拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算

1、3、拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算、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。 、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型，桩长 12 米，内部水平围檩由单 根(500×300mm)

2、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、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，

3、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。、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： ； 支护结构结构重要性系数： ；构件计算综合性系数：2 、材料力学性能指标序 号材料名称 / 规格使用 部位强度设计值 （Mpa）抗拉、压、弯抗剪承压1500×300mmH型钢(Q235)腰梁2151253252D600mm钢管(Q235)内支撑215125325

4、3钢板桩桩295、施工工况定义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 内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数 0基坑深度 H(m)嵌固深度 (m)墙顶标高 (m)连续墙类型钢板桩每延米板桩截面面积A(cm2)每延米板桩壁惯性矩I(cm4)每延米板桩抗弯模量W(cm3)有无冠梁无放坡级数0超载个数0支护结构上的水平集中力0 附加水平力信息 水平作用类水平力作用深是否参是否参

5、力型值度与与序号(kN)(m)倾覆稳定整体稳定 土层信息 土层数3坑内加固土否内侧降水最终深度 (m)外侧水位深度 (m)内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离 (m)-弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法 土层参数 层号土类名称层厚(m)重度(kN/m 3)浮重度3(kN/m3)粘聚力 (kPa)内摩擦角(度)1杂填土2淤泥质土-3淤泥-层与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方m,c,K 值抗剪强度号擦阻力 (kPa)水下 (kPa)水下(度)法(kPa)1合算m法-2合算m法-3合算m法-支锚 道号支锚类型水平间距(m)竖向间距(m)入射角 (°)总长(m)锚固段 长度

6、 (m)1内撑-支锚道数 1支锚 道号预加力(kN)支锚刚度(MN/m)锚固体 直径 (mm)工况号锚固力 调整系数材料抗力(kN)材料抗力 调整系数1-2-支锚道数1 支锚信息 土压力模型及系数调整 弹性法土压力模型 : 经典法土压力模型层号土类名称水土水压力 调整系数主动土压力调整系数被动土压力调整系数被动土压力 最大值 (kPa)1杂填土合算2淤泥质土合算3淤泥合算 工况信息 工况号工况 类型深度(m)支锚 道号1开挖-2加撑-1. 内撑3开挖- 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Mp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支

7、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。Ma主动土压力对桩底的倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况 1：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力 (kN/m) 锚固力 (kN/m)1内撑 -Ks = >= , 满足规范要求。 工况 2：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力 (kN/m) 锚固力 (kN/m)1 内撑 -Ks = >= ,满足规范要求。工况 3：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号 支锚类型 材料抗力 (kN/m) 锚固力 (kN/m)1

8、内撑Ks = >= ,满足规范要求。安全系数最小的工况号：工况 1。最小安全 Ks = >= , 满足规范要求。 抗隆起验算 Prandtl( 普朗德尔 )公式(Ks >= ，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范 YB 9258-97（ 冶金部 ）:Ks = >= ,满足规范要求。Terzaghi( 太沙基 )公式(Ks >= ，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范 YB 9258-97( 冶 金部 ):Ks = >= ,满足规范要求。 隆起量的计算 注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0 处理 !式中 基坑底面向上位移 (mm); n从基坑顶面到基

9、坑底面处的土层层数;ri 第 i 层土的重度 (kN/m 3) ； 地下水位以上取土的天然重度 (kN/m 3) ；地下水位以下取土的饱和重度 (kN/m 3); hi 第 i 层土的厚度 (m); q基坑顶面的地面超载 (kPa); D桩 ( 墙 )的嵌入长度 (m);H基坑的开挖深度 (m); c桩 ( 墙 )底面处土层的粘聚力 (kPa); 桩 ( 墙)底面处土层的内摩擦角 ( 度); r 桩 ( 墙 ) 顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); = 32(mm) 抗管涌验算 抗管涌稳定安全系数 (K >= :式中 0侧壁重要性系数 ;' 土的有效重度 (kN/m 3

10、); w地下水重度 (kN/m 3); h' 地下水位至基坑底的距离 (m); D桩 ( 墙 )入土深度 (m);K = >= , 满足规范要求。 承压水验算 2 式中Pcz基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m 2);2 Pwy承压水层的水头压力 (kN/m 2); K y 抗承压水头的稳定性安全系数，取。Ky = = >= 基坑底部土抗承压水头稳定 ! 嵌固深度计算 嵌固深度计算参数：嵌固深度系数抗渗嵌固系数嵌固深度计算过程：按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99 单支点结构计算支点力和嵌固深度设计值 hd：1) 按 ea1k = e p1k 确

11、定出支护结构弯矩零点 hc1 =2) 支点力 Tc1 可按下式计算：h T1 = 3.000mT c1 = kN3) h d按公式： hpEpj + T c1(h T1+hd) - 0haEai>=0确定 = ， 0 =h p = 1.591m ，Epj = kPah a = 2.688m ，Eai = kPa得到 hd = 4.100m ， hd采用值为： 8.500m、围堰围囹(腰梁)及斜撑验算根据 节单元计算， 取其最大反力作为围囹均布荷载。 根据 第节计算知围囹工况 3 反力最大为，因此均布荷载为 m 内导梁最大弯矩 Mmax 采用的支撑最大间距 Lmax=4.5m内导梁采用 单片焊接 H型钢 h=482mm,b=300mm,t=11mm,W=2523cm。3 Mmax=(qmaxLmax2)/8×= /8= max=Mmax/W×=103/2523