支撐桿的打入深度需綜合考慮地質條件、荷載特性、結構穩定性及規范要求等多方面因素,通常通過以下步驟確定:
1. 地質條件分析
- 土壤性質:通過地質勘察確定土壤類型(黏土、砂土、礫石等)、密實度及承載力。軟土層需增加深度以提高抗拔力,硬質土層可適當減少。
- 地下水位:高水位區域需考慮土壤液化風險,通常需穿透潛在滑動面或增加深度20%~30%。
- 分層結構:若土層分層明顯,需確保支撐桿深入穩定地層(如密實砂層或基巖)至少1.5~2倍桿徑。
2. 荷載計算
- 靜態荷載:根據支撐結構的自重及附加荷載(如設備、堆載)計算抗傾覆力矩,深度需滿足力矩平衡要求。
- 動態荷載:、風載等動態力需通過動力系數放大荷載,深度通常增加10%~20%。
- 安全系數:一般取1.5~2.5,高風險環境(如邊坡支護)可提高至3.0。
3. 規范與經驗值
- 行業標準:參照《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120)等規范,如臨時支護桿深度常為露出長度的0.8~1.2倍。
- 類比設計:類似工程經驗可提供參考,如普通房建基坑支護桿深度多取6~12米,巖土條件差時增至15米以上。
4. 穩定性驗證
- 抗拔試驗:通過現場拉拔試驗驗證設計深度是否滿足抗拔力要求,修正參數。
- 數值模擬:采用PLAXIS等軟件模擬土體-結構相互作用,優化深度。
5. 施工調整
- 實時監測:打入過程中監測桿體位移及周邊土體變形,動態調整深度。
- 節點加強:深度不足時,可通過增設斜撐或擴大樁頭彌補。
典型案例:某深10m的砂質基坑,地下水位-3m,設計支撐桿深度12m(穿透砂層進入礫石層2m),經計算安全系數2.1,滿足規范要求。施工中通過動力觸探驗證礫石層承載力,終實際打入12.5m。
綜上,支撐桿深度需融合理論計算、現場試驗與工程經驗,在安全性與經濟性間取得平衡。