拉森鋼板樁支護方案計算書

./XX市西二環(huán)路道路建設工程排水管道深基坑開挖施工方案計算書一、工程概況XX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,埋設管道為聚氯乙烯雙壁波紋管〔Ф500和鋼筋砼管〔Ф800,基礎采用粗砂墊層,基礎至管頂上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+655～K14+724段左側污水管。本段施工段地質為松散耕土、粉質粘土,地下水位高,遇水容易形成流砂。二、方案計算依據(jù)1、《XX市西二環(huán)路道路建設工程〔二期施工圖設計第三冊〔修改版-B》〔XX市市政綜合設計院。2、《市政排水管道工程及附屬設施》〔06MS201。3、《埋地聚乙烯排水管管道工程技術規(guī)程》〔CECS164:2004。4、《鋼結構施工計算手冊》〔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-Ⅳ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,鋼板樁支護設置1道型鋼圈梁和支撐。以K14+100左側排污管道鋼板樁支護為例,樁頂標高為157.83m,樁底標高為148.83m,依次穿越2、鋼板樁結構尺寸及截面參數(shù)拉森ISP-Ⅳ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-Ⅳ型40018015.598.703.97033676.96四、計算假設1、根據(jù)設計圖紙中地勘資料提供的土層描述,本計算中土層參數(shù)按經驗取值如下〔K14+100鋼板樁支護處：土層編號土層名稱土層頂標高〔m土層底標高〔m容重〔kN/m3內摩擦角〔o粘聚力〔kPa2耕土157.33156.8317.5585-1粉質粘土156.83148.83191540加權平均18.251024則計算取值：γ=18KN/m3,φ=150,c=10KPa。2、支護計算水位按154.03、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生的摩擦力。五、鋼板樁圍堰計算1、內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。以地面標高157.330m為基準,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/m2,換算為土高度h0=q/γ5/18=0.1.1主動、被動土壓力系數(shù)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、在標高157.33m位置時B、在標高156.33m位置時的土壓力強度〔支撐C、在標高152.63m位置時的土壓力強度〔基底部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-Ⅳ型鋼板樁頂部懸臂端的最大允許跨度為：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2m設置Ⅰ20a工字鋼圍檁,加Ф203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+Pn-1>/2×h1/2+<Pn+Pn+1>/2×h2/2,則計算如下：開挖到基底標高時土壓力最大,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,拉森ISP-Ⅳ型鋼板樁抗彎截面模量為,則鋼板樁所受最大彎曲應力為：,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計計算的關鍵,本方案為驗證相關計算規(guī)則的合理性及準確性,采用兩種計算方法進行驗算后對照復核。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EHJ\G\一半傳至E點上,另一半由坑底土壓力FG\R\承受,由幾何平衡關系可得入土深度計算公式：即,代入相關數(shù)據(jù)計算可得：,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果,為安全起見,取驗算最大值4.12m并考慮1.5倍安全系數(shù),則X=4.12×1.5=6.18m,本施工方案采用12m長鋼板樁,樁頂標高為157.83m,基底標高為152.63m,入土深度=12-<157.83-152.63>=6.8m>6.18m,完全滿足要求。2、內支撐受力檢算3.1內支撐及圍檁設計如前圖所示,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,按照方案設計圍檁選擇I20a,工字鋼,取系數(shù)η=0.125,則在靜載時：,故圍檁抗彎強度滿足要求。3.