拉森鋼板樁基坑支護(hù)方案設(shè)計和計算

第第頁拉森鋼板樁基坑支護(hù)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，基坑開挖深度較小；橋墩長24m，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(hù)方案設(shè)計支護(hù)采用拉森鋼板樁圍堰支護(hù)，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Ⅳ型，樁長12米，內(nèi)部水平圍檁由單根（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200×200mm排水溝，在基坑對角設(shè)500×500×500mm集水坑，用泥漿泵將集水坑內(nèi)滲水及時排出基坑。布置圖：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(hù)，圍檁由單根（500×300mm）H型鋼組成，設(shè)單道樁頂支撐，支撐采用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[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ㄨ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/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土3.5010.00.00.000.002淤泥質(zhì)土3.7216.96.93淤泥10.5015.85.8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)10.10.000.00合算m法0.00215.08.5011.80合算m法1.49312.08.007.70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)10.001281.002～4062.001.00[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1.0002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：內(nèi)力位移包絡(luò)圖：地表沉降圖：[抗傾覆穩(wěn)定性驗算]抗傾覆安全系數(shù): Mp——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。 Ma——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 Ks=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 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 Ks=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。[抗隆起驗算]Prandtl(普朗德爾)公式(Ks>=1.1～1.2)，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): Ks=1.940>=1.1,滿足規(guī)范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks>=1.15～1.25)，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): Ks=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(fù)值，按0處理! 式中 δ———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); φ———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); δ=32(mm)[抗管涌驗算]抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K>=1.5): 式中 γ0———側(cè)壁重要性系數(shù); γ'———土的有效重度(kN/m3); γw———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]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/m2); Pwy———承壓水層的水頭壓力(kN/m2); Ky———抗承壓水頭的穩(wěn)定性安全系數(shù)，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(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99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=ep1k確定出支護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩零點hc1=0.0002)支點力Tc1可按下式計算：hT1=3.000mTc1=23.820kN3)hd按公式：hp∑Epj+Tc1(hT1+hd)-βγ0ha∑Eβ=1.200，γ0=1.000hp=1.591m，∑Epj=294.604kPaha=2.688m，∑Eai=197.036kPa得到hd=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=(24.08×4.52)/8=67.0KNm

σmax=Mmax/W=67.0×103/2523=26.6Mpa＜[σ]=180M