钢板桩计算书（开挖5-6m）

1、PAGE 1钢板桩围堰计算书（二）目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc38807619 第一章 设计条件 PAGEREF _Toc38807619 h 1 HYPERLINK l _Toc38807620 1.1工程概况 PAGEREF _Toc38807620 h 1 HYPERLINK l _Toc38807621 1.2设计概况 PAGEREF _Toc38807621 h 1 HYPERLINK l _Toc38807622 1.3主要计算依据 PAGEREF _Toc38807622 h 2 HYPERLINK l _Toc38807623 1.4

2、荷载计算 PAGEREF _Toc38807623 h 3 HYPERLINK l _Toc38807624 1.5土体参数 PAGEREF _Toc38807624 h 3 HYPERLINK l _Toc38807625 1.6 材料特性 PAGEREF _Toc38807625 h 4 HYPERLINK l _Toc38807626 第二章 基坑支护结构受力计算 PAGEREF _Toc38807626 h 4 HYPERLINK l _Toc38807627 2.1 计算工况 PAGEREF _Toc38807627 h 4 HYPERLINK l _Toc38807628 2.2

3、钢板桩计算 PAGEREF _Toc38807628 h 5 HYPERLINK l _Toc38807629 2.2.1工况一 PAGEREF _Toc38807629 h 5 HYPERLINK l _Toc38807630 2.3 围檩及支撑 PAGEREF _Toc38807630 h 6 HYPERLINK l _Toc38807631 第三章 基坑稳定性验算 PAGEREF _Toc38807631 h 9 HYPERLINK l _Toc38807632 3.1钢板桩入土深度验算 PAGEREF _Toc38807632 h 9 HYPERLINK l _Toc38807633

4、3.2基坑隆起稳定性计算 PAGEREF _Toc38807633 h 9 HYPERLINK l _Toc38807634 3.3基坑渗流稳定性计算 PAGEREF _Toc38807634 h 11PAGE 12第一章 设计条件1.1工程概况主线承台位于陆地上，开挖深度3.6m-7.8m，根据基坑开挖深度，拟定3种类型钢板桩围堰。开挖6m以上，选用18m长钢板桩围堰，2层支撑；开挖5-6m，选用18m长钢板桩，1层支撑；开挖5m以下，选用12m长钢板桩，1层支撑。本计算书验算ZX78#（开挖5.6m）承台围堰受力情况。78#承台水文资料及设计参数计算，统计如下：（1）钢板桩顶标高： +6.

5、5m（2）钢板桩底标高： -11.5m（3）承台顶标高： +4.5m（4）承台底标高： +0.7m（5）围檁标高： +5.5m（5）承台高度： 3.8m（6）地面标高： +6.2m（7）地下水位： +4.9m1.2设计概况承台尺寸12123.8m，钢板桩围堰内轮廓尺寸为15.215.2m，高12m。采用拉森400170型钢板桩，承台为一次性浇筑，按照开挖深度设置一道围檩及支撑。围檁采用2I45，斜撑均采用2I32。 施工工艺：插打钢板桩并合拢，开挖至第一层围檁标高位置，安装第一道围檩及支撑；开挖至基坑底；浇筑10cmC20混凝土垫层；待垫层混凝土达到强度后，进行承台施工。图1.1 钢板桩围堰及

6、内支撑平面图 图1.2 钢板桩围堰立面图1.3主要计算依据（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）、钢结构设计标准(GB 50017-2017)；（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）（8）、沪杭甬高速详细工程地质勘察报告；（9）、土工试验报告；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

7、； 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（）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4.119.3530100粉土23.419.34.328.7100粉土13.61

8、9.34.624.2100粉砂20.619.38.422.5100取加权平均值： 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）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)I4510280.232240143017.7I326752.7110806921

9、2.842010128.8101.127081257914.5第二章 基坑支护结构受力计算2.1 计算工况工况一：围檁安装完成后开挖至基坑底。2.2 钢板桩计算2.2.1工况一工况一计算简图如图2.2.2-1，取1m钢板桩进行计算，土压力采用水土分算，用等值梁法求出反弯点并计算钢板桩受力：图2.2.1-1 ZR78#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：h=2.1m。 通过midas建立钢板桩受力简算模型，经计算可得工况二荷载作用下钢板桩受力如下表：表2.2.1-1工况

10、一钢板桩计算结果表墩号弯矩（KN.m）上支点反力（KN）变形（mm）ZX78#232.3119.812图2.2.1-2 工况二：钢板桩弯矩图图2.2.1-3 工况二：支点反力图图2.2.1-4 工况二：钢板桩位移图综上，其最大弯矩为232.3KN.m；最大变形为12mm；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2I45、斜撑2I32，荷载作用下围檩土压力（88.9KN/m）分布如图2.9，围檩及内撑的最大受力如图2.3-1-图2.3-5所示。图2.3-1 围檩及内撑受力示意图图2.3-2 围

11、檩及内撑弯矩图图2.3-3 围檩及内撑轴力图图2.3-4围檩及内撑剪力图2.3-5围檩及内撑组合应力图表2.3-1围檩及内撑受力汇总表ZX78#杆 件弯 矩（KN.m）轴 力（KN）剪力（KN）组合应力（MPa）围檩2I5682.1666.7134.555.7斜撑2I32-378.8-28.6综上，围檩及内撑的最大组合应力为55.7MPa,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土深度采用等值梁法计算，计算简图如上图所示，其受力简图如3.1.1。3.11钢板桩土压力分布图由等

12、值梁法有： 求得：，即入土深度为1.1（5.3+2.1）=8.1m，即在-7.5m处；钢板桩底标高为-11.5m。入土深度满足要求。3.2基坑隆起稳定性计算计算承台施工期间基坑隆起稳定性，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+0.6m时进行计算。采用Excel电子表格作计算工具。基本参数qHHDc05.65.66.1284.919.3导出参数qfDKaKptan(pi/2-)/2+sin2/4(pi/2-)/2-sin2/4108.086.10.36822.71600.52060.7853981630.785398163抗矩Mr1Mr2Mr3Mh

13、MrKs=Mr/Ms521.244336.33584.74088850.2691084.401305009滑矩Ms2010.8284总抗滑力矩：滑动力矩抗滑安全系数（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）取其他值时，安全系数会增大；3、计算式中的为钢板桩的容许抵抗弯矩，其他抗矩及滑矩的计算公式如下：（1）、滑动面AB上的抗滑力矩：（2）、滑动面BC上的抗滑力矩：（3）、滑动面CD上的抗滑力矩：（4）、总的滑动力矩：3.3基坑渗流稳定性计算钢板桩围堰底端位于碎石土，砂土或粉土含水层时，地下水渗流的流土稳定性应符合下式规定。式中， -流土稳定性安全系数；安全等级为一、二、三级围堰结构，分