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钢板桩支护设计与施工计算的部分规定探讨_褚天舒.pdf

1、江 苏建筑 20 22 年第 6期(总第 225 期)1 研究背景 钢 板 桩 已 成 为 在 深 基 坑 中十 分常 用 的 支 护 方 式,国 内 外 学者 对 钢 板 桩 支 护 开 展 了 大 量研究,无 论 是 国 家 规 范 还 是 地 方 规程,都 将 基 坑 支 护 计 算 放在 突 出 位置,技术 先 进、安 全 适 用、经济 合理、保 护 环境 的 钢 板 桩 支 护 是 基 坑 支 护 最 常 用 的,如图 1所 示。何 琪 明 等 1探 究 了 OU 组 合 板 桩 支 护 形式 比 SMW 工 法 桩 的 优 势。蔺 鹏 臻 等 2通 过 现 场 钢 板 桩 的 对

2、比 试 验,分 析 了 新 型 引 孔 回 填 料 的 嵌 固 效 果。钢 板桩支护 设计与 施工 计 算 的 部分 规 定探 讨 褚 天 舒(苏州 市 相 城 区 住房 和 城 乡 建设 局,江苏苏州 215131)摘 要 近 年 来,随 着 城 镇 建设中高 层 及 超 高 层 建筑的大量 涌 现,钢 板 桩 在 深 基 坑 工程中的 应用 越 来 越 多。不 同地 区 对 深 基 坑 钢 板 桩 支 护 开 展 了 广 泛 研究,制 定 了 相 关 规 范。但 是 目 前 尚 未 有研究 者 关 注 不 同地 区 规 范 之 间 的 差异,因此 该 研究 致力于 比 较 当前现行的 规

3、程的计 算 方 法,探 讨 其 适用 性。阅 读 钢 板 桩 基 坑 支 护 现行 规 范,比 较 它 们 的计 算 方 法,探 究 其 适用 范围。支 护 设计计 算 存 在 两 种 承 载 力 计 算 方 式,支 护 结 构 形 式 的 不 同对 嵌 固深 度 有 较 大 影响。深 基 坑 设计 时 设计 单 位 应 重 点 考 虑打 桩 参 数 和 拔 桩 阻 力 的 施 工计 算。本 研究 对 组 合 式 钢 板 桩 支 护 的 焊缝 强 度 计 算 方 法 的 探 讨、比 较 结 果,对于 指 导 基 坑 支 护 的设计与 施 工有 所 裨 益。关键词 钢 板 桩;规 程;支 护 设

4、计;施 工计 算 中图分类号 TU753.3 文献标志码 A 文章编号 1005-6270(202 2)06-0087-05Exploration of the Part Regulations on Steel Sheet Pile Support Design and Construction Calculation CHU Tian-shu(Suzhou Xiangcheng District Housing and Urban Rural Development Bureau,Suzhou Jiangsu 215131 China)Abstract:In recent years,wi

5、th the emergence of a large number of high-rise and super high-rise buildings in urban construction,steel sheet piles are increasingly used in deep foundation pit projects.Extensive research on steel sheet pile support for deep foundation pit has been carried out in different areas and relevant spec

6、ifications have been formulated.However,no researchers have yet paid attention to the differences between different regional norms.Therefore,this study aims to compare the current calculation methods of the regulations and explore their applicability.Read the current regulations of steel sheet pile

7、foundation pit support,compare their calculation methods,and explore their application scope.There are two kinds of bearing capacity calculation methods in support design and calculation.The different form of support structure has great influence on embedment depth.When designing deep foundation pit

8、,the design unit should consider the construction calculation of pile driving parameters and pile pulling resistance.Finally,the results of this study are helpful to guide the design and construction of foundation pit support by discussing and comparing the calculation methods of weld strength of co

9、mbined steel sheet pile support.Key words:steel sheet pile;specification;support design;construction calculation 收 稿 日 期 20 22-08-09作 者 简 介 褚 天 舒,男(1992-),苏 州 市 相 城区 住 房 和 城 乡 建 设局,工 程 师,研究 方 向 为 深 基 坑岩 土 工 程设 计 与施工、建 设 工 程 质 量 安 全 监 督 管 理。图 1 施 工 现 场钢板 桩 基 坑支护 的应用 87江 苏建筑 20 22年第 6期(总第 225期)G.L.Siv

10、akumar Bab 等 3采 用了 一 种 用 逆 可 靠 度 法 求 悬 臂 板 桩 墙 深 度 和 截 面 模 量 的 方法。建 议 的 程 序 采 用 反 向 一 阶 可 靠 度 方法,建 立 了 桩 墙 的 设 计 贯 入 深 度 和 截 面 模 型。Seung-Hyun Lee 等 4对 振 动 打 桩 下 的 仪 表 化 钢 板 桩 进行了 一 些 足 尺 现 场 试 验,试 验 证 明 振 动 打 桩 模 型 的 参数 与 从 试 验 现 场 获 得 的标 准贯 入 试 验 的 锤 击 数(N 值)相 关。余 敦猛 等 5探 讨 了 组 合 钢 板 桩 结 合 内 支 撑 支

11、护 在 技术 上的 可 行 性,在 经济 和工期上 也 具 有 很 大 优 势。Adnan A.Basma6 在 悬 臂 钢 板 桩 设 计 中,对 传统 库 仑 理论 计 算 挡 土 结 构 侧 向 土 压 力 进行了 一 些 经 验 修 改,开 展 了 可 靠 性 设 计 方法 的 使 用。R.J.Crawford 等 7提出 了 预 测 接 桩 弯曲 应 力和 压 接 力的 数 值 模 型,并 开 展 了 拉 森 钢 板 桩 的 缩 尺 度 试 验 结果。有关 规程可 以因 地 制 宜 地 指 导相 关 地区 钢 板 桩 支 护 设 计 与施工,但 相 关 规程 计 算 方法 的 适 用

12、 性值 得 探 讨,相 关 对 比 分 析 的 成 果 也 相 对 较 少。表 1 列 举 了当 前现 行 的 规 范 和有关 规 程,围 绕 钢 板 桩 支 护 模式 进行 探 究。表 1 现 行 建筑基 坑支护 技术 规 程 序号 区 域 技术规程 名 称 规程 编 号 施 行日 期 1234567全国 云 南 省 山 西 省 全国 江苏 省 广 东 省 安 徽 省 建筑 基 坑 支 护 技术规程 8 建筑 基 坑 钢 板 桩 支 护 技术规程 9 钢 板 桩 支 护 技术规程 10 钢 板 桩 支 护 技术规程 11 U型 H 型 组 合 钢 板 桩 支 护 技术规程 12 深 基 坑

13、钢 板 桩 支 护 技术规程 13 钢 板 桩 基 坑 支 护 技术规程 14 JGJ 120 2012DBJ 53/T-74 2015DBJ 04/T328 2016T/CECS 720 2020DB32/T 3755 2020DBJ/T 15-214 2021DB34/T 3946 20212012.10.12015.12.12016.6.12021.1.12020.5.12021.4.12021.12.82 钢板 桩支护 设计计 算 2.1 截 面承 载 力 计 算 钢 板 桩 支 护 结构 设 计 应 明确 支 护 结构 的 设 计 使 用 年 限,广 东 省 规程 13规 定 钢 板

14、 桩 支 护 的 设 计 使 用 年 限 不 应 小 于一年,此 条 文 引 用 的全国 规程 8、云 南 省 规程 9中 对 使 用 年 限 超 过 二年的 基 坑,应 进 行 安 全 评 估 并根 据 具 体 情况 采取加 强 措施。2.1.1 第一 种 承 载 力 计 算 方 式 按 照 山 西 省 规程 10,钢 板 桩 计 算 应 当 看 成 是 压 弯 构 件 设 计,当 轴 向 力 较 小 时 可 按受 弯 构 件 设 计,所 以 钢 板 桩 构 件 抗弯 承 载 力 计 算 是 十 分 重 要 的,上 述 规 范 都 给 出 了 相 应 的 公式,给 出 了如 下公式:=M W

15、 x f(1)式(1)中:为 钢 板 桩 截 面 应 力(N/mm2);M 为 作 用 在 钢 板 桩 上的 弯矩 设 计 值(kN m);W x 为 钢 板 桩 的 截 面 抵 抗矩(mm 2);为 抵 抗矩 折 减 系 数,当 设 置 有 整 体 钢 腰 梁 时,取值 1.0,不 设 置 腰 梁 或 分 段 设 置 时,取值 0.9;为 钢 板 桩 重 复 利用 折 减 系 数,对 于 首 次 使 用 的新 钢 板 桩,取值 1.0,对 于 重 复 使 用 的 旧 钢 板 桩,根 据重 复 利用 的 次 数,参 考 取值 0.85 0.95;f 为 钢 板 桩 构 件材料 强 度设 计 值

16、(N/mm2)。对 于 U型 H 型 组 合 钢 板 桩,江苏 省 规程 12给 出 了如 下公式:0M W f(2)比较 式(1)和 式(2)明 显 不同 的 是,0是 支 护 结 构 重 要 性 系 数,按 全国 规程 8选 用,此 条原引 其 中的 3.1.6 条:支 护 结构构 件 按 承 载 力 极 限 状 态 设 计 时,作 用 基 本 组 合的 分 项 系 数 不 应 小 于 1.25。对 于 安 全 等 级 为 一 级、二 级、三 级 的 支 护 结构,其 重 要 性 系 数 0分 别 不 应 小 于 1.1、1.0、0.9,江苏 省 规程 12中 对 于 M 的 解 释 是

17、组 合 截 面的 弯矩 设 计 值,但 是 从 钢 板 桩 支 护 技术规程 11的 3.0.7条、安 徽 省 规程 14 4.1.5条 对 于承 载 力 极 限 状 态 下对 于 0S d R d 有明确的 解 释,S d 为 基 本 组 合的 效应(轴 力、弯矩)设 计 值,江 苏 省 规程 与 其 它 地 域 性 规程 不符。2.1.2 第二 种 承 载 力 计 算 方 式 偏 心 受 压 计 算 方法:M W x+N A f(3)式(3)中:M 为 弯矩 设 计 值(N mm);N 为 作 用 在 钢 板 桩 上的 轴 心 压 力 设 计 值(N),由 竖 向荷 载产生;W x 为 钢 板 桩 的 截 面 模 量(mm3);为 截 面 模 量 折 减 系 数,为 重 复 利用 折 减 系 数,对 于 首 次 使 用 的新 钢 板 桩,取值 1.0,对 于 旧 钢 板 桩,无 相 关 数据 经 验 时,根 据重 复 利用 次 数,可 取 0.850.95;f为 钢 材 的 抗 拉、抗 压 和 抗弯 强 度设 计 值(N/mm2)。在 安 徽 省 规程 14中,4.2.3条 给 出 了不同构 造 对 钢 板 桩 的 影响,当不 设 置 冠 梁 或 整 体 围 檩 时,钢 板 桩 墙 的 截 面 模 量 折 减 系 数 取 0.6;当 设 置 冠 梁 88

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