拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算

1、.WORD. 格式 .3、拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算3.1 、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 。3.2 、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

2、（500 300mm ）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 200200mm 排水沟，在基坑对角设500500 500mm 集水坑，用泥浆泵将集水坑内渗水及时排出基坑。布置图：专业整理资料分享.WORD. 格式 .4、基坑 稳定性验算4.1 、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，专业整理资料分享.WORD. 格式 .围檩由单根（ 500 300mm ）H 型钢组成，设单道桩顶支撑，支撑采

3、用直径为 600mm ，壁厚为 8mm 钢管作为支撑导梁，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。4.1.1 、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： 1.0；支护结构结构重要性系数：1.0；构件计算综合性系数：1.25 。、材料力学性能指标序材料名称 / 规格使用强度设计值 (Mpa)号部位抗拉、压、弯抗剪承压1500 300mmH 型钢 (Q235)腰梁2151

4、253252D600mm 钢管 (Q235)内支撑2151253253钢板桩桩2954.1.2 、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-连续墙支护专业整理资料分享.WORD. 格式 .- 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01.00基坑深度H(m)3.500嵌固深度 (m)8.500墙顶标高 (m)0.000连续墙类型钢板桩每延米板桩截面面积236.00A(cm2)每延米板桩壁

5、惯性矩39600.00I(cm4)每延米板桩抗弯模量2200.00W(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专业整理资料分享.WORD. 格式 .- 附加水平力信息-水平作用类水平力作用深是否参是否参力型值度与与序号(kN)(m)倾覆稳整体稳定定- 土层信息-土层数3坑内加固土否内侧降水最终深度(m)3.500外侧水位深度(m)0.000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-层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m 3)(kN/m 3)(kPa)(度 )1杂填土3.5010.00.

6、00.000.002淤泥质土3.7216.96.9-3淤泥10.5015.85.8-层与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方m,c,K抗剪强度号法值擦阻力 (kPa)水下 (kPa)水下 (度 )(kPa)10.10.000.00合算m 法0.00-215.08.5011.80合算m 法1.49-312.08.007.70合算m 法0.63- 支锚信息 -支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)( )(m)长度 (m)1内撑1.0000.500-支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径 (mm)号调整系数(kN)调整系数专业整理资

7、料分享.WORD. 格式 .10.001281.00-2-4062.001.00- 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主动土压力被动土压力被动土压力调整系数调整系数调整系数最大值 (kPa)1杂填土合算1.0001.0001.00010000.0002淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0003淤泥合算1.0001.0001.00010000.000- 工况信息 -工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖1.000-2加撑-1.内撑3开挖3.500- 设计结果- 结构计算-各工况：专业整理资料分享.WORD. 格式 .专业整理资料分

8、享.WORD. 格式 .内力位移包络图：地表沉降图：专业整理资料分享.WORD. 格式 .- 抗倾覆稳定性验算-抗倾覆安全系数:spaM p 被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支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。M a 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0.000-K s4709.4340.0002200.490Ks = 2.140 = 1.200,满足规范要求。工况 2：注意：锚

9、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4062.000-K s4709.43446713.0002200.490Ks = 23.368 = 1.200,满足规范要求。专业整理资料分享.WORD. 格式 .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内撑4062.000-K s3108.78246713.0002200.490Ks = 22.641 = 1.200,满足规范要求。-安全系数最小的工况号：工况1。最小安全 Ks = 2.140 = 1.200,满足规范要求。- 抗

10、隆起验算-Prandtl(普朗德尔 ) 公式 (K s = 1.1 1.2) ，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB专业整理资料分享.WORD. 格式 .9258-97( 冶金部 ):K sD N qc N cHDq45 o2e tanN qtan2N cN q11tan7.7002N qtan453.142tan 7.7002e2.002N c2.002117.414tan 7.700K s16.2818.5002.0028.0007.41414.4493.5008.5000.000Ks = 1.940 = 1.1,满足规范要求。Terzaghi( 太沙基 )公式 (K s = 1.15

11、 1.25) ，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB9258-97( 冶金部 ):K sD N qc N cHDq32tan42N q1e2ocos452N cN q11tan37.70023.142tan 7.700142N qe2.14427.700cos452N c2.144118.464tan 7.700K S16.2818.5002.1448.0008.46414.4493.5008.5000.000Ks = 2.101 = 1.15,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!专业整理资料分享.WORD. 格式 .8751n0.5i h i

12、q125D0.040.54366.37 ctani 1H式中基坑底面向上位移 (mm);n 从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri第 i 层土的重度 (kN/m3) ；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3 )；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/m 3 );87510.51258.50.040.54335.0 0.06

13、.37 14.4 8.0tan 7.7063.5= 32(mm)- 抗管涌验算-专业整理资料分享.WORD. 格式 .抗管涌稳定安全系数(K = 1.5):1.50 hwh 2 D式中侧壁重要性系数0;土的有效重度(kN/m 3 );w 地下水重度 (kN/m3 );h 地下水位至基坑底的距离(m);D桩 (墙 )入土深度 (m);K = 3.679 = 1.5,满足规范要求。-专业整理资料分享.WORD. 格式 . 承压水验算-yczwy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 );Pwy 承压水层的水头压力(kN/m 2 );Ky 抗承压水头的稳定性安全系数

14、，取1.5 。Ky = 33.80/30.00 = 1.12 = 1.05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1.200抗渗嵌固系数1.200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h d ：1) 按 e a1k = e p1k确定出支护结构弯矩零点h c1 = 0.000支点力 Tc1 可按下式计算：h a1E ach p1E pcT c1h c1h T1h T1 = 3.000mTc1 = 23.820 kN3) h按公式： h E+ T(h+h ) - h E =0 确定dppjc1T1d0a

15、ai= 1.200 ， 0 = 1.000h p = 1.591m ， Epj = 294.604 kPa专业整理资料分享.WORD. 格式 .h a = 2.688m ， Eai = 197.036 kPa得到 h d = 4.100m ， hd 采用值为： 8.500m4.1.3 、围堰围囹（腰梁）及斜撑验算根据 4.1.2 节单元计算，取其最大反力作为围囹均布荷载。根据第 4.1.2 节计算知围囹工况3 反力最大为 24.08kN ，因此均布荷载为24.08Kn/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=2523cm3。Mmax=(qmaxLmax2)/8=(24.084.52 )/8=67.0KNmmax=Mmax/W=67.0103 /2523=26.6Mpa =180Mpa符合要求围囹体系最大变形为1.06mm ，小于允许值，满足要求。4.1.4 、内支撑验算支撑反力为 R L=24.08 4.5=108.36KN.内支撑单根 D600 钢管最大自由长度2.8m ，按两端铰接计L=2.8m,i=205.8mm=