拉森钢板桩支护方案计算书
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(完整版)拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算3、拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算3.1、基本情况城展路环城河桥桥台位于河岸上,基坑开挖深度较小;桥墩长24m,宽1.7m,右偏角90°,系梁底标高为0.0m,河床底标高0.0m,因此基坑底部尺寸考虑1m施工操作面要求,布置为长26m,宽3.7m,不需土方开挖。
环城河常水位2.6m,1/20洪水位3.27m,河床底标高0.0m,河底为淤泥土。
考虑选择枯水期施工,堰顶标高为3.5m。
3.2、支护方案设计支护采用拉森钢板桩围堰支护,围堰平行河岸布置,平面布置详见附图。
堰体采用拉森钢板桩Ⅳ型,桩长12米,内部水平围檩由单根(500×300mm)H型钢组成,支撑杆设置在钢板桩顶部,由直径为600mm,壁厚为8mm钢管组成。
整个基坑开挖完成后,沿基坑四周挖出一条200×200mm排水沟,在基坑对角设500×500×500mm集水坑,用泥浆泵将集水坑内渗水及时排出基坑。
布置图:4、基坑稳定性验算4.1、桥墩基坑稳定性验算钢板桩长度为12米,桩顶支撑,标高3.5米,入土长度8.5米。
基坑开挖宽度26米,坑底标高0.0米。
基坑采用拉森钢板桩支护,围檩由单根(500×300mm)H型钢组成,设单道桩顶支撑,支撑采用直径为600mm,壁厚为8mm钢管作为支撑导梁,钢管与H型钢进行嵌固相连并焊接。
验算钢板桩长度,选择钢板桩和导梁型号,验算基底稳定性。
采用理正深基坑软件对支护结构和围囹支撑体系等变形与内力整体计算分析;支护结构的抗倾覆稳定性、抗隆起、抗管涌、嵌固深度采用理正深基坑支护结构设计软件单元计算进行分析。
4.1.1、设计标准及参数1、基坑设计等级及设计系数二级,重要性系数:1.0;支护结构结构重要性系数:1.0;构件计算综合性系数:1.25。
2 、材料力学性能指标1、单元分析工况定义(1)、工况1:打钢板桩,水面以下3.5m;(2)、工况2:在桩顶以下0.5m处安装第一道内支撑;(3)、工况3:抽水;2、单元计算[ 支护方案 ]----------------------------------------------------------------------连续墙支护---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ]---------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ]----------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]---------------------------------------------------------------------- 各工况:内力位移包络图:地表沉降图:---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ]---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数:p , 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
第1篇一、工程概况本项目位于某城市中心区域,占地面积约10,000平方米,总建筑面积约30,000平方米。
由于地质条件复杂,地下水位较高,且周边环境敏感,因此采用拉森钢板桩支护施工技术进行地下空间的开挖。
二、施工方案设计1. 支护结构形式本项目采用拉森钢板桩作为支护结构,其优点是施工速度快、稳定性好、可重复使用。
钢板桩的规格为:长12m,宽0.6m,厚0.3m。
2. 施工顺序(1)场地平整:首先对施工现场进行平整,清除障碍物,确保施工场地符合要求。
(2)测量放线:根据设计图纸,进行测量放线,确定钢板桩的桩位。
(3)打桩施工:采用振动锤打桩机进行钢板桩的打入作业。
(4)接桩施工:当一节钢板桩打入到位后,进行接桩作业,保证钢板桩的连续性和稳定性。
(5)支撑体系搭建:在钢板桩围堰内搭建支撑体系,包括水平支撑、斜支撑和支撑梁等。
(6)围堰封闭:完成支撑体系搭建后,对围堰进行封闭,确保围堰的密封性。
(7)土方开挖:在围堰内进行土方开挖,开挖深度根据实际需求确定。
(8)结构施工:在围堰内进行主体结构的施工,包括基础、墙体、梁等。
(9)围堰拆除:结构施工完成后,进行围堰拆除,确保施工安全。
三、施工准备1. 材料准备(1)拉森钢板桩:确保钢板桩的质量符合设计要求,表面平整,无变形、锈蚀等现象。
(2)打桩机具:振动锤打桩机、吊车、液压剪刀等。
(3)支撑体系材料:水平支撑、斜支撑、支撑梁等。
(4)围堰封闭材料:防水板、密封胶等。
2. 人员准备组织施工队伍,明确各岗位人员职责,进行技术交底和安全教育。
3. 施工设备准备确保施工设备完好,并进行试运行,确保设备性能满足施工要求。
四、施工工艺1. 打桩施工(1)打桩前,对场地进行平整,确保打桩机基础坚实。
(2)根据测量放线结果,确定钢板桩的桩位。
(3)采用振动锤打桩机进行钢板桩的打入作业,打入速度控制在1m/min左右。
(4)当一节钢板桩打入到位后,进行接桩作业,采用对接或焊接方式连接。
1、编制依据1.1、福州市规划设计研究院《东山路0+201.54小桥》设计图纸与工程设计资料。
1.2、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002。
1.3、《砼结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002。
1.4、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001。
1.5、施工现场及周边环境调查资料。
1.6、国家、省、市、行业有关法律、法规、技术规范等。
2、工程概况2.1、拟建东山路0+201.54小桥,位于福州市晋安区鼓山镇横屿村,原地面罗零标高6.900m,基坑上部2.00m为放坡,基坑挖深为6.400m。
另有一根污水倒虹管从桥的一端通过,槽底标高与桥的基坑标高很接近,施工围护桩时,一起考虑施工。
3、支护结构主要材料的选用3.1、钢板桩采用FSPIV型拉森钢板桩长15m。
3.2、内支撑体系由350×350H型钢组成。
3.3、支护结构选用钢材均采用Q235钢、焊条采用E45型。
3.4、围护桩位布置结合现场情况可做适当的调整。
4、进场主要材料计划5、进场机械设备计划6、基坑支护施工步骤7、现场组织结构7.1、根据工程特点与施工技术要求,选择具有多年施工经验的工程技术人员和管理人员,组成精干、高效的项目部。
项目部配项目负责人,施工现场负责人以及工程技术管理人员等数名。
管理人员名单8、施工进度安排8.1、本小桥基坑支护工程施工分东半幅、西半幅进行计划安排,每半幅施工准备3天,打拉森钢板桩8天,钢围檩与钢支撑安装4天,基坑支护工程钢板与钢围檩进行搭接施工,每半幅合计10个工作日。
详细施工进度计划见《基坑支护施工进度计划》横道图。
9、劳动力组织9.1、根据工程工期要求,合理安排施工现场的劳动力。
在施工过程中,施工人员要根据设计要求与本工程的施工顺序,科学地安排各工种的劳动力人数,做到统一安排、服从指挥、各司其职、严格施工纪律。
施工劳动组织安排如表所示。
表中数据按一个工作面一班制考虑。
钢板桩支护计算书采用12m的拉森钢板桩进行基坑围护,围护示意图如下:沿钢板桩深度方向设立二道斜角400×400H型钢支撑,相应位置见上图。
根据地质勘探报告,得各土层物理参数如下:①层平均层厚为2.4m,容重取20kN/m3,粘结力c=0,主动侧压力系数取0.2;②层平均层厚为 3.0m,容重取20.3kN/m3,粘结力c=0,内摩擦角为33.33°,主动土压力系数Ka=tan2(45-33.33/2)=0.29,被动土压力系数Kp= tan2(45+33.33/2)=3.44;③层平均层厚为2.6m,容重取20.2kN/m3,粘结力c=51.3,内摩擦角为9.9°,主动土压力系数Ka=tan2(45-9.9/2)=0.71,被动土压力系数Kp= tan2(45+9.9/2)=1.42;④层平均层厚为7.4m,容重取19.7kN/m3,粘结力c=33.2,内摩擦角为11.4°,主动土压力系数Ka=tan2(45-11.4/2)=0.67,被动土压力系数Kp= tan2(45+11.4/2)=1.49;⑤层平均层厚为8.15m,容重取20.1kN/m3,粘结力c=68,内摩擦角为13.7°,主动土压力系数Ka=tan2(45-13.7/2)=0.62,被动土压力系数Kp= tan2(45+13.7/2)=1.62;一、钢板桩最小入土深度(根据C点支撑反力为零计算出最小入土深度)基坑开挖深度6m,取钢板桩单位长度为计算单元。
钢板桩为拉森III型钢板桩,围囹、支撑、锚桩均采用400×400的H型钢,相应的截面性能参数见计算书后附件。
按上图的支护方式,计算图式可简化为三点支撑的连续梁,结构简图及荷载分布图如下(采用结构力学求解器进行求解):结构弯矩图如下:剪力图如下:在此支撑模式下,坑底最小入土深度为1.2m。
此时支撑点C的反力为零。
出于安全考虑,钢板桩入土深度实际施工时按3m施工。
拉森钢板桩支护方案评估计算书1. 概述本文档旨在评估拉森钢板桩支护方案的设计和计算。
拉森钢板桩是一种常用的地基支护结构,适用于土方开挖、河道治理、基坑支护等工程中。
本评估计算书将根据设计要求和计算方法对拉森钢板桩支护方案进行综合评估。
2. 设计要求2.1. 土壤力学参数:根据现场勘探数据和试验结果,确定土壤斜坡角、内摩擦角、内聚力等基本参数。
2.2. 桩材料和尺寸:选择合适的拉森钢板桩材料,并确定桩长、板厚等尺寸参数。
2.3. 水平支撑和排水设计:根据工程需求,确定水平支撑和排水设施的设计要求。
2.4. 安全系数:根据国家相关标准和规范,确定各个设计参数的安全系数。
3. 计算方法3.1. 土压力计算:根据土壤力学理论,计算拉森钢板桩承受的土压力,并考虑土体的侧向土压力和摩阻力等因素。
3.2. 桩身受力计算:计算拉森钢板桩桩身所受的水平和垂直力,并考虑土压力的作用。
3.3. 稳定性评估:评估拉森钢板桩的整体稳定性,包括侧向稳定性和纵向稳定性。
3.4. 桩-土交互作用分析:分析拉森钢板桩与土壤之间的相互作用,确定桩-土界面的剪切应力和阻力等参数。
4. 评估结果通过使用上述的设计要求和计算方法,对拉森钢板桩支护方案进行评估,得出方案的稳定性、承载力和变形等评估结果。
5. 结论综合评估表明,拉森钢板桩支护方案满足设计要求,具备良好的稳定性和承载能力。
然而,还需要进行进一步的施工方案设计和现场监测,以确保该方案在实际工程中的可行性和安全性。
以上为拉森钢板桩支护方案评估计算书的简要内容,详细的设计和计算数据请参考相关附件。
钢板桩支护验算计算书一、工程概况本标段的三座框架桥。
位于穂莞深城际铁路新塘至洪梅段中堂动车所内。
桥址区属于珠江三角洲滨海平原区,地势平坦。
主要用于河涌排洪。
JXDK1+676框架桥(1*15m-5m)与中堂运用所正线斜交67°,全桥长,斜宽,底板厚,边墙厚,顶板厚,全桥为一跨结构;地表标高为,基坑底标高~,基坑开挖深度~。
二、钢板桩支护结构施工方案我局管段穗莞深城际SZH-6标,桥位均处于软土及水涌中,框架桥基坑开挖均采用钢板桩支护;河涌段水位较浅,先设草袋围堰施工框架桥基础,开挖时再设钢板桩支护。
支护墙体采用9m长钢板桩,钢板桩基坑顶处设置300*300的H型钢围檩,支撑体系采用内支撑形式,采用Ф325*6mm钢管,长,间距6m。
1、钢板桩支护1)钢板桩的选用采用拉森Ⅲ型钢板桩(B=400mm,H=125mm,t=13mm)。
考虑地质情况和开挖深度的需要,施工采用浅埋单层支点排桩墙,选用9m长度的钢板桩。
2、钢板桩的插打总体施工流程:施工准备→测量定位→打钢板桩→钢板桩合拢→钢板桩外拉锚→清底→封底→垫层→底板施工→脚手架架设→顶板、边墙施工→钢板桩围堰拆除。
钢板桩采用逐片插打逐渐纠偏直至合拢,插打时利用挖掘机或吊车附带钢丝绳吊起后,液压振动捶夹板夹住钢板桩到位,按要求沿框架桥四周每边外放米要求,振动锤边振动边插打。
为了确保插打位置准确,第一片钢板桩要从两个互相垂直的方向同时控制,确保其垂直度在%内,然后以此为基础向两边插打。
考虑到水位高的因素,转交处使用特制角桩插打,整个钢板桩形成一个整体,达到安全止水的最佳效果。
3、钢支撑结构形式为了确保基坑开挖及钢板桩安全可靠,钢板桩墙体支撑体系尤为重要。
具体支撑及安装位置见附图1,支撑结构材料如下:1)钢板桩支护墙体坡顶处采用300*300的H型钢围檩,每个对角采用三块300mm×300mm×10mm钢板连接;对角斜撑采用两300*300的H型钢,对角处用四块250mm ×250mm×10mm钢板连接。
精心整理支护计算书一.设计资料该项目的支护结构非主体结构的一部分;开挖深度为9.7m<10m;在等于开挖深度的水平距离内无临近建筑物。
故可以认为该坑的安全等级为二级。
重要性系数取γ0=1.0。
地面标高:-0.5m基础底面标高:-10.2m开挖深度:9.7m2.支点力T c1设支点位于地面以下4m ,即支点处标高为-4,5m对反弯点处弯矩为03.嵌固深度h d求最小h d ,用软件解如下方程161.66*(x+5.7)+(29.45*x+41.04)*(x-1.8)*(x-1.8)/6+19.296*(x-1.39)-1.2*(15.19+275.74+4.125)*x-1.2*845.57=0解得h d =7.500m五.弯矩计算 119.73kPa根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)的规定按下列规定计算其设计值: 截面弯矩设计值MM =1.25γ0M c式中γ0——重要性系数,取1.01. 锚固点弯矩设计值2. 剪力为0处弯矩设计值(开挖面上方)设地面到该点距离为2h3. 剪力为0处弯矩设计值(开挖面下方)1231231.2.设锚杆锚固长度为10m ,其中点到地面距离为8.31m ,直径为14cm 。
水平分力kN T T c d 49.2425.115.1=⨯=若取K=1.50,则修正为12m最后确定的锚固段长度为12m 。
3.钢拉杆截面选择取361φ,则其抗拉强度设计值:满足要求。
七.围檩受力计算围檩受到拉锚和钢板桩传来作用力,可按简支梁计算。
选用两排[18的槽钢,333104.2411027.120mm W ⨯=⨯⨯= 满足要求。
共需要376m 的[18热轧轻型槽钢。
七.抗倾覆验算满足要求。
拉森钢板桩⽀护⽅案计算书xxx有限公司拉森钢板桩⽀护⽅案计算书⽂件编号:受控状态:分发号:修订次数:第 1.0 次更改持有者:桂林市西⼆环路道路建设⼯程排⽔管道深基坑开挖施⼯⽅案计算书⼀、⼯程概况桂林市西⼆环路⼆合同段污⽔管道⼯程的起点K12+655,终点K17+748,埋设管道为聚氯⼄烯双壁波纹管(Ф500)和钢筋砼管(Ф800),基础采⽤粗砂垫层,基础⾄管顶上50cm范围为粗砂回填,其上为级配碎⽯回填⾄路床;起点管道底部标⾼为,管道平均埋深为⽶左右,最深为⽶,地下⽔位较⾼,其中有局部⾥程段厚⼟层以下是流沙层,开挖时垮塌较严重,为防⽌开挖时坍塌事故发⽣,特制定该⽅案,施⼯范围为K12+655~K14+724段左侧污⽔管。
本段施⼯段地质为松散耕⼟、粉质粘⼟,地下⽔位⾼,遇⽔容易形成流砂。
⼆、⽅案计算依据1、《桂林市西⼆环路道路建设⼯程(⼆期)施⼯图设计第三册(修改版-B)》(桂林市市政综合设计院)。
2、《市政排⽔管道⼯程及附属设施》(06MS201)。
3、《埋地聚⼄烯排⽔管管道⼯程技术规程》(CECS164:2004)。
4、《钢结构施⼯计算⼿册》(中国建筑⼯业出版社)。
5、《简明施⼯计算⼿册》(中国建筑⼯业出版社)。
三、施⼯⽅案简述1、钢板桩⽀护布置钢板桩采⽤拉森ISP-Ⅳ型钢板桩,其长度为12⽶/根,每个施⼯段50m需260根钢板桩。
根据施⼯段⼀般稳定⽔位154.0m和⽬前⽔位情况,取施⼯⽔位为154.00m。
根据管沟开挖深度(),钢板桩⽀护设置1道型钢圈梁和⽀撑。
以K14+100左侧排污管道钢板桩⽀护为例,桩顶标⾼为157.83m,桩底标⾼为148.83m,依次穿越松散耕⼟→粉质粘⼟层。
2、钢板桩结构尺⼨及截⾯参数拉森ISP-Ⅳ型钢板桩计算参数如下表所⽰:四、计算假设1、根据设计图纸中地勘资料提供的⼟层描述,本计算中⼟层参数按经验取值如下(K14+100钢板桩⽀护处):则计算取值:γ=18 KN/m3 ,φ=150,c=10 KPa 。
拉森钢板桩基坑工程的计算公式钢板桩支护计算书(武汉建福市政工程有限公司)以桩号2c0+390处的开挖深度,4C0+001.5处的开挖宽度为准(本相目的最大开挖深度和宽度)一设计资料1桩顶高程H1:4.100m施工水位H2:3.000m2 地面标高H0:4.350m开挖底面标高H3:-3.400m开挖深度H:7.7500m3土的容重加全平均值γ1:18.3KN/m3土浮容重γ’:10.0KN/m3内摩擦角加全平均值Ф:20.10°4均布荷q:20.0KN/m25基坑开挖长a=20.0m 基坑开挖宽b=9.0m二外力计算1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图ka=tg2(45°-φ/2)=tg2(45-20.10/2)=0.49kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05板桩外侧均布荷载换算填土高度h,h=q/r=20.0/18.3=1.09m桩顶以上土压力强度Pa1Pa1=r×(h+0.25)Ka=18.3×(1.09+0.25) ×0.49=12.0KN/m2水位土压力强度Pa2Pa2=r×(h+4.35 -3.00 )Ka=18.3×(1.09+4.35 -3.00 )× 0.49=21.8KN/m2开挖面土压力强度Pa3Pa3=[r×(h+4.35 -3.00 )+(r-rw)(3.00+3.40)}Ka=[18.3×(1.09+4.35 -3.00 )+(18.3-10) ×(3.00+3.40)]×0.49=47.8KN/m2开挖面水压力(围堰抽水后)Pa4:Pa4=γ(3.00+3.40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2三确定内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:弯曲截面系WZ0=0.001350m3,折减系数β=0.7采用值WZ=βWZ0=0.00135×0.7=0.000945m3容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa由公式σ=M/Wz得:最大弯矩M0=Wz×[σ]=189.0KN*m1假定最上层支撑位置与水位同高,则支点处弯矩M'=Pa1*(H1-H2)2/2+(Pa2-Pa2)(H1-H2)2/6=9.2KN*m故,支撑点可设置在水位下。
6m拉森钢板桩支护计算书---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ]---------------------------------------------------------------------- 排桩支护---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ][ 超载信息 ][ 附加水平力信息 ][ 土层信息 ][ 土层参数 ][ 土压力模型及系数调整 ]---------------------------------------------------------------------- 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ][ 设计结果 ]---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]---------------------------------------------------------------------- 各工况:内力位移包络图:地表沉降图:---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ]----------------------------------------------------------------------基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)σnei = Mn / Wx= 0、000/(2200、000*10-6)= 0、000(MPa) < f = 215、000(MPa) 满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)σwai = Mw / Wx= 61、721/(2200、000*10-6)= 28、055(MPa) < f = 215、000(MPa) 满足式中:σwai———基坑外侧最大弯矩处得正应力(Mpa);σnei———基坑内侧最大弯矩处得正应力(Mpa);Mw ———基坑外侧最大弯矩设计值(kN、m);Mn ———基坑内侧最大弯矩设计值(kN、m);Wx ———钢材对x轴得净截面模量(m3);f ———钢材得抗弯强度设计值(Mpa);---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------计算方法:瑞典条分法应力状态:有效应力法条分法中得土条宽度: 0、40m滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 2、231圆弧半径(m) R = 5、385圆心坐标X(m) X = -1、328圆心坐标Y(m) Y = 2、399----------------------------------------------------------------------[ 抗倾覆稳定性验算 ]----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:M p——被动土压力及支点力对桩底得抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索得锚固力与抗拉力得较小值。
桂林市西二环路道路建设工程排水管道
深基坑开挖施工方案计算书
一、工程概况
桂林市西二环路二合同段污水管道工程的起点K12+655,终点K17+748,埋设管道为聚氯乙烯双壁波纹管(Ф500)和钢筋砼管(Ф800),基础采用粗砂垫层,基础至管顶上50cm范围为粗砂回填,其上为级配碎石回填至路床;起点管道底部标高为150.277m,管道平均埋深为5.2米左右,最深为7.8米,地下水位较高,其中有局部里程段3.5m厚土层以下是流沙层,开挖时垮塌较严重,为防止开挖时坍塌事故发生,特制定该方案,施工范围为K12+655~K14+724段左侧污水管。
本段施工段地质为松散耕土、粉质粘土,地下水位高,遇水容易形成流砂。
二、方案计算依据
1、《桂林市西二环路道路建设工程(二期)施工图设计第三册(修改版-B)》(桂林市市政综合设计院)。
2、《市政排水管道工程及附属设施》(06MS201)。
3、《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》(CECS164:2004)。
4、《钢结构施工计算手册》(中国建筑工业出版社)。
5、《简明施工计算手册》(中国建筑工业出版社)。
三、施工方案简述
1、钢板桩支护布置
钢板桩采用拉森ISP-Ⅳ型钢板桩,其长度为12米/根,每个施工段50m需260根钢板桩。
根据施工段一般稳定水位154.0m和目前水位情况,取施工水位为154.00m。
根据管沟开挖深度(4.7m),钢板桩支护设置1道型钢圈梁和支撑。
以K14+100左侧排污管道
钢板桩支护为例,桩顶标高为157.83m,桩底标高为148.83m,依次穿越松散耕土→粉质粘土层。
2、钢板桩结构尺寸及截面参数
拉森ISP-Ⅳ型钢板桩计算参数如下表所示:
四、计算假设
1、根据设计图纸中地勘资料提供的土层描述,本计算中土层参数按经验取值如下(K14+100钢板桩支护处):
则计算取值:γ=18 KN/m3 ,φ=150,c=10 KPa 。
2、支护计算水位按154.00m考虑。
3、计算时按照支护周边均为土体进行计算,不考虑空隙水压力及土体浮容重,同时不扣减由土体粘聚力与钢板桩之间产生的摩擦力。
五、钢板桩围堰计算
1、内力计算
本工程土压力计算采用钢板桩全部承受的主动土压力视为有效主动土压力。
以地面标
高157.330m 为基准,计算各高度点的有效土压力。
地面超载按照30t 考虑,换算后为5KN/m 2,换算为土高度h 0=q/γ5/18=0.28m 。
1.1主动、被动土压力系数
767.0,589.0)2
15
45(2==-
=Ka tg Ka 303.1,698.1)2
15
45(2==+
=Kp tg Kp 1.2有效主动土压力计算(受力分布图如下)
按照各工况(一道支撑)进行受力计算,具体如下:
A 、在标高157.33m 位置时的土压力强度(地面处)
22/97.2)2
15
45(28.0181m KN tg P =-
⨯= B 、在标高156.33m 位置时的土压力强度(支撑处)
22/17.24)2
15
45()228.0(182m KN tg P =-
+⨯= C 、在标高152.63m 位置时的土压力强度(基底部)
22/80.52)2
15
45()7.428.0(183m KN tg P =-
+⨯=
1.3支撑层数及间距
按照等弯矩布置确定各层支撑的间距,则拉森ISP-Ⅳ型钢板桩顶部悬臂端的最大允
许跨度为:m cm Ka W h 85.29.284589
.010181020432006][633
5
3==⨯⨯⨯⨯⨯==γδ m h 85.20=
m h 16.385.211.11=⨯=
施工时考虑放管空间位置,确定采用布置一层支撑,即从自然地面下2m 设置Ⅰ20a
工字钢围檩,加Ф203钢管横撑;自钢板桩顶下为1道围囹支撑。
1.4施工工况下围檩计算
围檩受力(采用近似法计算)
公式:Rn 处土压力q n =(P n +P n-1)/2×h 1/2+(P n +P n+1)/2×h 2/2,则计算如下:
m KN q /78.132
.228.0217.241=+⨯=
开挖到基底标高时土压力最大,为最不利工况,土压力均布荷载为13.78KN/m ,则此时钢板桩所受的最大弯矩为m KN l q M ∙=⨯⨯=⨯⨯=503.15378.13125.0125.0221max ,拉森
ISP-Ⅳ型钢板桩抗弯截面模量为32043
cm ,则钢板桩所受最大弯曲应力为: Mpa Mpa W M 20059.72043000
10503.15max 6
<=⨯==σ,完全满足要求。
1.5钢板桩最小入土深度计算
入土深度控制是钢板桩设计计算的关键,本方案为验证相关计算规则的合理性及准确性,采用两种计算方法进行验算后对照复核。
采用盾恩近似法计算
如上简化后土压力分布图,假定作用在板桩EG `段上的荷载EHJ \G \一半传至E 点上,另一半由坑底土压力FG \R \承受,由几何平衡关系可得入土深度计算公式:
24)(2
1
)(21x Ka Kp x h KaH -=+γγ 即0)(42=---KaHh KaHx x Ka Kp ,代入相关数据计算可得:
m x x x 12.4,0474.777.2109.12==--求解得,即钢板桩在基底以下入土深度大于4.12m 时就能满足要求。
综合以上两种计算方法结果,为安全起见,取验算最大值4.12m 并考虑1.5倍安全系数,则X=4.12×1.5=6.18m,本施工方案采用12m 长钢板桩,桩顶标高为157.83m,基底标高为152.63m,入土深度=12-(157.83-152.63)=6.8m>6.18m,完全满足要求。
2、内支撑受力检算
3.1内支撑及围檩设计如前图所示,选择荷载最大的围檩位置进行验算,该处土压力
q=24.17KN/m ,取跨度最大的两跨不等距连续梁检算,按照方案设计围檩选择I20a ,工字钢[]MPa f cm W 200,1783==,取系数η=0.125,则在静载时:
m KN M ∙=⨯⨯=025.227.217.24125.02max
[]MPa f MPa 20087.612
17810025.229
==⨯⨯=<δ,故围檩抗弯强度满足要求。
3.2内支撑设计
围檩处内支撑采用φ203mm 钢管,钢管壁厚10mm,mm D 203=, mm d 183=,
96.214
18320342
222=+=+=
d D i , 22
2222.6060418320314.34mm d D A =-⨯=-⨯=π,
34
44481.278746203
3218320314.332mm D d D W =⨯-⨯=-⨯=π
根据长细比149.18296
.214000
==
=i l λ,查《钢结构设计规范》附表得稳定系数216.0=φ。
自重弯矩:m KN ql M ∙=⨯==932.08
4466.0822max
[]MPa f MPa W M A N 2009.18881.27874610932.02.6060216.0109.2426
3max ==⨯+⨯⨯=+=<φδ,满足要求。
经过上述计算,本方案钢板桩支护设计检算是符合要求的,安全性能可靠。