拉森钢板桩支护方案计算书

1、【MeiWei_81 重点借鉴文档】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（500）和钢筋砼管（800）,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+655K14+724段左侧污水管。本段施工段地质

2、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（CECS164:20R）R。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- W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

3、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【MeiWei_8 1 重点借鉴文档】桩支护为例，桩顶标高为157.83m,桩底标高为148.83m,依次穿越松散耕土一粉质粘土 层。2、钢板桩结构尺寸及截面参数拉森ISP- W型钢板桩计算参数如下表所示:型号尺寸（mm）每块钢板桩有效幅宽b有效高度h厚度t截面积A单根cm2惯性矩IR单根cm4截面抵抗矩W单根cm3单位净重 kg/mISP-型40018015.598.703.97033676.96四、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

4、 钢板桩支护处）：土层土层土层顶土层底容重内摩擦角粘聚力编号名称标咼（m）标咼（m）(kN/m支护计算水位按154.00m考虑。 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)(0)(kPa)2耕土157.33156.8317.5585-1粉质粘土156.83148.83191540加权平均18.251024则计算取值：丫 =18KN/m, =1用,c=10KPa【MeiWei_81重点借鉴文档】高157.330m为基准

5、，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, 换算为土咼度 ho=q/ 丫 5/18=0.28m。1.1主动、被动土压力系数Ka =tg钢板桩上压力分布图A、在标高157.33m位置时的土压力强度（地面处） 152P1 =18 0.28tg （45）=2.97KN/mB、在标高156.33m位置时的土压力强度（支撑处）（45） =0.589, .、Ka -0.7672Kp =tg2（45 号）=1.698, Kp -1.3031.2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:餵板0+1157. BJQUO211FRl=2.W-m

6、2l7KN. m2CXBXI5RoA 148.8315P2 =18 (0.28 2)tg2(45) = 24.17KN/m2C、在标高152.63m位置时的土压力强度（基底部）2152P3 =18 (0.28 4.7)tg (45) =52.80KN /m2i fra ilk3箸伯1染夕A布图1.3支撑层数及间距跨度为:3 6 200 2043 10518 103 0.589按照等弯矩布置确定各层支撑的间距， 则拉森ISP- W型钢板桩顶部悬臂端的最大允许二 284.9cm 二 2.85mh0 = 2.85m0=1.11 2.85=3.16m施工时考虑放管空间位置，确定采用布置一层支撑，即从自

7、然地面下2m设置I 20a工字钢围檩，加 203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 qn=(Pn+R-i)/2 x hi/2+(P n+R+i)/2 x h2，则计算如下:24.1720.28 2.02=13.78KN /m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噺=0.125 q1 I2 =0.125 13.78 32 = 15.503KN，拉森ISP- W型钢板桩抗弯截面模量为2043cm3,则钢板桩所受最大弯曲应力为:M maxW615.503 1

8、02043000=7.59Mpa v 200Mpa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。爾視桩顶标高15&酣/hi/f /0TfF J/w0RITTT钢扳柄曲标146.Y（Kp-Ka） mG *劳层支挥钢板桩计算简图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EHJG 半传至E点上,另一半由坑底土压力FGR承受，由几何平衡关系可得入土深度计算公式：丄 KaH (h4 x) J (Kp Ka)x22 2即(Kp - Ka)x2 - KaHx - KaH

9、h4 =0 ,代入相关数据计算可得： 1.109x2 -2.77x - 7.474 = 0,求解得x = 4.12m,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R=4.12X 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)=6.8m6.18m,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 W = 178cm3, l-N-200MPa，取系数 n =0.125，则在静载时：9.22.025 10178 汶 2Mmax =0.125 24.17 2.72 -22.025KN *m= 61.87MPavf】= 200MPa，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 203mn钢管，钢管壁厚10mmP = 203mm, d = 183mm,D2 d2203218324-21.96,44= 3.142 2203 -18342=6060.2mm ,4444W = : D d =3.14 203= 278746.81