支撐桿的打入深度需綜合考慮地質(zhì)條件、荷載特性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及規(guī)范要求等多方面因素,通常通過以下步驟確定:
1. 地質(zhì)條件分析
- 土壤性質(zhì):通過地質(zhì)勘察確定土壤類型(黏土、砂土、礫石等)、密實(shí)度及承載力。軟土層需增加深度以提高抗拔力,硬質(zhì)土層可適當(dāng)減少。
- 地下水位:高水位區(qū)域需考慮土壤液化風(fēng)險,通常需穿透潛在滑動面或增加深度20%~30%。
- 分層結(jié)構(gòu):若土層分層明顯,需確保支撐桿深入穩(wěn)定地層(如密實(shí)砂層或基巖)至少1.5~2倍桿徑。
2. 荷載計(jì)算
- 靜態(tài)荷載:根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)的自重及附加荷載(如設(shè)備、堆載)計(jì)算抗傾覆力矩,深度需滿足力矩平衡要求。
- 動態(tài)荷載:、風(fēng)載等動態(tài)力需通過動力系數(shù)放大荷載,深度通常增加10%~20%。
- 安全系數(shù):一般取1.5~2.5,高風(fēng)險環(huán)境(如邊坡支護(hù))可提高至3.0。
3. 規(guī)范與經(jīng)驗(yàn)值
- 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):參照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120)等規(guī)范,如臨時支護(hù)桿深度常為露出長度的0.8~1.2倍。
- 類比設(shè)計(jì):類似工程經(jīng)驗(yàn)可提供參考,如普通房建基坑支護(hù)桿深度多取6~12米,巖土條件差時增至15米以上。
4. 穩(wěn)定性驗(yàn)證
- 抗拔試驗(yàn):通過現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)深度是否滿足抗拔力要求,修正參數(shù)。
- 數(shù)值模擬:采用PLAXIS等軟件模擬土體-結(jié)構(gòu)相互作用,優(yōu)化深度。
5. 施工調(diào)整
- 實(shí)時監(jiān)測:打入過程中監(jiān)測桿體位移及周邊土體變形,動態(tài)調(diào)整深度。
- 節(jié)點(diǎn)加強(qiáng):深度不足時,可通過增設(shè)斜撐或擴(kuò)大樁頭彌補(bǔ)。
典型案例:某深10m的砂質(zhì)基坑,地下水位-3m,設(shè)計(jì)支撐桿深度12m(穿透砂層進(jìn)入礫石層2m),經(jīng)計(jì)算安全系數(shù)2.1,滿足規(guī)范要求。施工中通過動力觸探驗(yàn)證礫石層承載力,終實(shí)際打入12.5m。
綜上,支撐桿深度需融合理論計(jì)算、現(xiàn)場試驗(yàn)與工程經(jīng)驗(yàn),在安全性與經(jīng)濟(jì)性間取得平衡。