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W型，桩长12米，内部水平围檩由单 根(500X300mm) H型钢组成，支撑杆设置在钢板桩顶部，由直径

2、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200X200mm排水沟，在 基坑对角设500X 500X500mm集水坑，用泥浆泵将集水坑内渗水及时 排出基坑。布置图:觐心|.兀2-，if.7700F睥帆地购 Cg就蛀.ZJJtmi ：m牝-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，围檩由单根(500X300mm) 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，钢管与H型钢进行嵌 固相连并焊接。验算

3、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。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1型钢(Q235) X500300mmH腰梁2151253252D600mm 钢管(Q235)内支撑2151253253钢板桩W桩2954.1.2、施工

4、工况定义1、单元分析工况定义、工况1：打钢板桩，水面以下3.5m；、工况2：在桩顶以下0.5m处安装第一道内支撑;、工况3：抽水；2、单元计算支护方案连续墙支护己理土 r =花诚 匚-8.5 0 二 J1.8r C0UI hjr X/ r- njo I I cooMOJnJI基本信息增量法内力计算方法规范与规程JGJ 120-99建筑基坑支护技术规程基坑等级二级Y0基坑侧壁重要性系数1.00H(m)基坑深度3.500(m )嵌固深度8.500(m)墙顶标高0.000连续墙类型钢板桩卜每延米板桩截面面枳 A(cm2)236.00卜每延米板桩壁惯性矩 I(cm4)39600.00L每延米板桩抗弯模

5、量W(cm3)2200.00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附加水平力信息是否参是否参作用类水平力作用深水平与值与型度力 整体稳(m)序号倾覆稳(kN)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(m)外侧水位深度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乂弹性法计算方法法m土层参数层号土类名称层厚(m)重度(kN/m)浮重度(kN/m)粘聚力(kPa)内摩擦 角)度(1杂填土3.5010.00.00.000.002淤泥质土3.7216.96.93淤泥10.5015.85.8层 号与锚固体摩 擦阻力(kPa)

6、粘聚力 水下(kPa)内摩擦 角)(水下 度水土计算方 法m,c,K值抗剪强度 (kPa)10.10.000.00合算 1=1舁m法0.00215.08.5011.80合算算m法1.49312.08.007.70合算算m法0.63支锚信息1支锚道数支锚 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(m) 长度1内撑1.0000.500支 锚 道号预加力 (kN)支锚刚度 (MN/m)锚固体 (mm)直径工况 号锚固力调整系数材料抗力 (kN)材料抗力 调整系数10.001281.0024062.001.00土压力模型及系数调整弹性法土压力模型:一般分布经典法土压力模

7、型：um一般层 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(kPa)最大值1杂填土合算 合算1.0001.0001.00010000.0002淤泥质 土合算算1.0001.0001.00010000.0003淤泥合算 口算1.0001.0001.00010000.000工况信息工况号工况类型7.700?45cos2深度(m)支锚道号1 ? N72.144开挖 1?8.464?11.0002c加撑内撑1.3开挖3.500设计结果结构计算各工况:代 J.iJUii 11 1-41.-J?jon1(-597?)C58.1B (-5.93)(0.50)(Ourij(

8、i7)-nfr-.)们祯)-5 阁-一处区-)W-N.Hj 蟠 UXKN) (-33)TEE (D,W-tO,OO)I317-：lcU5U(-.74)-&.O3)地表沉降图:北m?i记川5 口 一 m勺? p己jiuJf.二1hIL5_ 一1L/. 11210 口 30 40 50 60 70 80 ?0 1U0 谒寅而）10 嶙论-M ；：Jnn跃;始 昧憾收 抵侦麻咀48nr 了己叫抗倾覆稳定性验算 抗倾覆安全系数:MpKsMa m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。主动土压力对桩底的倾覆弯

9、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)4709.434 ?0.000?Ks2200.490满足规范要求。据锚杆实际锚固长度计算。1 内撑0.000-K = 2.140 = 1.200, 工况2：注意：锚固力计算依s(kN/m)支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力序号4062.0001 内撑4709.434 ?46713.000K?s2200.490满足规范要求。K = 23.368 = 1.200,3：工况s注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算(kN/m)材料抗力支锚类型(kN/m)锚

10、固力序号 - 内撑4062.00013108.782 ?46713.000?Ks2200.490满足规范要求。K = 22.641 = 1.200,s1。安全系数最小的工况号：工况满足规范要求。=2.140 = 1.200, K最小安全s抗隆起验算.u1 160 0Hu.逐心.r - 1B.3 c - 6.5，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范=1.11.2）Prandtl（普朗德尔）公式（K YB9258-97（冶金部?Nc?ND cqK?s?DqH?Y2taneN?tan45q219 ?91?N?NK?(pq227.7003.i42tan7.700?45?eN?2.002tan1? 7.

11、4141?N?2.002?c7.700tan7.414?8.0002.00216.281?8.500? ?Ks?0.0003.500?8.50014.449?K 满足规范要求。=1.940 = 1.1,.s，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范1.25）（K = 1.15Terzaghi （太沙基）公式）：YBs?Nc?ND cq?Ks?q?DH241e?NQ q 平兀521 :?。?1N?N%tan7.7003?3.1427.700tan(p?241e2.144?N?q2 7.700tan8.464?2.144?8.000?16.281?8.500 ?KS?0.00014.449?3.500

12、8.500?K = 2.101 = 1.15,满足规范要求。s隆起量的计算!?0处理注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按(mm);式中5基坑底面向上位移；从基坑顶面到基坑底面处的土层层数n )； i ri第层土的重度(kN/m); 地 333下水位以上取土的天然重度(kN/m(kN/m)；地下水位以下取土的饱和重度(m);层土的厚度第hii(kPa); q基坑顶面的地面超载(m);)的嵌入长度桩D（墙（m）;H基坑的开挖深度（kPa）;底面处土层的粘聚力桩c（墙）;底面处土层的内摩擦角墙桩山（）（度？；顶面到底处各土层的加权平均重度（kN/m（r 一桩墙）?o.5?8.51875?o.

13、54?o.O4? ?7.700.035.0?8.0?6.37?125?14.4?tan3.563=32(mm) 6抗管涌验算(K = 1.5):抗管涌稳定安全系数?，？1.5hDh2?woy / /;侧壁重要性系数式中Y 土的有效重度(kN/my);3地下水重度 Y (kN/m (m);3w(m); )(D桩墙入土深度K = 3.679 = 1.5,满足规范要求。.地下水位至基坑底的距离h承压水验算）；0Pcz?KyPwy式中P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);2P承压水层的水头压力(kN/m);cz2w K抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。yK = 33.80/

14、30.00 = 1.12 = 1.05基坑底部土抗承压水头稳定！y嵌固深度计算1.200嵌固深度系数1.200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h：d1)按e = e确定出支护结构弯矩零点h = 0.000如皿 2)支点力T可按下式计算：“h = 3.000m T =T1B = 1.200 , y = 1.000? E?hhEpCalaCp1?Tclh?hclT123.820 kN13) h 按公式：hEE + T(h+h) - 0yhEE=0 确定 .血h = 1.591m,EE = 294.604 kPa h = 2.688m,EE = 197.036 kPapjp得到h = 4.100m, h采用值为：8.500maia dd 4.1.3、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。2)/8=67.0KNmMmax=(qmaxLmax2