拉森鋼板樁基坑支護方案設(shè)計和計算

1、.WORD. 格式 .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?。粯蚨臻L24m ，寬 1.7m ，右偏角 90 ，系梁底標(biāo)高為 0.0m ，河床底標(biāo)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(biāo)高 0.0m ，河底為淤泥土。考慮選擇枯水期施工，堰頂標(biāo)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型，樁長 12 米，內(nèi)部水平圍檁由單根

2、（500 300mm ）H 型鋼組成，支撐桿設(shè)置在鋼板樁頂部，由直徑為 600mm ，壁厚為 8mm 鋼管組成。整個基坑開挖完成后，沿基坑四周挖出一條 200200mm 排水溝，在基坑對角設(shè)500500 500mm 集水坑，用泥漿泵將集水坑內(nèi)滲水及時排出基坑。布置圖：專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .4、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(biāo)高3.5 米，入土長度 8.5 米?；娱_挖寬度26 米，坑底標(biāo)高0.0 米?；硬捎美摪鍢吨ёo，專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .圍檁由單根（ 500 300mm ）H 型鋼組成，設(shè)單道樁頂支撐，支撐采

3、用直徑為 600mm ，壁厚為 8mm 鋼管作為支撐導(dǎo)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(dǎo)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。4.1.1 、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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)：1.25 。、材料力學(xué)性能指標(biāo)序材料名稱 / 規(guī)格使用強度設(shè)計值 (Mpa)號部位抗拉、壓、彎抗剪承壓1500 300mmH 型鋼 (Q235)腰梁2151

4、253252D600mm 鋼管 (Q235)內(nèi)支撐2151253253鋼板樁樁2954.1.2 、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)墻支護專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .- 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)3.500嵌固深度 (m)8.500墻頂標(biāo)高 (m)0.000連續(xù)墻類型鋼板樁每延米板樁截面面積236.00A(cm2)每延米板樁壁

5、慣性矩39600.00I(cm4)每延米板樁抗彎模量2200.00W(cm3)有無冠梁無放坡級數(shù)0超載個數(shù)0支護結(jié)構(gòu)上的水平集中力0專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .- 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)整體穩(wěn)定定- 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彈性法計算方法m 法- 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/m 3)(kN/m 3)(kPa)(度 )1雜填土3.5010.00.

6、00.000.002淤泥質(zhì)土3.7216.96.9-3淤泥10.5015.85.8-層與錨固體摩粘聚力內(nèi)摩擦角水土計算方m,c,K抗剪強度號法值擦阻力 (kPa)水下 (kPa)水下 (度 )(kPa)10.10.000.00合算m 法0.00-215.08.5011.80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1.0000.500-支錨預(yù)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)專業(yè)整理資

7、料分享.WORD. 格式 .10.001281.00-2-4062.001.00- 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雜填土合算1.0001.0001.00010000.0002淤泥質(zhì)土合算1.0001.0001.00010000.0003淤泥合算1.0001.0001.00010000.000- 工況信息 -工況工況深度支錨號類型(m)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：專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .專業(yè)整理資料分

8、享.WORD. 格式 .內(nèi)力位移包絡(luò)圖：地表沉降圖：專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .- 抗傾覆穩(wěn)定性驗算-抗傾覆安全系數(shù):spaM p 被動土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 a 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：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0.000-K s4709.4340.0002200.490Ks = 2.140 = 1.200,滿足規(guī)范要求。工況 2：注意：錨

9、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-K s4709.43446713.0002200.490Ks = 23.368 = 1.200,滿足規(guī)范要求。專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .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-K s3108.78246713.0002200.490Ks = 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。- 抗

10、隆起驗算-Prandtl(普朗德爾 ) 公式 (K s = 1.1 1.2) ，注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .9258-97( 冶金部 ):K sD N qc N cHDq45 o2e tanN qtan2N cN q11tan7.7002N qtan453.142tan 7.7002e2.002N c2.002117.414tan 7.700K s16.2818.5002.0028.0007.41414.4493.5008.5000.000Ks = 1.940 = 1.1,滿足規(guī)范要求。Terzaghi( 太沙基 )公式 (K s = 1.15

11、 1.25) ，注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB9258-97( 冶金部 ):K sD N qc N cHDq32tan42N q1e2ocos452N cN q11tan37.70023.142tan 7.700142N qe2.14427.700cos452N c2.144118.464tan 7.700K S16.2818.5002.1448.0008.46414.4493.5008.5000.000Ks = 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!專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .8751n0.5i h i

12、q125D0.040.54366.37 ctani 1H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/m 3 );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/m 3 );87510.51258.50.040.54335.0 0.06

13、.37 14.4 8.0tan 7.7063.5= 32(mm)- 抗管涌驗算-專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K = 1.5):1.50 hwh 2 D式中側(cè)壁重要性系數(shù)0;土的有效重度(kN/m 3 );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。-專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 . 承壓水驗算-yczwy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(kN/m 2 );Pwy 承壓水層的水頭壓力(kN/m 2 );Ky 抗承壓水頭的穩(wěn)定性安全系數(shù)

14、，取1.5 。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 -嵌固深度計算參數(shù)：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h d ：1) 按 e a1k = e p1k確定出支護結(jié)構(gòu)彎矩零點h c1 = 0.000支點力 Tc1 可按下式計算：h a1E ach p1E pcT c1h c1h T1h T1 = 3.000mTc1 = 23.820 kN3) h按公式： h E+ T(h+h ) - h E =0 確定dppjc1T1d0a

15、ai= 1.200 ， 0 = 1.000h p = 1.591m ， Epj = 294.604 kPa專業(yè)整理資料分享.WORD. 格式 .h a = 2.688m ， Eai = 197.036 kPa得到 h d = 4.100m ， hd 采用值為： 8.500m4.1.3 、圍堰圍囹（腰梁）及斜撐驗算根據(jù) 4.1.2 節(jié)單元計算，取其最大反力作為圍囹均布荷載。根據(jù)第 4.1.2 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(dǎo)梁最大彎矩 Mmax采用的支撐最大間距Lmax=4.5m內(nèi)導(dǎo)梁采用單片焊接 H 型鋼 h=482mm,b=300mm,t=11mm,W=2523cm3。Mmax=(qmaxLmax2)/8=(24.084.52 )/8=67.0KNmmax=Mmax/W=67.0103 /2523=26.6Mpa =180Mpa符合要求圍囹體系最大變形為1.06mm ，小于允許值，滿足要求。4.1.4 、內(nèi)支撐驗算支撐反力為 R L=24.08 4.5=108.36KN.內(nèi)支撐單根 D600 鋼管最大自由長度2.8m ，按兩端鉸接計L=2.8m,i=205.8mm=