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格形钢板桩结构的整体稳定性计算

309 2021-12-28 09:08:22

格形钢板桩结构建筑物的整体稳定性基本可按重力式结构进行计算。但由于格形结构又有一些区别于一般重力式结构的特点,因而在计算有一些特殊的问题尚须加以注意。

1.计算方法

整体稳定性计算方法。要源干土坡的稳定分析方法。臼前较有代表性的有简单条分法、毕肖普法和詹布法。其中,简单条分法与毕肖普法通常假定极限破坏面为圆弧面,根据力矩的平衡条件建立极限状态方程。而詹布法则考虑了滑动面为各种可能的曲面、引入了普遍分条的概念,根据水平方向的力系平衡条件建立极限状态方程。从儿种方法所考虑问题的全面程度上看、 管布法最好。毕肖普法次之。简单条分法略差。计算的安全系数一般是詹布法最大,毕肖普法次之、简单条分法最小,其差值在 10%左右。从实际的使用经验与计算的简便程度上看,简单条分法最好,其余两种略差。

综上所述。本文建议∶ 由于简单条分法计算简便,在工程中应用的最为广泛,有较为丰富的经验可循,并且其计算结果偏于保守,因而对于常规条件下的格形建筑物分析,可优先采用该法。当工程特别重要或地基、整体构造特别复杂时,可用毕肖普法及詹布法作进一步核算。

具体的计算方法、抗剪强度指标及许用安全系数的确定等问题,可参见有关书籍,本文不再叙述。

2.格形结构整体稳定性分析的注意事项

(1)后方填料土质的问题。格形钢板桩结构建筑物的后方填料通常为砂性土,而在简单电条分法与毕肖普法中的圆弧滑动面是基于粘性土的极限滑动面接近于螺线或圆弧而设定的,率后方填料为砂性土时,这种假设显然与实际差别较大。故在某些特殊情况下,当以圆弧滑动法限定的控制滑弧在后方回填区与主动破裂面相去较远时,应以复合滑动面进行核算,此时在后方回填区内极限破裂面可取为主动破裂面或与之平行的平面,见图 3.7.4。

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(2)钢板桩格体的影响。在格形钢板桩结构中,由相互连锁的钢板桩构成的格体与格内填料共同作用,其抗剪能力较大。并且在结构设计中已在抗剪切变形计算项目中对其抗剪性能进行了较严格的计算。这样在整体稳定性计算中即可不再考虑通过格体的滑动面。具体处理时可以设定格体区域为一种强度极大的土体, 当然也可以人为地限定滑动面不切过钢板桩区域。

(3)持力基桩的影响。当格形钢板桩结构建筑物设有单独的持力基桩时,通过滑动面的桩体将产生一定的抗滑作用,对这类问题有不少资料介绍过,规范中也规定了处理办法。但本文认为在格形钢板桩结构中对该问题的考虑应慎重。首先,格形结构中的持力基桩通常属于低桩,桩身基本上位于填料内部,受力复杂,工作状态不易确定。其次,因为持力基桩的人土深度通常较小。 因而在滑动面以下的长度有限。很难具备足够的嵌固性能,这学滑动面处的桩身的抗剪性能难以充分发挥。基于这些原因,本文建议对持力基桩的抗剪阻滑作用依下考虑

①当持力基桩入土深度较小,位于设定滑动面以下不足 3m。或基桩为混凝土等抗剪能力较小的桩时,在整体稳定计算中不考虑其抗滑作用。

②当持力基桩入土深度较大,且基桩为钢结构、大尺度预应力混凝土结构时,可考虑其抗剪作用,但设计组合情况下,不计其抗剪作用的整体稳定性,安全系数不宜小于 1。基桩的抗剪作用计算方法可参见有关规范、条文。

此外, 当设置持力基桩时。由干基桩将向地基中传力,因而在整体稳定性计算中。竖向力系也将发生变化,建议按以下方法考虑∶

①当持力基桩为摩擦桩,且其桩尖位于滑动面以上或以下较浅处时,可不予考虑。

②当持力基桩为端承桩,其持力层坚硬时,可在整体稳定性计算中扣除由桩下传的自重及竖向荷载。

③当持力基桩为摩擦桩,且其入土深度较大时,应根据桩身具体的工作状态,在稳定计算中扣除由桩传入滑动面以下部分的竖向力。

④在整体稳定性计算中,不考虑持力基桩对水平荷载的影响。

(4)透水性差的问题。格形钢板桩结构的透水性较差,如在构造上未设置可靠的排水设施, 在整体稳定性计算中应考感剩余水头的影响。 当建筑物作为围堰等挡水建筑时。渗流的问题也不可忽视。