深基坑钢板桩计算书

深基坑钢板桩计算书深基坑钢板桩计算书深基坑钢板桩计算书深基坑钢板桩计算书编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编:新建京张高铁7标深基坑钢板桩计算书一、工程概况新建铁路北京至张家口铁路工程JZSG-7标段，其中桥梁有特大、大中桥5座，全长（含全部桥面系，不含预制简支箱梁的预制架设及支座工程），公路框架中桥1座，框架小桥3座，涵洞6座。1、下花园北大桥，中心里程DK139+，桥跨布置：简支梁、（+4×+）连续梁，桥全长。本桥承台16个，其中张家口台承台基坑开挖深度超过5m，地层主要为新黄土；按设计要求1#、2#墩基础位于冲沟边上，承台基坑开挖时根据需要采用钢板桩防护。桥名编号地面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注下花园北大桥1#下花园北大桥2#下花园北大桥张台2、戴家营大桥，中心里程：DK139+，桥跨布置：简支梁，桥全长。本桥承台11个，扩大基础1个。本桥除4#、5#、张家口台外，其余承台基坑开挖深度均超过5m，地层主要为新黄土。桥名编号地面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注戴家营大桥京台1#2#3#扩大基础4#5#6#7#8#9#10#张台3、戴家营北大桥，中心里程：DK140+，桥跨布置：简支梁+简支梁+简支梁，桥全长。本桥承台6个，除4#承台外，其余承台基坑开挖深度均超过5m，地层主要为新黄土。桥名编号地面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注戴家营北大桥京台1#2#3#4#沟底张台4、戴家营北特大桥，中心里程：DK141+，桥跨布置：简支梁，桥全长。本桥承台17个，其中1#、2#、3#、8#、9#、10#、14#、15#承台基坑开挖深度均超过5m，地层主要为新黄土；按设计要求11#、12#墩基础位于道路处，承台基坑开挖时采用钢板桩防护。桥名编号地面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注戴家营北特大桥京台1#2#6143#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#15#张台5、董家庄大桥，中心里程DK144+，桥跨布置：简支梁，桥全长178m。本桥承台6个，其中1#、2#、3#、张台承台基坑开挖深度均超过5m，地层主要为新黄土；按设计要求1#、2#墩位于沥青路处，承台基坑开挖时采用钢板桩防护。桥名编号地面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注董家庄大桥京台1#2#3#4#张台二、地质特点线路地质主要为新黄土、粉质粘土、粉砂、细角砾土、卵石土、粗角砾土、弱风化砂岩、杂填土、新黄土、粉质粘土、粉砂，下伏基岩主要为凝灰岩、弱风化砂岩、全～强风化凝灰岩。特殊岩土为湿陷性黄土，主要分布于宣化盆地二级以上阶地或山前倾斜平原区、部分丘陵区及坡麓地带，为非自重湿陷性黄土，湿陷等级一般为Ⅰ～Ⅱ级，局部可达Ⅲ～Ⅳ级。局部地区分布的侏罗系泥质粉砂岩、泥岩、凝灰岩中部分夹层具有中等膨胀性。三、钢板桩计算根据当地地质条件查知基坑内外均为粉质粘土，天然容重加权平均值γ=18KN/m3，内摩擦角加权平均值为ψ=20°，粘聚力加权平均值C=10Kpa，取最大开挖高度验算，基坑开挖对钢板桩稳定性要求最高的断面如下图。图一钢板桩断面图图二钢板桩稳定性验算布置示意图四、作用于板桩上的土压力强度及压力分布因钢板桩表面竖直、平滑，墙后填土面水平，符合朗肯土压力条件，故：Ka=tan2（45°-ψ/2）=tan2（45°-20/2）=式中：Ka——主动土压力系数ψ——土体内摩擦角表面土压力强度为：δa=qKa-2c√Ka=-2*18*√=式中：δa——表面土压力强度q——土体表层均布荷载，因土体表层无均布荷载，故q=0Ka——主动土压力系数C——土体粘聚力基坑开挖前必须进行降水作业，土方施工在干燥基底进行，故δb=γhKa-2c√Ka=18***18*√=式中：δb——底层土压力强度r——天然容重Ka——主动土压力系数C——土体粘聚力h——开挖高度压力分布图见下图五、计算反弯点位置假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点，假定其位于开挖点以下y处，则有Ka=tan2（45°-ψ/2）=tan2（45°-20/2）=Kx=tan2（45°+ψ/2）=tan2（45°+20/2）=rKxy=rKa（h+y）y=rKah/（rKx-rKa）=18**（18**）=式中：y——基坑底部至钢板桩上土压力零点位置r——天然容重Ka——主动土压力系数h——开挖高度Kx——放大后的被动土压力系数由以上结果知，钢板桩上受力零点位置至基坑表面距离为，钢结构受力简图如下六、桩体的最大弯矩由上图可知，最大土压力Q为Q=**2=m最大弯矩处距钢板桩插入地基处为x，则x=（h-z）/3=3=由∑Mi=0可知，最大弯矩Mmax为Mmax=***（+）+****2/3=（KN*m)故最大土压力Q为m，最大弯矩Mmax为（KN*m)七、钢板桩的最小入土深度由等值梁法可求算钢板桩的最小入土深度，设桩反弯点以下z1为最小入土深度所在位置，故t1=z1+y。因桩端部所在地址仍为粉质粘土，故取~系数，t=（~）t1取∑MQ=O，则Qx=1/6【Kxr（z1+y）-Kar（h+z1+y）】z12可得z1=√6Q/(Kxr-Kar)=√6*(18**=则t=*（+）=式中：Q——最大土压力r——天然容重Ka——主动土压力系数Kx——放大后的被动土压力系数z1——最小入土深度所在反转点以下的高度t1——计算所得的最小入土深度t——实际最小入土深度八、钢板桩选型钢板桩采用U型钢板桩，选取型号为SP-Ⅳ拉森钢板桩作为本项目钢板桩，W=4670cm4，取折减系数β为，则δmax=Mmax/βW=*105/*4670)=16Mpa<【f】=200Mpa式中：δmax——桩身最大应力Mmax——钢板桩最大弯矩β——钢板桩截面抵抗矩的折减系数W——钢板桩截面抵抗矩【f】——钢板桩抗折强度由于桩身所受应力小于钢板桩抗折强度，故SP-Ⅳ拉森钢板满足要求。九、钢板桩稳定性验算根据实际情况，需要对基底隆起安全系数进行验算，以结构层底面作为求极限承载力的基准面，故K=（rNQ+cNc）/【r（h+t）+q】式中：r——天然容重c——桩底处地基土粘聚力q——坑外地面荷载h——基坑开挖深度t——钢板入土深度Nc、Nq——地基承载力系数ψ——土体内摩擦角K——抗隆起安全系数Nq=eπtgψtg2（45+ψ/2）Nc=（Nq-1）/tgψ则Nq=eπtg20tg2（45+20/2）=Nc=（-1）/tg20=K=（rNQ+cNc）/【r（h+t）+q】=（18*+10*）/18*（+）+0=>根据设计规范要求，地板抗隆起安全系数为，本项目经计算后为，满足规范要求且满足钢板桩稳定性要求。由以上计算可知，本项目两侧钢板桩入土深度大于时，满足基坑稳定性要求，则最小桩长Lmin=+=，因计算时采用断面为标段钢板桩施工时最高断面，故全线采用L=10m钢板桩能够满足施工要求。十、注意事项为确保钢板桩围堰结构稳定。设置内支撑及角撑，内支