777、778计算书.doc

1、新建 xxxx铁路SHZQ-5标桥梁基坑支护方案审定：审核：校核：设计：xxxx 有限公司2016年7月目录1工程概况 .- 1 -2工地质与水文地质条件 .- 1 -2.1工程地质条件 .- 1 -2.2水文地质条件 .- 1 -3基坑支护设计依据及总体方案 .- 1 -3.1设计依据 .- 1 -3.2总体方案 .- 2 -4基坑支护施工要求 .- 2 -4.1施工顺序 .- 2 -4.2施工要求 .- 2 -5基坑工程监测要求 .- 3 -6基坑支护设计计算书 .- 3 -6.1单元计算 .- 3 -6.2支撑体系计算 .-11-7附图.-14-1工程概况1、基坑概况：本次设计的基坑工程

2、，深度为6m;基坑尺寸 21.6m13.6m 为桥梁承台基坑。2、基坑周边环境：无临近重要设施及重要建筑物，周边环境相对简单。2工地质与水文地质条件2.1 工程地质条件本标段位于安徽省西北部，线路经过淮河冲积平原、 黄淮冲积平原， 地势平坦开阔，略有起伏，大部分为耕地，河流发育，沟渠纵横，地面高程一般为2735m。由阶地、河漫滩两个微地貌组成。线路所经过地区地层主要为第四系全新统冲积Q4al 粉质粘土，第四系上更新统冲积Q3al 粘土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂，表层局部为第四系全新统人工填土。本方案按委托方所提供最不利地质断面进行计算。2.2 水文地质条件沿线地下水类型主要为第四系地层孔隙潜

3、水，受大气降水及地下水侧向径流补给，以补给下层地下水入渗及浅层地下水人工开采为排泄条件。地下水丰富，地表下23m见地下水。3基坑支护设计依据及总体方案3.1 设计依据1、委托方提供资料：总平图，岩土工程勘察文件2、现行规范：建筑基坑支护技术规程 （JGJ 120-2012 ）、钢结构设计规范（GB 50017-2003）、- 1 -3.2 总体方案1、支护方案根据委托方提供的设计要求、图纸资料等，考虑到场地周围环境、土质条件及基坑深度等特点，本着安全、经济、方便施工的原则而进行设计。针对不同开挖深度，围护结构拟采用12m拉森钢板桩作为挡土止水结构。内支撑体系采用钢腰梁（双拼I40b 工字钢）加

4、 40*40H 型钢支撑的内支撑体系。具体详见基坑支护平面布置图及剖面图。2、止水方案拉森钢板桩具有止水功能，为防止钢板桩锁口不严或变形造成开裂漏水，在漏水风险较高处，加打一排作为止水加强措施。4基坑支护施工要求4.1 施工顺序1、场地平整，进行施工围挡，设备机具进场。2、施工钢板桩。3、分层开挖至钢腰梁标高处，施工钢腰梁及支撑。4、待钢支撑安装好后，分层开挖至坑底设计标高，施做底板垫层。5、为了控制基坑变形，基坑开挖后马上施工素混凝土垫层。4.2 施工要求1、基坑开挖土方严禁堆放在坑边，应及时外运，基坑周边的超载不应超过20kpa，大型施工设备及重载车辆应远离坑边，以保证基坑的稳定和安全。2

5、、钢腰梁钢材均为Q235B,焊条 E43. 钢构件所有对接焊缝及坡口焊缝质量等级均为二级。3、基坑开挖可先由机械挖到设计基底以上0.3m，其下土体由人工挖除。基坑开挖时不得碰撞围护桩。- 2 -4. 土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。5基坑工程监测要求本工程基坑监测等级为二级，由建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-2009 的相关条款规定，基坑开挖过程中应对以下几方面进行监测：1、应对钢板桩桩顶、桩身水平位移进行监测；2、应对周边地表竖向位移进行监测；3、坑外水位监测；基坑监测应由具有相应资质的监测单位进行开挖监测，并按照规范要求制定

6、合理、可行、全面的监测方案， 及时进行监测数据反馈， 达到信息化施工， 保证基坑顺利施工。监测报警值：支护桩桩顶水平位移报警值为40mm，支护桩桩身水平位移报警值为45mm，周边地表竖向位移预警值为30mm。变形速率为 3mm/d。其他监测项目可参考建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-2009 的相关规定执行。6基坑支护设计计算书6.1 单元计算6m基坑工程计算书1 工程概况该基坑设计总深6m，按二级基坑、选用国家行业标准建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012) 进行设计计算，计算断面编号：1。1.1土层参数厚度c序号 土层名称(kN/m 3)(kPa)( )(m)- 3 -1粉质

7、粘土 6.3019.130.50 12.502粉质粘土 6.2019.430.00 12.003粉土1.7019.83.0026.004细砂5.9020.02.0026.005粉质粘土 2.1019.431.40 13.106细砂9.2020.02.0026.007粉质粘土 5.0019.646.50 15.50续表序号 土层名称厚度mKmax分算(m)(MN/m4)(MN/m3)/ 合算1粉质粘土 6.304.00.0合算2粉质粘土 6.205.00.0合算3粉土1.706.00.0分算4细砂5.907.00.0分算5粉质粘土 2.106.00.0合算6细砂9.2010.00.0分算7粉质粘

8、土 5.008.00.0合算地下水位埋深：1.00m。1.2基坑周边荷载地面超载： 20.0kPa2 开挖与支护设计基坑支护方案如图：- 4 -6m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： 6.000m； 露出长度： 0.000m； 型钢型号： Q295bz-400 170； 桩间距： 800mm；2.2支撑 ( 锚) 结构设计- 5 -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 ，对挡墙的水平约束刚度取20000.0kN/m/m 。 该道

9、平面内支撑具体数据如下： 支撑材料：钢支撑； 支撑长度： 13.600m； 支撑间距： 7.500m； 与围檩之间的夹角：90.000 ； 不动点调整系数：0.500 ； 型钢型号： H40*40型钢； 根数： 1； 松弛系数： 1.000 。计算点位置系数：0.000 。2.3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；- 6 -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：矩形，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

10、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。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1.500.031.9坑内侧土体抗力安全系数：2.86 。4 整体稳定计算4.1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：有效应力法，孔压考虑土性；土钉法向力折减系数： =0.5 ；土钉切向力折减系数： =1.0 ；锚杆法向力折减系数： =0.5 ；- 7 -锚杆切向力折减系数： =1.0 ；

11、桩墙抗滑考虑方式：滑面绕桩；浸润线不考虑止水帷幕；滑弧搜索不考虑局部失稳；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。4.2计算结果4.2.1开挖至 -6.00m( 深6.00m)滑弧：圆心 (2.82m,-0.00m)，半径： 17.11m， 起点 (-14.30m,0.00m)， 终点 (18.84m,6.00m)，拱高比 0.835 ；下滑力： 1080.36kN/m ；土体 ( 若有则包括搅拌桩和坑底加固土) 抗滑力： 1950.45kN/m ；土钉 / 锚杆抗滑力：0.00kN/m ；桩墙的抗滑力：0.00kN/m ；安全系数： 1.81 ，要求安全系数：

12、1.3 。5 坑底抗隆起计算5.1计算参数- 8 -滑弧中心：最下道支撑；滑弧位置：通过桩底；应力状态计算方法：总应力法；桩墙弯曲抗力：不考虑；垂直滑面阻力：忽略；滑面水平应力：不考虑。5.2计算结果下滑力： 679.0kN/m ；抗滑力： 1385.8kN/m ；安全系数： 2.04 ，要求安全系数：1.9。6 钢板桩强度计算6.1计算参数设计值系数：1.25 ；弯矩折减系数：1.0 。6.2计算结果- 9 -最大弯矩标准值：74.6kN.m ；弯矩设计值：93.2kN.m ；钢板桩抗弯截面模量：1816000.0mm3；钢板桩边缘正应力：51341.7kPa ；抗弯强度设计值：265000

13、.0kPa 。7 抗倾覆计算7.1计算参数水土计算（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。7.2计算结果抗倾覆安全系数：，要求安全系数：1.2 。8 抗渗流稳定计算8.1计算参数抗渗流计算方法：临界水力坡度法， 垂直渗径换算系数( 上段 ) ：0.8 ，垂直渗径换算系数( 下段 ) ：1.0 ，水平渗径换算系数：0.0 ， 有效重度计算方法：由饱和重度计算。8.2计算结果-10-抗渗流稳定安全系数：，要求安全系数：1.5 。9 其他计算9.1地表沉降计算9.1.1计算参数地表沉降计算方法：同济抛物线法。9.1.2计算结果9.2 支撑体系

14、计算根据单元计算结果，选取最不利工况进行验算。9.2.1腰梁内力计算计算条件：荷载条件 :均布恒载标准值均布活载标准值恒载分项系数活载调整系数:133.6kN/m活载准永久值系数:0.50:0.00kN/m支座弯矩调幅幅度:0.0%:1.25活载分项系数:1.40: 1.00计算结果：单位说明 :弯矩 :kN.m剪力 :kN-左中右弯矩 (-) :-159.3750.000-151.536-11-弯矩 (+) :0.00079.6880.000剪力 :305.9412.529-300.883所有简图：6.2.2腰梁截面验算基本信息计算目标 : 截面验算截面受力状态 : 复合受力状态材料名称 :

15、Q235材料抗拉强度 (N/mm2):215.0材料抗剪强度 (N/mm2):125.0轴心力 N(kN):0.000剪切力 Fx(kN):0.000剪切力 Fy(kN):306.000弯矩 Mx(kN-m):159.400弯矩 My(kN-m):0.000截面信息截面类型 : 工字钢组合 形截面 (GB706-88):xh=I40b(型号 )截面抵抗矩Wx1(cm3): 3000.000Wx2(cm3): 3000.000Wy1(cm3): 3808.343Wy2(cm3): 3808.343截面塑性发展系数x1: 1.05 x2: 1.05y1: 1.00 y2: 1.00截面半面积矩-1

16、2-Sx(cm3): 1779.000Sy(cm3): 2507.625截面剪切面积Ax(cm2):222.900Ay(cm2):222.900截面惯性矩Ix(cm4): 67600.003Iy(cm4):114631.141截面附加参数参数名参数值xh: I40b(型号 )w: 400(mm)-分析结果最大正应力 :-50.603(N/mm2)平均剪应力 :13.728(N/mm2)Fx作用下的剪应力最大值 max:0.000(N/mm2)Fy作用下的剪应力最大值 max:29.825(N/mm2)| = 50.6| f = 215.0(N/mm2)|f / |=4.249满足| = 29.8| fv= 125.0(N/mm2)|fv / |= 9.105满足-13-6.2.3支撑计算支撑（对撑）轴力标准值：133.6*3.1 =414.2kN支撑计算（ H400 型钢）H=400B=400mmt w13mmt=21计算长度 l=13600截面面积 A=21454.00 2截面抵抗矩 W=1120320.00 3A3 钢弹性模量 E=206000 N/ 2截面惯性矩 I=653615800 4长细比 =l/ (I/A)77.9内力设计值：轴力标准值 N=192.0kNk轴力设计值