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格形钢板桩的布置

299 2022-03-18 13:34:54

经抗剪切变形、整体稳定性、地基稳定性等项计算确定了格体的换算宽度后,就可以进行格形的布置。格形的布置除应满足计算宽度换算上的等效外,在格形的选择及细部尺寸的确定中还应兼顾到使用、施工、构造及经济等各方面的问题。

一、格形的选择

在第二章中已介绍过几种较常见的格形布置形式。各种布置形式的性能均有差异。在具体设计中应充分考虑到计算理论、施工条件、使用要求等多方面的因素,选择最为合理的格形。不过从目前的情况看,除圆格形外其它的格形布置形式尚无采用的先例。由于缺少实践经验,加之研究工作有限,因而对这些格形的一些构造上的问题及其受力特点也不很清楚。相对而言圆格形布置形式则比较成熟,也有众多成功的经验可借鉴,因此本文建议;在通常的情况下应优先考虑圆格形布置形式。 当限于各种原因必须采用其它的布置形式时、应对其施工、使用、受力状态等各方面的性能进行充分的研究、论证。同时应进行模型试验与必要的原型观测。

二、格形布置的基本原则

布置钢板桩格形时,在方案可行的前提下应以经济合理作为基本原则。作为经济要求,主要是指在换算宽度不变的条件下,钢板桩的用量应越小越好。合理性的要求内容较多,首先从格体自身内力的角度考虑,格形的布局应能充分利用板桩的强度,尽可能使内力降低,分布均匀;从外部的角度考虑,布置的格形除应满足施工要求、使用要求外,还应便于上部结构及其它附属设施的布置。

三、格形布置的构造要求

在进行格形布置时,应考虑以下几方面的构造要求。

1.格室中心距

在确定格形结构的格室中心距时,从稳定性的角度考虑应在可能的条件下使其越小越好。同时应通过该值的调节使建筑物总长与拟建建筑物的设计长度尽量吻合。

2.格室外沿线

当拟建建筑物的上部结构因使用要求等原因必须使外沿线形成直线时,在布置格形时应尽量使其外沿线的凸凹量减小, 以便于上部结构的布置。并改善其受力条件。

3.格室变形预曾

由于格形在格内填料侧胀力的作用下将产生较大的侧向变形,因而在布置格形时应估算其变形量,在设计中预留,以保证竣工后尺寸符合意图。

4.持力基桩

在布置格形钢板桩时,应兼顾持力基桩的布置,以免两者发生冲突或引起布桩、沉桩的不便。

5.接头板桩

格形的交叉处一般需设三向或四向的异型接头板桩,为使其受力状态良好并便于制作、拼装,其单肢长最好取用普通板桩桩宽的一半,而两肢间的夹角不宜小于30°。 见图3.10.1.

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四、格形的细部尺寸计算

格室换算宽度与格形尺寸间的换算,主要依据两者力学性能上的等效性进行。为满足或近似满足这一要求,实际格室与换算格室的水平截面面积应相等,其惯性矩应接近。由于格形结构建筑物在纵向一般是连续的,加之在构造上尚有一些特殊的要求,所以上述两个条件往往无法同时满足。鉴于在两个条件中以格室面积相等更为重要,所以通常以此作为控制条件,而忽略第二个条件。以下将据此给出常见的几种格形的细部尺寸计算方法。在计算中假定格体换算宽度是已经确定的。

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五、钢板桩布置

格形各部位的细部尺寸确定后,如钢板桩宽度已定,即可进行板桩布置。由于通过计算得到的格形各分段弧长通常不符合为钢板桩桩宽整数倍的要求,因而在布桩过程中尚应根据这一条件对格形尺寸作必要的调整。因其计算较简单,故本文不加详述,仅提以~几点应于调整中注意的事项∶

(1)计算中各段弧线应按实际的折线计算。

(2)格形中接头处异型板桩的交接偏角应于调整过程中严格限定,不得改变。

(3)因格形为闭合形式,要求计算精度较高,计算的布桩结果以精确至毫米为宜。

(4)经调整计算后,应根据调整后的格形尺寸反算其换算宽度,当与原设计值相差较大时,应对结构的稳定、变形等各项性能进行复核。换算宽度差值的大小限度建议按土5%限定。