双排桩的计算方法及桩间土水平刚度系数计算

（1）双排桩的计算模型。双排桩支护结构在现实基坑工程中越来越多的应用，但是关于双排桩支护结构的计算理论还不成熟。目前关于双排桩支护结构的计算方法主要有基于土拱理论的计算方法、基于土平面刚架模型的计算方法、基于winker假定的计算方法、数值分析法。双排桩结构可采用图7-4所示的平面刚架结构模型进行计算。

图7-4 双排桩计算模型

1—前排桩 2—后排桩 3—刚架梁

（2）双排桩的土压力计算。采用图7-4所示的结构模型时，作用在后排桩上的主动土压力应按第二章第二节的规定计算，前排桩嵌固段上的土反力应按第八章第二节第四小节第（4）条确定。前、后排桩的桩间土体对桩侧的压力可按下式计算：

p_s′=k_s′Δv+p′_s0 （7-1）

式中 p_s′——前、后排桩间土体对桩侧的压力（kPa）；可按作用在前、后排桩上的压力相等考虑；

k_s′——桩间土的水平刚度系数（kN/m³）；

Δv——前、后排桩水平位移的差值（m）：当其相对位移减小时为正值；当其相对位移增加时，取Δv=0；

p′_s0——前、后排桩间土体对桩侧的初始压力（kPa）。

（3）双排桩的桩间土水平刚度系数计算。桩间土的水平刚度系数（k_c）可按下式计算：

式中 E_s——计算深度处，前、后排桩间土体的压缩模量（kPa）；当为成层土时，应按计算点的深度分别取相应土层的压缩模量；

S_y——双排桩的排距（m）；

d——桩的直径（m）。

（4）前、后排桩间土体对桩侧的初始压力计算：(www.xing528.com)

式中 P_ak——支护结构外侧，第i层土中计算点主动土压力强度标准值（kPa），按第二章第二节第三小节第2条的规定计算；

h——基坑深度（m）；

φ_m——基坑底面以上各土层按土层厚度加权的内摩擦角平均值（°）；

α——计算系数，当计算的α大于1时，取α=1。

（5）双排桩结构的嵌固稳定性应符合下式规定（图7-5）：

图7-5 双排桩抗倾覆稳定性验算

1—前排桩 2—后排桩 3—刚架梁

式中 K_em——嵌固稳定安全系数；安全等级为一级、二级、三级的支挡式结构，K_em分别不应小于1.25、1.2、1.15；

E_ak、E_pk——基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力的标准值（kN）；

z_a、z_p——分别为基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力的合力作用点至挡土构件底端的距离（m）；

G——排桩、桩顶连梁和桩间土的自重之和（kN）；

z_G——双排桩、桩顶连梁和桩间土的重心至前排桩边缘的水平距离（m）。