者湖北省《基坑工程技术规程》DB42/T159‑2012中计算公式计算；其中Ea为基坑外侧主动水土压力的标准值、Ep为基坑内侧被动水土压力的标准值、Za为基坑外侧主动水土压力的合力、Zp基坑内侧被动水土压力的合力、G为双排桩、桩顶连梁和桩间土的自重之和、ZG为双排桩、桩顶连梁和桩间土的重心至前排桩边缘的水平距离；(2)计算前排桩抗压、后排桩抗拔力偶抗倾覆力矩根据勘察报告提供的地层物理力学参数，确定各土层的重度γ、粘聚力c_z和内摩擦角根据土压力理论计算主动土压力e_az；则深度z处土体对后排桩的摩擦力e_fz＝μ_z·e_az+c_z，其中后排桩抗拔力Tf＝Ef＝∑efz；由于土体对前排桩的摩擦力Tf'对双排桩支护结构倾覆转动点的力臂等于0，因此，前排桩抗压、后排桩抗拔力所提供的抗倾覆力矩为Tf·B；其中B＝sy+d，sy为双排桩排距；d为桩的直径；(3)计算地下水浮力倾覆力矩根据场地实际地下水位的监测，确定基坑内地下水水位hw1和基坑外地下水水位hw2，当桩底位于透水性好的粉土、粉砂或卵石土层，地下水对双排桩支护结构的浮力μm＝(hw1+hw2)/2，水土压力采用水土分算原则计算，土的抗剪强度指标采用有效应力强度指标；当桩底位于透水性差的黏性土或老黏土土层，地下水对双排桩支护结构的浮力μm＝0，水土压力采用水土合算原则计算，土的抗剪强度指标采用总应力强度指标；则地下水浮力倾覆力矩为μm·B·ZG；(4)计算双排桩支护结构抗倾覆安全系数Kqf’