钢桩支护(设计、计算完整版)

1、 钢桩支护工程施工技术措施（设计计算完整版）一、 工程概况1、歪头山铁矿选矿高压室改造工程位于歪头山选矿区内，工程项目 是本钢（集团）维检项目。根据 2018年 10月11日施工单位收到的施工图纸做如下施工技 术措施准备。2、设计说明如下：材料：挡土墙采用 C15毛石砼；挡土墙基础要求坐在老回填土层上，地基土承载力特性值 fak=120KPa；挡土墙转角处及直段部分每隔 15 米设一道伸缩缝，缝宽 20mm，3、计划于 2018年 10月 25日开始施工。4、周边环境本建筑工程施工作业区域：有选矿两道高压电缆落地敷设，自北向南约有 80 米，距离拟 建挡土墙 0-1m。土方开挖工程将对电力运行

2、产生较大的影响。有选矿电机车铁路线，道轨距离拟建挡土墙 6-12m，电力机车高压线拉杆距离土方底脚最短 4 米（水平距离）最大 -10 米（水平距离），铁 路 线 （ 轨 道 平 面 ） 与 挡 土 墙 基 底 上 下 落 差 约 7.6 米 （182.00189.60 ）。铁路线为老回填土， 如果自然开挖放坡 电力拉线杆已经机车运行可能在施工过程中存在安全隐患二 保护电力机车拉线杆、以及电力电缆措施：（1）保护电力机车拉线杆措施初步选择使用钢桩打入回填土，保证正常开挖支护计算依据建筑地基基础工程施工质量验收规范 土方开挖土方开挖前应检查定位放线、排水和降低地下水位系统，合理安 排土方运输车的

3、行走路线及弃土场。施工过程中应检查平面位置、水平标高、边坡坡度、压实度、排 水、降低地下水位系统，并随时观测周围的环境变化。临时性挖方的边坡值应符合表 6.2.3 的规定 。建筑地基基础工程设计规范1 对土质边坡，边坡主动土压力应按式（ 6.7.3-1）进行计算。 当填土为无粘性土时， 主动土压力系数可按库伦土压力理论确定。 当 支挡结构满足朗肯条件时，主动土压力系数可按朗肯土压力理论确 定。粘性土或粉土的主动土压力也可采用楔体试算法图解求得。Ea 1 a h2Ka2（6.7.3-1）式中： Ea主动土压力（ kN）；a 主动土压力增大系数，挡土墙高度小于 5m 时宜取 1.0， 高度 5m8

4、 m时宜取 1.1，高度大于 8 m 时宜取 1.2；填土的重度（ kPa）；h挡土结构的高度（ m）； ka主动土压力系数，按本规范附录 L 确定。图 6.7.3 有限填土挡土墙土压力计算示意主动土压力：1) 填土为粘性土时 填土为粘性土时的朗肯主动土压力计算公式为 pa=ztg 2(45- )-2c tg(45 - )= zKa-2c a (6-3) 由公式 (6-3) ，可知，主动土压力 pa沿深度 Z 呈直线分布，如图 6-5 所示。2cKa HK a图 5 5 粘性土主动土压力分布图当 z=H时 pa=HKa-2cK a在图中，压力为零的深度 z0，可由 pa=0 的条件代入式 (6

5、-3) 求得 z0 2cKa(6-4)在 z0 深度范围内 pa为负值，但土与墙之间不可能产生拉应力， 说明在 z0 深度范围内，填土对挡土墙不产生土压力。 墙背所受总主动土压力为 Pa，其值为土压力分布图中的阴影部分面 积，即Pa 1 ( HK a 2c Ka)(H z0)1 22c2(6-5)1 H 2Ka 2cH Ka 2c2) 填土为无粘性土 (砂土) 时根据极限平衡条件关系方程式，主动土压力为pa ztg2 ( 45 2) zKa (6-6)上式说明主动土压力 Pa沿墙高呈直线分布， 即土压力为三角形分 布，如图 6-6 所示。墙背上所受的总主动土压力为三角形的面积，即Pa 1 H

6、2Ka(6-7)2Pa的作用方向应垂直墙背，作用点在距墙底 13H 处。被动土压力计算填土为粘性土时pp ztg2(45 ) 2c tg(45 ) zKp 2c K p (6-8)22填土为无粘性土时pp ztg2 (45 ) zKp(6-9)2式中： Pp沿墙高分布的土压力强度， kPa；Kp被动土压力系数， Kp tg (45 ) ；2其余符号同前。关于被动土压力的分布图形，分别见图 6-7 及图 6-8 。 填土为粘性土时的总被动土压力为Pp 1 H 2 Kp 2cHK p (6-10)2填土为无粘土时的总被动土压力为Pp 1 H 2Kp (6-11)2作用方向和作用点的位置分别如图 6

7、-7 、图 6-8 上所标示的方向 和作用点；计算单位为 kN/m。按照上述公式计算：主动土压力： Ez=412.2KN被动土压力： Eb=1790KN弯矩： M=1133.55KN.M剪力： V=412.2KN见附件计算书 1、 2、 3钢桩支护工程1.1 岩、土质场地建、构筑物的基坑开挖与支护，包括桩式和墙式支 护、岩层或土层锚杆以及采用逆作法施工的基坑工程应符合本章的规 定。1.2 基坑支护设计应确保岩土开挖、地下结构施工的安全，并应确保 周围环境不受损害。基坑工程设计应包括下列内容：支护结构体系的方案基坑支护体系的稳定性验算；支护结构的强度 、稳定和变形计算；地下水控制设计；对周边环境

8、影响的控制设计；基坑土方开挖方案；基坑工程的监测要求。建筑钢结构设计规范整体稳定第 4.2.1 条 符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性： 一、有铺板 （各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上 并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。二、工字形截面筒支梁受压翼缘的自由长度 L1与其宽度 B1 之比 不超过表 4.2.1 所规定的数值时。经过计算稳定性能没有到达设计要求，必须满足 4.2.1 规定： 钢桩顶端使用连接钢梁（槽钢 36#）连续设置。钢梁与钢桩之间全部满 焊缝，焊角高度大于 12mm强度第 4.1.1 条 在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度应按下列 规定计算：一、

9、承受静力荷载或间接承受动力荷载时根据以上公式计算： 选择使用工字钢 （ 工 36b#）满足设计要求7 条（工 36b#） /m 详见钢结构设计手册、计算书附 3三 钢桩施工建筑桩基础施工技术规程钢桩可采用管型、 H 型或其他异型钢材。 钢桩的分段长度宜为 12 15m。 钢桩焊接接头应采用等强度连接。钢桩的端部形式， 应根据桩所穿越的土层、 桩端持力层性质、 桩的尺 寸、挤土效应等因素综合考虑确定，并可按下列规定采用：1 钢管桩可采用下列桩端形式：1） 敞口：带加强箍（带内隔板、不带内隔板） ；不带加强箍（带内 隔板、不带内隔板）。2） 闭口：平底；锥底。H 型钢桩可采用下列桩端形式：1） 带

10、端板；2） 不带端板： 锥底； 平底（带扩大翼、不带扩大翼） 。附件图： 1-2-3（一）锤击沉桩1、采用正常的柴油打桩机进行施工。按照规范要求打 入钢桩，保证入土深度、灌入度的要求，采用以上方法必要 建设单位同铁路交通管理部门协调沟通。 大型设备 （打桩机） 进入线路 6 米之内施工可行性。设备的运输、安装、操作必 须满足铁路运输的相关规定。沉桩前必须处理空中和地下障碍物，场地应平整，排水应畅通， 并应满足打桩所需的地面承载力。桩锤的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向 承载力及现有施工条件等因素确定，也可按本规范附录 H 选用。桩打入时应符合下列规定：1 桩帽或送桩帽与桩周围的

11、间隙应为 5 10mm；2 锤与桩帽、 桩帽与桩之间应加设硬木、 麻袋、草垫等弹性衬垫；桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上；桩插入时的垂直度偏差不得超过 0.5 。 如果不能采用以上方式进行钢桩支护的施工， 可以采用与桩机设备同等冲击力的挖掘机替代。打桩流程图：导向卡具安装钢桩固定塔吊起吊就位挖掘机锤击沉桩拆卸卡具 沉桩完成重复进行！主要材料：名称规格长度数量备注钢桩工 32b15.25m5817 根 /m连接钢梁槽钢 3683m1连续四、电力电缆保护按照电力工程施工验收规范， 现场的两条高压电缆应该使用标准的拉 线进行固定，保证土方开挖以及钢桩施工过程中电缆的安全运行。 主要方式：按照电力工程电杆拉线的标准要求进行设置（ 9 米电杆） 主要的材料参照规范标准采购、安装。拉线间距 50000 拉线埋 深大于 1.2 米 保证电力电缆的承载力可靠均衡。主要材料：名称规格长度数量备注钢绞线4.59.25m181 根 /5m拉线盘18紧线器18卡具18绝缘子18预制混凝土块18详见电力材料规定标准计算书附件 1-3衬盘