kj顺德大桥钢板桩围堰计算书定稿

kj顺德大桥钢板桩围堰计算书顺德水道特大桥59#~70#水中墩钢板桩围堰施工支护计算书-1- 3.1.1钢板桩强度和稳定性验算 4 3.2.2钢板桩封底计算 -14- 3.2.3基坑稳定性验算.................................................................................16 3.3.2钢板桩封底计算 21 3.4.1钢板桩强度和稳定性验算.................................................................24 3.4.3基坑稳定性验算 30 -2- 3.5.1钢板桩强度和稳定性验算............................................................-31- 3.6.2钢板桩封底计算 -42- 3.7.2钢板桩封底计算 48 3.7.3基坑稳定性验算............................................................................-50- 3.8.1钢板桩强度和稳定性验算............................................................-51- 3.8.3基坑稳定性验算 57 3.9.1钢板桩强度和稳定性验算.................................................................58 -3-顺德水道特大桥59#~70#水中墩钢板桩围堰施工支护计算书顺德水道特大桥59#~70#水中墩设计为深水低桩承台，水深高达21米，施工时采用钢板桩围堰进行支护，为保证支护的安全，对钢板桩围堰计算时按施工水位的最大标高取钢板桩围堰的顶标高为+4.0米。支护的最不利工况为浇筑封底混凝土后并把围堰内的水抽光，取此工况对结构结构所受的侧面压力，在河床以上的范围内为静水压力，在河床以下其中静水压力为三角形荷载：P=pgH，H为距离水面的高度；主动a11K=tan2(45。)，围堰开挖范围内的土质为粉砂或淤泥质土，偏于安全，a2内摩擦角取为10度，则K=tan2(45。10。)=0.704，土的饱和容重为：a2p=9.0KN/m3，主动土压力为：P=pKH，H为距河床底的高度。2b2a22考虑到围堰的高度较高，承受较大的水压力和土压力，为保证围堰的-4-在建立计算模型的时候，采用板单元，根据等刚度的原则将以上的钢板桩截面换算为等效的矩形板截面。查得一片0.4米宽的钢板桩截面对重心轴3.159#墩支护计算结果3.1.1钢板桩强度和稳定性验算1-5--6-支撑、围檩的应力计算结果如图5所示，支撑围檩的最大应力达到-7-mM0.4132.9103===65.243106Pa=65.243MPa结构的屈曲模态计算结果如下图，结构的屈曲模态最小的特征值为-8-3.1.2钢板桩封底计算(1)浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的cw封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层(2)封底最大应力控制计算封底厚度-9-封底混凝土的厚度,可按下式计算:6yyMh=simtmtbRjwtM—在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件考wy—荷载安全系数,此处y=1.1;sisiy—材料安全系数,此处y=2.31;mm故封底混凝土的厚度为:h=6ysiymMtm=61.12.310.18399=1.469米tbRj11.3w封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层3.1.3基坑稳定性验算(1)坑底流砂验算-10-则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基坑内抽水后引起的水头差为h’造成的渗流，其最短渗流途径为h1＋t，在流程t中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的浮 K为安全系数,取为2.0，i为水力梯度,即i＝h1+t＝7.5＝0.43(2)坑底隆起验算M=M=yHxh3坑底一半长度.Su为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排水yHr3.260#墩支护计算结果3.2.1钢板桩强度和稳定性验算-11-213-12-计算结果见以下各图。在侧向压力的作用下，结构的最大位移为所示，最下面一道支撑围檩的最-13-计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴的最大弯矩为289.8kN*m/m，-14-m===142.268106Pa=142.268MPa结构的屈曲模态计算结果如下图，结构的屈曲模态最小的特征值为3.2.2钢板桩封底计算(1)浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的-15-cw封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层(2)封底最大应力控制计算封底厚度6yyMh=simtmtbRjwtMtm—在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件考wy—荷载安全系数,此处y=1.1;sisiy—材料安全系数,此处y=2.31;mm-16-故封底混凝土的厚度为:h=tbRj11.3w封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层3.2.3基坑稳定性验算(1)坑底流砂验算其原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基坑内抽水后引起的水头差为h’造成的渗流，其最短渗流途径为h1＋t，在流程t中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的浮 -17-(2)坑底隆起验算M=M=yHxh3为坑底一半长度.Su为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排S则安全系数为：Ks=M=uyH=(3.14+2〉1.256)〉50=2.2608之1.2，满足坑3.361#墩支护计算结果3.3.1钢板桩强度和稳定性验算原设计不满足要求，故在对支撑的标高进行调整(见表3)，同时在横634512-18--19--20-算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴最大弯矩为254.64KN*m/m。6Pa=124.92MPa-21-3.3.2钢板桩封底计算(1)浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的cw封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层-22-(2)封底最大应力控制计算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式计算:6yyMh=simtmtbRjwtMtm—在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件考wy—荷载安全系数,此处y=1.1;sisiy—材料安全系数,此处y=2.31;mmp0×(20+5)－23×5＝135(kPa)，故封底混凝土的厚度为:h=6ysiymMtm=61.12.311.556=4.27米tbRj11.3w封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层3.3.3基坑稳定性验算(1)坑底流砂验算-23-其原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基坑内抽水后引起的水头差为h’造成的渗流，其最短渗流途径为h1＋t，在流程t中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的浮 (2)坑底隆起验算M=M=yHxh3为坑底一半长度.Su为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排-24-H3.462#墩支护计算结果3.4.1钢板桩强度和稳定性验算编号编号1234567截面尺寸2I40a2I40a2I56a2I56a2I56a2I56a2I56a-25--26--27-在A3级钢的容许应力范围内，能够满足要求。需要特别指出的是,虽在模型处理过程中由于共节点而产生应力集中，板的其它部位是安全和可-28-3.4.2钢板桩封底计算(1)浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的cw封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层-29-(2)封底最大应力控制计算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式计算:6yyMh=simtmtbRjwtMtm—在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件考wy—荷载安全系数,此处y=1.1;sisiy—材料安全系数,此处y=2.31;mmpkPa)，故封底混凝土的厚度为:h=6ysiymMtm=61.12.312.624=5.5米tbRj11.3w封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层-30-3.4.3基坑稳定性验算(1)坑底流砂验算其原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基坑内抽水后引起的水头差为h’造成的渗流，其最短渗流途径为h1＋t，在流程t中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的浮 (2)坑底隆起验算M=M=yHxh3-31-坑底一半长度.Su为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排水K=d=Krr3.563#墩支护计算结果3.5.1钢板桩强度和稳定性验算4-9.2-32--33-所示，最下面一道支撑围檩的最-34-mMPa-35-3.5.2钢板桩封底计算(1)浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的cw封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层-36-(2)封底最大应力控制计算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式计算:6yyMh=simtmtbRjwtMtm—在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件考wy—荷载安全系数,此处y=1.1;sisiy—材料安全系数,此处y=2.31;mm故封底混凝土的厚度为:h=6ysiymMtm=61.12.311.568.696=4.28米tbRj11.3w封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层3.5.3基坑稳定性验算(1)坑底流砂验算-37-在坑底内抽水可能引起流砂的危险，采用简化计算方法进行验算。其原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基坑内抽水后引起的水头差为h’造成的渗流，其最短渗流途径为h1＋t，在流程t中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的 K为安全系数,取为2.0，i为水力梯度,即i＝h1+t＝16.715＝0.59721.5+6.5故入土深度需重新取值,将t取为16米,则i=16.715=0.445(2)坑底隆起验算M=M=yHxh3为坑底一半长度.Su为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排-38-K=Md=3.664#、65#墩支护计算结果3.6.1钢板桩强度和稳定性验算原设计不满足要求，故在对支撑的标高进行调整(见表6)，同时在横-39--40-所示，从图中可以看到，在侧向-41-Pa4MPa-42-3.6.2钢板桩封底计算(1)浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的cw封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层-43-(2)封底最大应力控制计算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式计算:6yyMh=simtmtbRjwtMtm—在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件考wy—荷载安全系数,此处y=1.1;sisiy—材料安全系数,此处y=2.31;mm故封底混凝土的厚度为:h=6ysiymMtm=61.12.311.568.696=4.28米tbRj11.3w封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层3.6.3基坑稳定性验算(1)坑底流砂验算-44-在坑底内抽水可能引起流砂的危险，采用简化计算方法进行验算。其原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基坑内抽水后引起的水头差为h’造成的渗流，其最短渗流途径为h1＋t，在流程t中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的 K为安全系数,取为2.0，i为水力梯度,即i＝h1+t＝16.715＝0.59721.5+6.5故入土深度需重新取值,将t取为16米,则i=16.715=0.445(2)坑底隆起验算M=M=yHxb3为坑底一半长度.Su为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排-45-r3.766#、67#墩支护计算结果3.7.1钢板桩强度和稳定性验算1120345-46-所示，最下面一道支撑围檩的最-47--48-M0.4312103===153106Pa=153MPa结构的屈曲模态计算结果如下图，结构的屈曲模态最小的特征值为3.7.2钢板桩封底计算(1)浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的-49-cwcw封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层(2)封底最大应力控制计算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式计算:6yyMh=simtmtbRjwtMtm—在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件考wy—荷载安全系数,此处y=1.1;sisiy—材料安全系数,此处y=2.31;mm-50-故封底混凝土的厚度为:h=6ysiymMtm=61.12.311.358=3.99米tbRj11.3w封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层3.7.3基坑稳定性验算(1)坑底流砂验算其原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基坑内抽水后引起的水头差为h’造成的渗流，其最短渗流途径为h1＋t，在流程t中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的浮K为安全系数,取为2.0，i为水力梯度,即i＝h'＝17.5＝0.481(2)坑底隆起验算-51-xdw2r0u2h3为坑底一半长度.S为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排u水抗剪强度S=50kPaur3.868、69#墩支护计算结果3.8.1钢板桩强度和稳定性验算编号编号12345标高2.50-2.5-5.5-8.5截面尺寸2I40a2I40a2I40a2I56a2I56a-52--53--54-Pa结构的屈曲模态计算结果如下图，结构的屈曲模态最小的特征值为-55-3.8.2钢板桩封底计算(1)浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的cw封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层-56-(2)封底最大应力控制计算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式计算:6yyMh=simtmtbRjwtMtm—在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件考wy—荷载安全系数,此处y=1.1;sisiy—材料安全系数,此处y=2.31;mm故封底混凝土的厚度为:h=6ysiymMtm=61.12.311.278=3.87米tbRj11.3w封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25~0.5米,以便在抽水后将顶层-57-3.8.3基坑稳定性验算(1)坑底流砂验算其原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基坑内抽水后引起的水头差为h’造成的渗流，其最短渗流途径为h1＋t，在流程t中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的浮K为安全系数,取为2.0，i为水力梯度,即i＝h'＝16.5＝0.521故入土深度需重新取值,将t取为9米,则i＝16.5＝0.45(2)坑底隆起验算较深的软土基坑在水压力作用下，坑底软土可能受挤在坑底发生隆起M=yM=yHdw2r0u2h3为坑底一半长度.S为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排u-58-水抗剪强度S=50kPaur3.970#墩支护计算结果3.9.1钢板桩强度和稳定性验算编号编号1234截面尺寸2I40a2