12米钢板桩支护计算书
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南三路基坑工程计算书
1 工程概况
该基坑设计总深7.2m,按一级基坑 、选用《浙江省标准—建筑基坑工程技术规程(DB33/T1008-2000)》进行设计计算。
1.1 土层参数
序号 土层名称 厚度
(m) γ
(kN/m3) c
(kPa) φ
(°)
1 填土 3.30 19.8 37.40 15.30
2 淤泥质黏土 10.75 16.9 13.80 7.30
3 粉质黏土夹粘质粉土 4.10 18.5 17.20 16.30
4 粘质粉土 2.10 18.7 14.60 20.20
5 粘质粉土 1.50 18.7 14.00 21.50
续表
序号 土层名称 厚度
(m) m
(MN/m4) Kmax
(MN/m3) 分算
/合算
1 填土 3.30 6.9 0.0 合算
2 淤泥质黏土 10.75 1.7 0.0 合算
3 粉质黏土夹粘质粉土 4.10 5.4 0.0 合算
4 粘质粉土 2.10 7.6 0.0 合算
5 粘质粉土 1.50 8.5 0.0 合算
地下水位埋深:2.00m。
1.2 基坑周边荷载
地面超载:0.0kPa
2 开挖与支护设计
基坑支护方案如图:
南三路基坑工程基坑支护方案图
2.1 挡墙设计
· 挡墙类型:钢板桩;
· 嵌入深度:7.700m;
· 露出长度:0.300m;
· 型钢型号:Q295bz-400×170;
· 桩间距:800mm;
2.2 放坡设计
2.2.1 第1级放坡设计
坡面尺寸:坡高3.20m;坡宽2.00m;台宽3.10m。
放坡影响方式为: 一。
2.3 支撑(锚)结构设计
本方案设置1道支撑(锚),各层数据如下:
第1道支撑(锚)为平面内支撑, 距墙顶深度1.500m, 工作面超过深度0.300m,预加轴力0.00kN/m。 该道平面内支撑具体数据如下:
· 支撑材料:钢支撑;
· 支撑长度:8.000m;
· 支撑间距:4.000m;
· 与围檩之间的夹角:90°;
· 不动点调整系数:0.800;
· 型钢型号:钢管300*8;
· 根数:1;
· 松弛系数:1.000。 计算点位置系数:0.500,围檩数据:围檩型钢型号:300*300*10*15、根数:1。
2.4 工况顺序
该基坑的施工工况顺序如下图所示:
3 内力变形计算
3.1 计算参数
水土计算(分算/合算)方法:按土层分/合算;
水压力计算方法:静止水压力,修正系数:1.0;
主动侧土压力计算方法: 朗肯主动土压力,分布模式:三角形,调整系数:1.0,负位移不考虑土压力增加;
被动侧基床系数计算方法: "m"法, 土体抗力不考虑极限土压力限值;
墙体抗弯刚度折减系数:1.0。
3.2 计算结果
3.2.1 水土压力计算结果
计算宽度:0.80m。
分层号 层顶深
度(m) 层顶压
力(kPa) 层底深
度(m) 层底压
力(kPa)
1 2.14 0.00 3.06 9.65
2 3.06 9.65 5.06 69.85
3 5.06 69.85 11.15 133.62
4 11.15 90.37 12.00 97.44
分层号 层顶深
度(m) 层顶压
力(kPa) 层底深
度(m) 层底压
力(kPa)
1 2.14 0.00 3.06 9.65
2 3.06 9.65 5.06 69.85
3 5.06 69.85 11.15 133.62
4 11.15 90.37 12.00 97.44
分层号 层顶深
度(m) 层顶压
力(kPa) 层底深
度(m) 层底压
力(kPa)
1 2.14 0.00 3.06 9.65
2 3.06 9.65 4.30 46.97
3 4.30 46.97 5.06 69.85
4 5.06 69.85 11.15 133.62
5 11.15 90.37 12.00 97.44
3.2.2 基床系数结果
计算宽度: 0.80m。
分层
号 层顶
深度
(m) 层顶基
床系数
(MN/m3) 层底
深度
(m) 层底基
床系数
(MN/m3)
1 1.800 0.000 11.150 12.866
2 11.150 40.392 12.000 44.064
分层
号 层顶
深度
(m) 层顶基
床系数
(MN/m3) 层底
深度
(m) 层底基
床系数
(MN/m3)
1 1.800 0.000 11.150 12.866
2 11.150 40.392 12.000 44.064
分层
号 层顶
深度
(m) 层顶基
床系数
(MN/m3) 层底
深度
(m) 层底基
床系数
(MN/m3)
1 4.300 0.000 11.150 9.426
2 11.150 29.592 12.000 33.264
3.2.3 支撑刚度计算结果
计算宽度:0.80m。
支撑编号 1
支撑刚度(MN/m) 16.4
3.2.4 内力变形结果
每根桩抗弯刚度EI=64848kN.m2。
以下内力和土体抗力的计算结果是每根桩的;支撑反力是每延米的。
第1工况:开挖至0.30(深4.70)m
第2工况:在0.60(深4.40)m处加撑(锚)
第3工况:开挖至-2.20(深7.20)m
支(换)撑反力范围表
抗力 相对桩顶深度(m) 最小值(kN/m) 最大值(kN/m)
支撑 第1道支撑 1.50 0.0 75.7
坑内侧土体抗力安全系数:0.68~0.94。
4 钢板桩强度计算
4.1 计算参数
设计值系数:1.2;
弯矩折减系数:1.0。
4.2 计算结果 最大弯矩标准值:150.2kN.m;
弯矩设计值:180.2kN.m;
钢板桩抗弯截面模量:1816000.0mm3;
钢板桩边缘正应力:99245.6kPa;
抗弯强度设计值:265000.0kPa。
5 抗倾覆计算
5.1 计算参数
抗倾覆计算使用等值梁法;
水土计算(分算/合算)方法:按土层分/合算;
主动侧土压力分布模式:三角形;
水压力计算方法:静止水压力。
5.2 计算结果
由以上水土压力图,可求出水土压力零点为桩顶以下9.57m,零点以上各力的合力及其位置(相对桩顶)如下表:
主动侧 被动侧土压力
土压力 水压力
合力(kN/m) 631.8 0.0 468.2
位置(m) 6.96 0.00 7.50
可计算支撑反力:
抗倾覆安全系数:1.21,要求安全系数:1.20。 6 其他计算
6.1 整体稳定计算
6.1.1 计算参数
整体稳定计算方法: 瑞典条分法;
应力状态计算方法: 总应力法;
桩墙抗滑考虑方式:滑面绕桩;
考虑开挖工况;
搜索范围:坡顶:全范围;坡底:全范围;
搜索方法: 遗传算法。
6.1.2 计算结果
6.1.2.1 开挖至1.80m(深3.20m)
滑弧:圆心(0.19m,0.00m),半径:3.68m, 起点(-3.49m,0.00m), 终点(2.00m,3.20m),
拱高比0.575;
下滑力:78.56kN/m;
土体抗滑力:245.79kN/m;
桩墙的抗滑力:0.00kN/m;
安全系数:3.13。
6.1.2.2 开挖至-2.20m(深7.20m)
滑弧:圆心(5.44m,-2.33m),半径:17.24m, 起点(-11.64m,0.00m), 终点(19.81m,7.20m),
拱高比0.692;
下滑力:950.45kN/m;
土体抗滑力:1474.70kN/m;
桩墙的抗滑力:0.00kN/m;
安全系数:1.55。
7 支撑结构选材
7.1 钢板桩计算
最大弯矩:150.2kN/m
采用拉森Ⅳ型钢板桩:w=2270cm3
166102270102150WMf6-3..max n/mm35102f21.n/mm3
符合要求
7.2 围檩计算
支撑反力:84.3kn
采用HW3003001015型钢,W=1328.85,A=117CM2,ix=13.05,支撑水平间距4米
支点反力:P背=2gL=2484=168 kN
Mmax=2gL×4L=8gL2=81684=168 KN·m
fm=wMmax=610851328168000.=126 N/mm22mmn205f/
2gLkn1682484
224mmN120fmmN41410117168000AFfv//.