拉森鋼板樁基的坑支護方案設(shè)計設(shè)計和計算

1、3、拉森鋼板樁基坑支護方案設(shè)計和計算3.1、基本情況城展路環(huán)城河橋橋臺位于河岸上，基坑開挖深度較??；橋墩長 24m寬1.7m，右偏角90,系梁底標高為0.0m，河床底標高0.0m, 因此基坑底部尺寸考慮1m施工操作面要求，布置為長26m寬3.7m， 不需土方開挖。環(huán)城河常水位2.6m，1/20洪水位3.27m，河床底標高0.0m，河 底為淤泥土?？紤]選擇枯水期施工，堰頂標高為3.5m。3.2、支護方案設(shè)計支護采用拉森鋼板樁圍堰支護，圍堰平行河岸布置，平面布置詳 見附圖。堰體采用拉森鋼板樁W型，樁長12米，內(nèi)部水平圍檁由單根（500x 300mm H型鋼組成，支撐桿設(shè)置在鋼板樁頂部，由直徑為 6

2、00mm壁厚為8mn鋼管組成。整個基坑開挖完成后，沿基坑四周挖出一條200x 200mn排水溝， 在基坑對角設(shè)500X 500x 500mn集水坑，用泥漿泵將集水坑內(nèi)滲水及 時排出基坑。布置圖：” 如漲繃|;1m、 SOQDOH、.EOOxStl?mmJ：2.3&2VL *O 叩22 匚弓二JIJ101朋3.72眉出軸 rm 就r蹄二.4248.3700tl G：KHJ Jtl r4、基坑穩(wěn)定性驗算4.1、橋墩基坑穩(wěn)定性驗算鋼板樁長度為12米，樁頂支撐，標高3.5米，入土長度8.5米基坑開挖寬度26米，坑底標高0.0米?；硬捎美摪鍢吨ёo， 圍檁由單根（500 x 300mm H型鋼組成，

3、設(shè)單道樁頂支撐，支撐采用 直徑為600mm壁厚為8mrti鋼管作為支撐導梁，鋼管與 H型鋼進行嵌 固相連并焊接。驗算鋼板樁長度，選擇鋼板樁和導梁型號，驗算基底 穩(wěn)定性。采用理正深基坑軟件對支護結(jié)構(gòu)和圍囹支撐體系等變形與內(nèi)力 整體計算分析；支護結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性、抗隆起、抗管涌、嵌固深 度采用理正深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件單元計算進行分析。、設(shè)計標準及參數(shù)1、基坑設(shè)計等級及設(shè)計系數(shù)二級，重要性系數(shù)：1.0 ；支護結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0 ；構(gòu)件計算綜合性系數(shù)：1.252、材料力學性能指標序 號材料名稱/規(guī)格使用 部位強度設(shè)計值（Mpa）抗拉、壓、彎抗剪承壓1500x 300mm型鋼(Q235)腰梁

4、2151253252D600mr鋼管(Q235)內(nèi)支撐2151253253鋼板樁W樁295、施工工況定義1、單元分析工況定義（1）、工況1:打鋼板樁，水面以下 3.5m;（2）、工況2:在樁頂以下0.5m處安裝第一道內(nèi)支撐;（3）、工況3:抽水；2、單元計算支護方案連續(xù)墻支護!工)J0、 n-nDnn.0.woo wau 捕 -L r匚於棧- 一“屯r c =於二77基本信息內(nèi)力計算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99基坑等級二級:基坑側(cè)壁重要性系數(shù)丫 01.00基坑深度H(m)3.500:嵌固深度(m)8.500墻頂標咼(m)0.000:連續(xù)墻類型鋼板樁卜每延米板樁截

5、面面積A(cm2)236.00卜每延米板樁壁慣性矩I(cm4)39600.00.每延米板樁抗彎模量W(cm3)2200.00:有尢冠梁無:放坡級數(shù)0:超載個數(shù)0 :支護結(jié)構(gòu)上的水平集中力0附加水平力信息水平作用類水平力作用深是否參是否參力型值度與與序號(kN)(m)傾覆穩(wěn)疋整體穩(wěn)疋土層信息:土層數(shù)3坑內(nèi)加固土否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)3.500外側(cè)水位深度(m)0.000內(nèi)側(cè)水位是否隨開挖過程變化否內(nèi)側(cè)水位距開挖面距離(m)-彈性計算方法按土層指定X彈性法計算方法m法土層參數(shù)層號土類名稱層厚(m)重度(kN/m3)浮重度3(kN/m )粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角(度)1雜填土3.5010.00.0

6、0.000.002淤泥質(zhì)土3.7216.96.9-：3淤泥：10.5015.85.8-層 號與錨固體摩擦阻力(kPa)粘聚力水下(kPa)內(nèi)摩擦角 水下(度)水土計算方 法m,c,K 值抗剪強度(kPa)fl0.10.000.00合算m法0.00-15.08.5011.80合算m法1.49-312.08.007.70合算m法0.63-支錨信息支錨道數(shù)1支錨 道號支錨類型水平間距(m)豎向間距(m)入射角( )總長(m)錨固段長度(m)1內(nèi)撐1.0000.500-支錨 道號預加力(kN)支錨剛度(MN/m)錨固體 直徑(mm)工況號錨固力 調(diào)整系數(shù)材料抗力(kN)材料抗力 調(diào)整系數(shù)10.0012

7、81.00-2-4062.001.00土壓力模型及系數(shù)調(diào)整 層號土類名稱水土水壓力 調(diào)整系數(shù)主動土壓力 調(diào)整系數(shù)被動土壓力 調(diào)整系數(shù)被動土壓力最大值(kPa)1雜填土合算p.0001.0001.00010000.000：2淤泥質(zhì)土合算p.0001.0001.000 10000.000 :3淤泥合算1.0001.0001.00010000.000彈性法土壓力模型經(jīng)典法土壓力模型眾分布工況信息工況 號工況 類型深度(m)支錨 道號1開挖1.000-：2加撐-1.內(nèi)撐：3開挖3.500-設(shè)計結(jié)果結(jié)構(gòu)計算各工況:E Jlie i :HiKKN/H)詠N)(-4U3)-(MJO059.7E)C5R1S工

8、爲1 ( D.5Dr )(iaoa)(-E9.49)-(D.OO(0.0(-5.93(JE0-5D)(o.oro卜刃左)-一(58印(-30.00)-0.00-駙( 3.50n )-(75,17)卜普.74)蟲褪斶:L 線一 Y4454) -&蓄？;內(nèi)力位移包絡(luò)圖:.L? -111TE也fln血-113KJ陣忖1.I1/t/i55-a?U50（-2P.74）（5A.D3）(-59加(58中(*37.43)tP.57)倒細陽童京KN地表沉降圖:0JOBO30405060708090IOCID-AL-q時縫（EfWS 48nr.魅幀M 7?nn世靭奴鼓31nn抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆安全系數(shù)M被動土

9、壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩，對于內(nèi)支撐支點力由內(nèi)支撐抗壓力決定;對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。M主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。工況1:錨固力(kN/m)注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。 序號支錨類型材料抗力(kN/m)1內(nèi)撐0.0004709.4340.000Ks 2200.490Ks = 2.140 = 1.200,滿足規(guī)范要求。工況2：注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。序號支錨類型材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m)1內(nèi)撐4062.000-4709.43446713.000Ks 2200.490

10、 Ks = 23.368 = 1.200,滿足規(guī)范要求。工況3：注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。序號支錨類型材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m)1內(nèi)撐4062.000-3108.78246713.000Ks2200.490Ks = 22.641 = 1.200,滿足規(guī)范要求。安全系數(shù)最小的工況號：工況1。最小安全Ks = 2.140 = 1.200,滿足規(guī)范要求?？孤∑痱炈鉖randtl（普朗德爾）公式（Ks = 1.11.2），注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB 9258-97（冶金部）:jD N q cN cH D - q=(otan 4521N q -1tan Y=(

11、23.142tan 7.700e=2.0027.700tan 45212.002 -1=7.414tan 7.70016.2818.5002.0028.0007.41414.4493.5008.5000.000Ks = 1.940 = 1.1,滿足規(guī)范要求。Terzaghi（太沙基）公式（Ks = 1.151.25），注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB 9258-97（冶金部）:KsNqNqNcKsDNq cN ccos 4522Nco7.700cos 45 亠2=2.14416.281一1 】8464tan 7.7008.5002.1448.0008.46414.4493.5008.5

12、00- 0.000Ks = 2.101 = 1.15,滿足規(guī)范要求。隆起量的計算注意：按以下公式計算的隆起量，如果為負值，按0處理!875 一136n-0.5D i h i q 125 一 !i =1H0.046.37c-0.54tan式中 S基坑底面向上位移（mm）;n從基坑頂面到基坑底面處的土層層數(shù)；ri第i層土的重度（kN/m3）;地下水位以上取土的天然重度（kN/m3）;地下水位以下取土的飽和重度（kN/m3）;hi第i層土的厚度（m）;q基坑頂面的地面超載 （kPa）;D樁（墻）的嵌入長度（m）;H基坑的開挖深度 （m）;c樁（墻）底面處土層的粘聚力（kPa）;0樁（墻）底面處土層的

13、內(nèi)摩擦角（度）;r樁（墻）頂面到底處各土層的加權(quán)平均重度 （kN/m3）;875 - 135.00.0361258.53.5-0.5-0.04 、.6.3714.48.0tan 7.70-0.54S = 32(mm)抗管涌驗算，綾1-ICT-WH %_Jr XJZ0-00抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K = 1.5):rB7式中 丫 0側(cè)壁重要性系數(shù)；丫 土的有效重度 (kN/m 3)；丫 w地下水重度 (kN/m3);h地下水位至基坑底的距離(m);D樁(墻)入土深度(m);K = 3.679 = 1.5,滿足規(guī)范要求。承壓水驗算PczKyPwy式中Pcz基坑開挖面以下至承壓水層頂板間覆蓋土的自重壓力

14、Rvy承壓水層的水頭壓力(kN/m );Ky抗承壓水頭的穩(wěn)定性安全系數(shù)，取1.5 。2(kN/m );Ky = 33.80/30.00 = 1.12 = 1.05基坑底部土抗承壓水頭穩(wěn)定！嵌固深度計算嵌固深度系數(shù)1.200抗?jié)B嵌固系數(shù)1.200嵌固深度計算參數(shù):嵌固深度計算過程：按建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99單支點結(jié)構(gòu)計算支點力和嵌固深度設(shè)計值hd：1) 按ea1k = e p1k確定出支護結(jié)構(gòu)彎矩零點hc1 = 0.0002) 支點力Tc1可按下式計算：h T1 = 3.000mT c1 = 23.820 kN3) h d 按公式：hpE Ej + Td(hT1+hd) -3y

15、chaE 巳=0 確定3 = 1.200, y 0 = 1.000h p = 1.591m，刀 b = 294.604 kPah a = 2.688m，刀曰=197.036 kPa得到 hd = 4.100m , hd采用值為：8.500m、圍堰圍囹(腰梁)及斜撐驗算根據(jù)節(jié)單元計算，取其最大反力作為圍囹均布荷載。 根據(jù) 第節(jié)計算知圍囹工況3反力最大為24.08kN，因此均布荷載為 24.08Kn/m內(nèi)導梁最大彎矩Mmax采用的支撐最大間距Lmax=4.5m內(nèi)導梁采用 單片焊接 H型鋼 h=482mm,b=300mm,t=11mm,W=2523cm32Mmax=(qmaxLmax2)/8=(24.08x 4.