鋼板樁圍堰計算書(共25頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上佛山市禪西大道季華路至樵樂路段工程一標石灣特大橋16#鋼板樁圍堰計 算 書計 算 :復 核 :審 核 :中鐵大橋局集團三公司技術(shù)發(fā)展中心2010年01月16#墩基坑開挖計算一、設(shè)計資料1、工程概況國道325線佛山市羅村街邊至龍江仙塘改線工程北起佛羅路街邊，南至龍江鎮(zhèn)獅子崗為終點，全長22km。石灣特大橋為雙塔箱梁斜拉橋，14#16#墩的跨徑為90.5m+150m+90.5m。 主塔16基礎(chǔ)位于樵樂路邊緣，采用鋼板樁圍堰施工，樁基施工完成后，開挖進行承臺施工。2、地質(zhì)水文狀況橋位處于東平水道，常水位+0.73m，設(shè)計最高通航水位+6.38m。地層組成：表層回填河砂，淤泥

2、質(zhì)亞粘土（亞粘土），粉砂，下部為全風化粗砂巖（泥巖）。鋼板樁樁頂設(shè)計標高+2.0m，樁底標高-16.0m。為簡化計算，將鋼板樁進入的全風化粗砂巖（泥巖）簡化為粉砂計算，因全風化混合巖內(nèi)摩擦角和粘聚力均比粉砂大，因此計算結(jié)果偏安全的。類型（KN/m3）（KN/m3）C（KPa）KaKp回填砂土19.09.00.0300.3333淤泥質(zhì)土16.96.96.04.70.8491.179亞粘土19925.114.10.6081.644粉砂20.210.21427.90.3622.759二、 計算：排水開挖方案鋼板樁采用拉森型，截面抵抗矩Wb=2037cm3，容許應(yīng)力260MPa，單位重量75kg/m。

3、首先插打鋼板樁，排水開挖至-1.0m，在標高0.0m處安裝圍堰第一道內(nèi)支撐；其次排水開挖至-4.0m，在標高-3.5m處安裝圍堰第二道內(nèi)支撐；再次排水開挖至-7.0m，在標高-6.5m處安裝圍堰第三道內(nèi)支撐；繼續(xù)排水開挖至-9.0m，澆筑0.6m厚的砼墊層；拆除第三道內(nèi)支撐；最后承臺施工。采用理正深基坑計算軟件進行計算分析取最不利一側(cè)為計算單元：本計算是以排水開挖為實際情況進行建模計算，1、 鋼板樁連續(xù)墻支護2、 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)01.00基坑深度H(m)12.000嵌固深度(m)6.000墻頂標高(

4、m)0.000連續(xù)墻類型鋼板樁 每延米板樁截面面積A(cm2)236.00 每延米板樁壁慣性矩I(cm4)39600.00 每延米板樁抗彎模量W(cm3)2037.00有無冠梁無放坡級數(shù) 1超載個數(shù) 1支護結(jié)構(gòu)上的水平集中力02、 放坡信息坡號臺寬(m)坡高(m)坡度系數(shù)12.0001.0001.0003、超載信息超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)120.000-4、 附加水平力信息 水平力作用類型水平力值作用深度是否參與是否參與序號 (kN)(m)傾覆穩(wěn)定整體穩(wěn)定5、 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)12.

5、000外側(cè)水位深度(m)2.27內(nèi)側(cè)水位是否隨開挖過程變化是內(nèi)側(cè)水位距開挖面距離(m)0.000彈性計算方法按土層指定彈性法計算方法-6、土層參數(shù) 層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1細砂4.2019.09.00.0030.002淤泥質(zhì)土6.0016.96.96.004.703粉砂10.0020.210.214.0027.90層號與錨固體摩粘聚力內(nèi)摩擦角水土計算方法m,c,K值抗剪強度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (kPa)135.00.0030.00分算m法15.00-218.06.004.70合算m法0.57-335.

6、014.0027.90合算m法14.18-7、支錨信息支錨道數(shù)3支錨支錨類型水平間距豎向間距入射角總長錨固段道號 (m)(m)(°)(m)長度(m)1內(nèi)撐1.0003.000-2內(nèi)撐1.0003.500-3內(nèi)撐1.0003.500-支錨預加力支錨剛度錨固體工況錨固力材料抗力材料抗力道號(kN)(MN/m)直徑(mm)號調(diào)整系數(shù)(kN)調(diào)整系數(shù)10.00100.00-2-300.001.0020.00100.00-4-300.001.0030.00100.00-6-300.001.008、土壓力模型及系數(shù)調(diào)整 彈性法土壓力模型:經(jīng)典法土壓力模型:層號土類名稱水土水壓力主動土壓力被動土壓

7、力被動土壓力 調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)最大值(kPa)1粘性土分算1.0001.0001.00010000.0002淤泥質(zhì)土合算1.0001.0001.00010000.0003淤泥質(zhì)土合算1.0001.0001.00010000.0009、工況信息 工況工況深度支錨號類型(m)道號1開挖3.500-2加撐-1.內(nèi)撐3開挖7.000-4加撐-2.內(nèi)撐5開挖9.5-6加撐-3.內(nèi)撐7開挖12.0-三：結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果 結(jié)構(gòu)計算 -各工況：內(nèi)力位移包絡(luò)圖：（本圖上側(cè)數(shù)據(jù)為彈性法，下側(cè)為經(jīng)典法）工況8：澆筑砼墊層，拆除第三道支撐后，準備澆筑承臺：計算圖式見下圖。由于有砼墊層的支撐，可以認為砼對鋼板樁為剛

8、性支撐，支撐位置設(shè)為-8.6m處，將外荷載輸入Sap2000程序中計算由此計算得鋼板樁內(nèi)支撐的反力T112.31KN，T2244.62KN。鋼板樁最大彎矩Mmax169.6KN·m，最大剪力為Qmax187.1KN本結(jié)構(gòu)采用彈性法計算結(jié)果進行驗算。根據(jù)以上計算鋼板樁承受最大彎矩為Mmax448.62KN.m，最大剪力為Qmax347.5KN。拉森型鋼板樁剪切面積取鋼板樁肢在剪力方向的面積，A155×9×56975mm2，鋼板樁應(yīng)力：。滿足設(shè)計要求四、 整體穩(wěn)定驗算滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 1.650圓弧半徑(m) R = 17.292圓心坐標X(m)

9、X = -2.862圓心坐標Y(m) Y = 10.981五、抗隆起驗算Prandtl(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):Ks = 5.941 >= 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):Ks = 7.199 >= 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!式中基坑底面向上位移(mm);n從基坑頂面到基坑底面處的土層層數(shù);ri

10、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);樁(墻)底面處土層的內(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); = 0(mm)六、抗管涌驗算 抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K >= 1.5):式中0側(cè)壁重要性系數(shù);'土的有效重度(kN/m3);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 =

11、2.345 >= 1.5, 滿足規(guī)范要求。 嵌固深度計算 嵌固深度計算參數(shù)：抗?jié)B嵌固系數(shù)1.200整體穩(wěn)定分項系數(shù)1.300圓弧滑動簡單條分法嵌固系數(shù)1.100嵌固深度考慮支撐作用嵌固深度計算過程： 按建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 JGJ 120-99圓弧滑動簡單條分法計算嵌固深度： 圓心(-3.109，11.302)，半徑=15.125m，對應(yīng)的安全系數(shù)Ks = 1.310 1.300 嵌固深度計算值 h0 = 3.500m 嵌固深度設(shè)計值 hd = 0h0 = 1.100×1.000×3.500 = 3.850m 嵌固深度采用值 hd = 6.000m 滲透穩(wěn)定條件驗算

12、當前嵌固深度為：3.850m。不排水開挖方案一、鋼板樁計算鋼板樁采用拉森型，截面抵抗矩Wb=2037cm3，容許應(yīng)力260MPa，單位重量75kg/m。首先插打鋼板樁，在標高0.0m處安裝圍堰第一道內(nèi)支撐；不排水開挖至-10.2m，澆筑1.8m后水下封底混凝土，然后再排水至標高-3.5m處安裝圍堰第二道內(nèi)支撐；再次排水至標高-8.4m，承臺施工。1、工況一安裝第一道支撐后不排水開挖到設(shè)計標高-10.2m，計算圖式見圖一： (1)、a1點，,a2點(2)、b1點 , b2點 , (3)、c1點 , c2點 , (4)、e點截面，設(shè)鋼板樁入砂土層深度為t。d1點 , d2點 , (5)、A1點，A

13、2點，按等值梁法進行計算：1、 計算土壓力為0點離底面高度y：計算得：y=2.724m2、 計算等值梁最大彎矩和反力為：則鋼板樁最大彎矩：Mmax183.32KN·m，T1=69.29KN3、 計算板樁入土深度：x=2.78mt=x+y=5.5m<6.0m(實際入土深度)滿足設(shè)計要求2、工況二澆筑封底1.8m厚水下封底混凝土后，圍堰排水開挖至-4.0m，安裝第二道支撐前，圍堰內(nèi)排水開挖，考慮一臺50噸履帶吊機作用，計算圖式見圖2。由于有封底砼的支撐，可以認為砼對鋼板樁為剛性支撐，支撐位置設(shè)為-8.6m處，將外荷載輸入Sap2000程序中計算， 鋼板樁最大彎矩為Mmax419.1

14、KN.m，最大剪力為Qmax261.578KN。第一道內(nèi)支撐受力為T1=110.27KN此時，鋼板樁對應(yīng)的最大撓度在標高-3.82m處，f=22.7mmf=9880/400=24.7mm,滿足規(guī)范要求。3、工況三在標高-3.5m處已安裝第二道撐，承臺基坑排水開挖至標高8.4m。計算圖式見圖3。由于有封底砼的支撐，可以認為砼對鋼板樁為剛性支撐，支撐位置設(shè)為-8.6m處，將外荷載輸入Sap2000程序中計算由此計算得鋼板樁內(nèi)支撐的反力T112.31KN，T2244.62KN。鋼板樁最大彎矩Mmax169.6KN·m，最大剪力為Qmax187.1KN此時，在標高-5.82m處，鋼板樁對應(yīng)的

15、最大撓度f=3.2mmf=l/400=7.5mm,滿足規(guī)范要求。4、鋼板樁驗算：根據(jù)以上計算鋼板樁承受最大彎矩為Mmax419.1KN.m，最大剪力為Qmax261.578KN。拉森型鋼板樁剪切面積取鋼板樁肢在剪力方向的面積，A155×9×56975mm2，鋼板樁應(yīng)力：滿足設(shè)計要求七、內(nèi)支撐計算根據(jù)上述排水開挖和不排水開挖的計算工況，可得第一、二、三道撐的最大荷載：T1=274.14KN/m， T2=244.62KN/m， T3=418.72KN/m。（1）、第一、二道內(nèi)支撐計算：用sap2000建立內(nèi)撐桁架的計算模型：Tmax=274.14KN/m板樁四周的分配粱（即圖示

16、桿1和桿2）選用2HM588×300×12×20，其單根截面特性為：撐桿（即圖示桿3和桿4）選用2工45a，其單根截面特性為：經(jīng)計算：彎矩圖軸力圖剪力圖 (1)、桿K1、K2的最不利截面1（即K1與K4、K2與K4的相交位置） 最大剪力不利截面1處應(yīng)力為:（2）、桿K3：軸力，（3）、桿K4：軸力，（2）、第三道內(nèi)支撐計算：用sap2000建立內(nèi)撐桁架的計算模型：T3=445.15KN/m板樁四周的分配粱（即圖示桿1和桿2）選用2HN700×300×13×24，其單根截面特性為：撐桿（即圖示桿3和桿4）選用2工63a，其單根截面特性為

17、：經(jīng)計算：彎矩圖軸力圖剪力圖 (1)、桿K1、K2的最不利截面1（即K1與K4、K2與K4的相交位置） 最大剪力不利截面1處應(yīng)力為:（2）、桿K3：軸力，（3）、桿K4：軸力，八、鋼板樁圍堰整體滑移穩(wěn)定驗算在工況四的施工作業(yè)中，第三道撐已安裝，承臺基坑排水開挖至標高10.2m，未灌注封底砼，此時需要驗算整體滑移的穩(wěn)定性。鋼板樁樁底標高16.0m,入土5.8m。主動單位土壓力被動單位土壓力對鋼板樁底取矩穩(wěn)定彎矩傾覆彎矩 ，滿足要求。九、封底砼（砼墊層）計算1、排水開挖方案：采用C30砼墊層，厚度為0.6m。底板配直徑16的二級鋼筋，由于是排水開挖，而且在圍堰底四周設(shè)置了排水井，因此不驗算墊層承受

18、的水壓力。砼在圍堰及鋼護筒形成的樁的支點反力下，在澆筑承臺過程中承受承臺澆筑時的自重，容重取2.5t/m3截面計算寬度取1m截面抵抗矩：W= bh2/6=1×0.62/6=0.06m3 兩根鉆孔樁之間的封底混凝土計算：看作簡支梁q=c hb=2.5x4x1=10t/mM=qL2/8=10×4.3642/8=23.8tmC30#砼彎曲受壓容許應(yīng)力為10.5MPa>=3.97Mpa，滿足強度要求。2、不排水開挖方案：采用C20水下砼封底，封底厚度為1.8m。砼在圍堰及鋼護筒形成的樁的支點反力下，承受圍堰抽水后產(chǎn)生的上浮力，圍堰內(nèi)封底砼面積為F119.2mx19.2m-16x3.8 =307.84m2，圍堰內(nèi)共16根2.0