拉森鋼板樁支護方案計算書

1、桂林市西二環(huán)路道路建設(shè)工程排水管道深基坑開挖施工方案計算書一、工程概況桂林市西二環(huán)路二合同段污水管道工程的起點 K12 + 655,終點K17 + 748,埋設(shè)管道 為聚氯乙烯雙壁波紋管（500）和鋼筋砼管（800）,基礎(chǔ)采用粗砂墊層，基礎(chǔ)至管頂 上50cm范圍為粗砂回填，其上為級配碎石回填至路床；起點管道底部標(biāo)高為150.277m,管道平均埋深為5.2米左右，最深為7.8米，地下水位較高，其中有局部里程段3.5m厚土層以下是流沙層， 開挖時垮塌較嚴(yán)重，為防止開挖時坍塌事故發(fā)生， 特制定該方案，施 工范圍為K12+655K14+724段左側(cè)污水管。本段施工段地質(zhì)為松散耕土、粉質(zhì)粘土，地下水位高

2、，遇水容易形成流砂。二、方案計算依據(jù)1、 桂林市西二環(huán)路道路建設(shè)工程（二期）施工圖設(shè)計第三冊（修改版-B） （桂林市市政 綜合設(shè)計院）。2、市政排水管道工程及附屬設(shè)施 （ 06MS201）。3、 埋地聚乙烯排水管管道工程技術(shù)規(guī)程（CECS164:2004）。4、鋼結(jié)構(gòu)施工計算手冊 （中國建筑工業(yè)出版社） 。5、簡明施工計算手冊 （中國建筑工業(yè)出版社） 。三、施工方案簡述1 、鋼板樁支護布置鋼板樁采用拉森ISP- W型鋼板樁，其長度為12米/根，每個施工段50m需 260根鋼 板樁。根據(jù)施工段一般穩(wěn)定水位 154.0m和目前水位情況，取施工水位為 154.00m。根據(jù) 管溝開挖深度（4.7m）,

3、鋼板樁支護設(shè)置1道型鋼圈梁和支撐。以K14+100左側(cè)排污管道鋼板樁支護為例，樁頂標(biāo)高為157.83m,樁底標(biāo)高為148.83m,依次穿越松散耕土一粉質(zhì)粘土層。2、鋼板樁結(jié)構(gòu)尺寸及截面參數(shù)拉森ISP- W型鋼板樁計算參數(shù)如下表所示:型號尺寸（mm）每塊鋼板樁有效幅寬b有效高度h厚度t截面積A單根cm2慣性矩Ix單根cm4截面抵抗矩W單根cm3單位凈重 kg/mISP-型40018015.598.703.97033676.96四、計算假設(shè)1、根據(jù)設(shè)計圖紙中地勘資料提供的土層描述，本計算中土層參數(shù)按經(jīng)驗取值如下（K14+100鋼板樁支護處）：土層土層土層頂土層底容重內(nèi)摩擦角粘聚力編號名稱標(biāo)咼（m）

4、標(biāo)咼（m）(kN/m3)(0)(kPa)2耕 土157.33156.8317.5585-1粉質(zhì)粘土156.83148.83191540加權(quán)平均18.251024則計算取值：丫 =18 KN/m3 , =15 , c=10 KPa。2、支護計算水位按154.00m考慮。3、 計算時按照支護周邊均為土體進行計算，不考慮空隙水壓力及土體浮容重，同時不扣減 由土體粘聚力與鋼板樁之間產(chǎn)生的摩擦力。五、鋼板樁圍堰計算1、內(nèi)力計算本工程土壓力計算采用鋼板樁全部承受的主動土壓力視為有效主動土壓力。以地面標(biāo)高157.330m為基準(zhǔn)，計算各高度點的有效土壓力。地面超載按照30t考慮，換算后為 5KN/m,換算為土

5、高度 h=q/ 丫 5/18=0.28m。1.1主動、被動土壓力系數(shù)Ka =tg2(45 -15)=0.589,、Ka =0.7672Kp =tg2(45 羅)=1.698, . Kp -1.303 1.2有效主動土壓力計算（受力分布圖如下）按照各工況（一道支撐）進行受力計算，具體如下:A、在標(biāo)高157.33m位置時的土壓力強度（地面處）2152P1 =18 0.28tg2（45）=2.97KN/m2B、在標(biāo)高156.33m位置時的土壓力強度（支撐處）P2 =18 (0.28 2)tg2(45 烏=24.17KN /m2C、在標(biāo)高152.63m位置時的土壓力強度（基底部）15P3 =18 (0

6、.28 4.7)tg2(45) =52.80KN /m2 r r i iFT?F丄咎值梁分如1.3支撐層數(shù)及間距按照等彎矩布置確定各層支撐的間距，則拉森ISP- W型鋼板樁頂部懸臂端的最大允許跨度為:h 36、W3 Ka6 200 2043 10518 103 0.589=284.9cm 二 2.85mh0 二 2.85m2m設(shè)置I 20a0=1.11 2.85=3.16m施工時考慮放管空間位置，確定采用布置一層支撐，即從自然地面下工字鋼圍檁，加 203鋼管橫撐；自鋼板樁頂下為1道圍囹支撐。1.4施工工況下圍檁計算圍檁受力(采用近似法計算)公式：Rn處土壓力 qn=(Pn+R-i)/2 x h

7、i/2+(P n+R+i)/2 x h2，則計算如下:24.170.282.0qi13.78KN / m2 2開挖到基底標(biāo)高時土壓力最大，為最不利工況，土壓力均布荷載為13.78KN/m,則此時鋼板樁所受的最大彎矩為 Mmax =0.125 q1丨2 =0.125 13.78 32 =15.503KNm，拉森ISP- W型鋼板樁抗彎截面模量為2043cm3,則鋼板樁所受最大彎曲應(yīng)力為:M maxW615.503 102043000= 7.59Mpa v 200Mpa完全滿足要求1.5鋼板樁最小入土深度計算入土深度控制是鋼板樁設(shè)計計算的關(guān)鍵，本方案為驗證相關(guān)計算規(guī)則的合理性及準(zhǔn)確 性，采用兩種計

8、算方法進行驗算后對照復(fù)核。A 鋼扳樁頂標(biāo)耗幣7. 83孺板樁底標(biāo)面14氐831Y（Kp-Ka）x多層支撐創(chuàng)板樁計算簡圖采用盾恩近似法計算如上簡化后土壓力分布圖，假定作用在板樁EG段上的荷載EHJG 半傳至E點上，另一半由坑底土壓力FGR承受，由幾何平衡關(guān)系可得入土深度計算公式：1 KaH (h4 x) =1 (Kp - Ka)x22 2即(Kp -Ka)x2 -KaHx -KaHh4 =0 ,代入相關(guān)數(shù)據(jù)計算可得：21.109x -2.77x - 7.474 =0,求解得x = 4.12m,即鋼板樁在基底以下入土深度大于 4.12m時 就能滿足要求。綜合以上兩種計算方法結(jié)果，為安全起見，取驗算

9、最大值4.12m并考慮1.5倍安全系 數(shù)，則X=4.12X 1.5=6.18m,本施工方案采用12m長鋼板樁，樁頂標(biāo)高為157.83m,基底標(biāo) 高為 152.63m,入土深度=12-(157.83-152.63)=6.8m6.18m,完全滿足要求。2、內(nèi)支撐受力檢算3.1內(nèi)支撐及圍檁設(shè)計如前圖所示，選擇荷載最大的圍檁位置進行驗算，該處土壓力 q=24.17KN/m,取跨度最大的兩跨不等距連續(xù)梁檢算，按照方案設(shè)計圍檁選擇I20a，工字鋼 W -178cm3, lj -200MPa，取系數(shù) n =0.125，則在靜載時：Mmax =0.125 24.17 2.72 =22.025KN *m9二絲;詩=61.87MPa 小200MPa，故圍檁抗彎強度滿足要求。3.2內(nèi)支撐設(shè)計圍檁處內(nèi)支撐采用 203mn鋼管，鋼管壁厚10mmP = 203mm, d= 183mm,一 20321832 =21.96,2 2 2 2D=3.14 060.2mm2, 冒 14 iH78746.813根據(jù)長細比4000i182.149，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范附表得穩(wěn)定系數(shù) -=0.216。自重彎矩：Mmax2 2丿466 4 .93