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自由/固定钢板桩支承设计

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      设计钢板桩挡土结构时,设计师可以选择自由支承或固定支承。两者的区别在于嵌入深度对墙体变形的影响。
      自由支承挡土墙可以简化为竖向简支梁,墙体嵌入足够深度以防止平动,但是仍然可以绕桩端转动,桩端视为铰支,接近顶端的支撑或拉杆视为另—个支点。对于给定的条件,自由支撑挡土墙所需的桩长是最小的,但是墙体上的弯矩是最大的。
钢板桩
      固定钢板桩支承挡土墙相当于竖向加撑悬臂梁,墙体嵌入深度的增加避免了墙体的平动和转动;桩端可以假定为固定端,拉杆或支撑提供了上部的支承反力。桩端固定会产生一个固端力矩从而降低墙上的最大弯矩,相应的需要增大桩长。固端约束假定是悬臂墙的设计基础,悬臂墙的稳定由固定端维持。
      对于固定支承挡土墙,只要支撑布置合理,墙体能够抵抗弯矩和剪力,就不存在整体稳定验算问题。此外,也可以根据经验方法设计。
      选择设计方法时要特别谨慎,例如,软黏土中的钢板桩挡土墙,可能不会产生足够的压力固定桩端,建议在这种情况下假定自由支承。当墙体的嵌入深度大于维持侧向稳定的深度时即能够截断地下水或提供足够的竖向承载力,此时,假定固定支承更合适。但是,如何将钢板桩打至设计深度也是一个问题,自由支承假定下打桩长度是最短的,固定支承假定时,必须确保理论弯矩不会减少。
      当钢板桩挡土墙较高,有多道支撑时,钢板桩需要有足够的桩长,在设计时假定固端支承,并利用折减后的弯矩进行计算。当支撑位于挡土高度的中心点以下时由于分析模型中的假定不适用于这种情况,因而不能根据自由或固定支承假定计算桩长。

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