钢板桩围堰计算书（2层围檁@15m钢板桩）

1、PAGE 第 页1第 页钢板桩围堰计算书目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc31740 第一章 设计条件 PAGEREF _Toc31740 1 HYPERLINK l _Toc2129 1.1工程概况 PAGEREF _Toc2129 1 HYPERLINK l _Toc16482 1.2设计概况 PAGEREF _Toc16482 1 HYPERLINK l _Toc11951 1.3主要计算依据 PAGEREF _Toc11951 2 HYPERLINK l _Toc22325 1.4荷载计算 PAGEREF _Toc22325 3 HYPERLINK

2、 l _Toc7820 1.5土体参数 PAGEREF _Toc7820 3 HYPERLINK l _Toc29757 1.6 材料特性 PAGEREF _Toc29757 4 HYPERLINK l _Toc25785 第二章 基坑支护结构受力计算 PAGEREF _Toc25785 4 HYPERLINK l _Toc8326 2.1 计算工况 PAGEREF _Toc8326 4 HYPERLINK l _Toc24461 2.2 钢板桩计算 PAGEREF _Toc24461 5 HYPERLINK l _Toc15521 2.2.1工况一 PAGEREF _Toc15521 5 H

3、YPERLINK l _Toc17054 2.2.1工况二 PAGEREF _Toc17054 6 HYPERLINK l _Toc21993 2.3 围檩及支撑 PAGEREF _Toc21993 8 HYPERLINK l _Toc30069 第三章 基坑稳定性验算 PAGEREF _Toc30069 11 HYPERLINK l _Toc28406 3.1钢板桩入土深度验算 PAGEREF _Toc28406 11 HYPERLINK l _Toc3253 3.2基坑稳定性计算 PAGEREF _Toc3253 11 HYPERLINK l _Toc7332 3.3基坑承载力计算 PAG

4、EREF _Toc7332 13第 页第一章 设计条件1.1工程概况主线大承台位于陆地上，根据基坑开挖深度，拟定3种类型钢板桩围堰。对于边墩承台拟定一种类型钢板桩围堰。对于大承台，开挖6.5m及以上选用15m长钢板桩围堰，2层支撑；开挖6m-6.5m选用12m长钢板桩围堰，2层支撑,开挖6m以下，选用12m长钢板桩，1层支撑。对于小承台，选用12m长钢板桩，一层支撑。该计算书验算大承台第一种类型ZX179#（开挖7.45m）承台围堰受力情况。ZX179#承台水文资料及设计参数计算，统计如下：（1）钢板桩顶标高： +9.0m（2）钢板桩底标高： -6m（3）承台顶标高： +4.8m（4）承台底标

5、高： +1.6m（5）承台高度： 3.2m（6）地面标高： +8.95m（7）地下水位： +5.16m1.2设计概况承台尺寸18.710.63.2m，钢板桩围堰内轮廓尺寸为20.812.5m，高15m。采用拉森400170型钢板桩，承台为一次性浇筑，按照开挖深度设置两道围檩及支撑。围檁采用2I56，斜撑均采用2I32，内支撑均采用42610钢管。施工工艺：插打钢板桩并合拢，开挖至桩顶以下1m，安装第一道围檩及支撑；继续开挖并降水至第二层围檁标高，安装第二层围檁及支撑；开挖至基坑底；浇筑10cmC20混凝土垫层；进行承台施工。图1.1 钢板桩围堰及内支撑平面图 图1.2 钢板桩围堰立面图1.3主

6、要计算依据（1）（2）、公路桥涵设计通用规范（JTG D-60 2004）；（3）、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2011）；（4）、建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)；（5）、钢结构设计规范(GB 50017-2003)；（6）、土力学 第二版中国建筑工业出版社；（7）、建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）1.4荷载计算1、土压力的计算根据W.J.M朗金（Ran King）理论可得：主动土压力计算公式： 其中， 式中：墙后填土的重量（），地下水位以下用浮重度； 计算主动土压力强度的点至填土表面的距离（m）； 填土的内摩擦角（）； 主动土压力系数 c填土黏聚力（

7、）被动土压力计算公式：其中，式中：被动土压力系数2、水压力的计算静水压力计算公式：1.5土体参数全线承台地质情况大致相同，承台埋设于原有待拆除路基下方，从原有路基标高至钢板桩底标高之间土体为原路基填土，粉土，由于原路基填土无实验参数，近似参考粉土土体参数。土体参数依据工程地质勘察报告取值，详见表1.1。表1.1土体参数表土层名称厚度（m）饱和重度固接快剪试验承载力允许值（kPa）粘聚力C（kPa）内摩擦角路基填土/粉土1618.7530100 1.6 材料特性（1）钢板桩表1.2 钢板桩材料特性表材料规格（Q295）尺寸每米钢板桩截面特征宽度（mm）高度（mm）腹板厚度（mm）截面积（cm2）

8、单位重量(kg/m2)惯性距(cm4)截面模数(cm3)SPIV-40017015.540017015.5242.5190386002270（2）支撑型钢表1.3 支撑型钢材料特性表材料规格Q235截面积（cm2）单位重量(kg/m)惯性距(cm4)截面模数(cm3)回转半径(cm)I5613510665590234222I326752.71108069212.842610128.8101.127081257914.5第二章 基坑支护结构受力计算2.1 计算工况工况一：挖土至+5.3安装第二层围檁及支撑前；工况二：第二层围檁及支撑安装完成，开挖至基坑底。2.2 钢板桩计算2.2.1工况一工况一

9、计算简图如图2.1-2.3，取1m钢板桩进行计算，用等值梁法求出反弯点并计算钢板桩受力，土压力采用水土分算：图2.1 工况一钢板桩受力简图假设反弯点的入土深度为h，则有：,板桩上土压力强度等于零的点为反弯点，则该点处的板桩前的被动土压力强度和板桩后的主动土压力强度相等，求得反弯点：h0,取h=0。通过midas建立钢板桩受力简算模型，经计算可得工况一荷载作用下钢板桩受力如下表：表2.1工况一钢板桩计算结果表墩号弯矩（KN.m）上支点反力（KN）变形（mm）ZX179#9.313.80.47图2.2 工况一：钢板桩弯矩图图2.3 工况一：钢板桩反力图图2.4 工况一：钢板桩位移2.2.1工况二工

10、况二计算简图如图2.5，取1m钢板桩进行计算，用等值梁法求出反弯点并计算钢板桩受力，土压力采用水土分算：图2.5 ZX208#钢板桩受力简图以ZX179#墩为例，假设反弯点的入土深度为h，则有：,板桩上土压力强度等于零的点为反弯点，则该点处的板桩前的被动土压力强度和板桩后的主动土压力强度相等，求得反弯点：h=1.80m。 通过midas建立钢板桩受力简算模型，经计算可得工况一荷载作用下钢板桩受力如下表：表2.1工况二钢板桩计算结果表墩号弯矩（KN.m）上支点反力（KN）变形（mm）ZX179#116.9177.120.05图2.6 工况二：钢板桩弯矩图图2.7 工况二：支点反力图图2.8 工况

11、二：钢板桩位移图综上，在工况二钢板桩受力最不利，其最大弯矩为177.1KN.m；最大变形为20.05mm；钢板桩应力：钢板桩材质为Q295，取荷载分项系数取1.35，则允许弯应力为： 钢板桩强度满足设计及规范要求2.3 围檩及支撑由设计图可知，围檩为2I56、斜撑2I32，在工况二荷载作用下围檩土压力（177.1KN/m）分布如图2.9，围檩及内撑的最大受力如图2.10-图2.13所示。图2.9 围檩及内撑受力示意图图2.10 围檩及内撑弯矩图图2.11 围檩及内撑轴力图图2.12围檩及内撑剪力图2.13围檩及内撑组合应力图表2.3围檩及内撑受力汇总表ZX179#杆 件弯 矩（KN.m）轴 力

12、（KN）剪力（KN）组合应力（MPa）围檩2I56437.81106.9519.5113.4斜撑2I3253.5907.9-107.1内撑42610-742.6-62.3综上，围檩及内撑的最大组合应力为113.4MPa,围檩及内撑均为Q235,取荷载分项系数取1.35，则允许应力为： 围檩及内撑强度均满足设计及规范要求内撑稳定性验算：内支撑为42610，最大轴力为N=742.6KN，截面面积A=128.8cm2，回转半径i=14.5cm，计算长度 ，长细比 ，根据规范，属于a类截面，查表得稳定性系数=0.826 内支撑稳定性满足要求。第三章 基坑稳定性验算3.1钢板桩入土深度验算钢板桩的最小入

13、土深度采用等值梁法计算，由分析可知，工况二为最不利工况，计算简图如上图所示，其受力简图如3.2.1。图3.1钢板桩土压力分布图由等值梁法有：求得：x=3.04，考虑钢板桩外露50cm钢板桩长度满足要求。3.2基坑稳定性计算计算承台施工期间基坑稳定性，采用双圆弧滑动面计算模型（如图3.3.1），圆弧中心取坑底与钢板桩交点，取基坑底位于+1.5m时进行计算。采用Excel电子表格作计算工具。抗滑安全系数（即基坑抗隆起稳定系数）： 安全系数满足要求。说明：1、上述计算原理参照基坑抗隆起稳定安全系数实用计算分析与应用岩石力学与工程学报 第26卷 增1 2007 年7 月 ；2、计算结果中的抗隆起稳定安全系数为最小值，当滑动圆弧半径（即表中的参数D）