钢板桩支护计算书

计算书及相关图纸1土坡稳定性计算书计算依据：1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20122、《建筑施工计算手册》江正荣编著3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著5、《地基与基础》第三版计算土坡稳定性采用圆弧条分法进行分析计算，由于该计算过程是大量的重复计算，故本计算书只列出相应的计算公式和计算结果，省略了重复计算过程。本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。一、参数信息:基本参数：条分方法瑞典条分法基坑开挖深度h(m)3条分块数50基坑外侧水位到坑顶的距离ha(m)2.2基坑内侧水位到坑底的距离hp(m)3放坡参数：序号放坡高度L(m)放坡宽度W(m)平台宽度B(m)放坡坡度132.2501:0.75荷载参数：序号类型面荷载q(kPa)基坑边线距离a(m)荷载宽度b(m)1局布560.30.6土层参数：序号土名称土厚度(m)土的重度γ(kN/m3)土的内摩擦角φ(°)粘聚力C(kPa)饱和重度γsat(kN/m3)1=1\*GB3①-2层耕表土2.719.41216222②-1层粉质粘土4.219.781522二、计算原理:根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.35的要求。圆弧滑动法示意图三、计算公式:Ksj=∑{cili+[ΔGibi+qbi]cosθitanφi}/∑[ΔGibi+qbi]sinθi式子中：Ksj--第j个圆弧滑动体的抗滑力矩与滑动力矩的比值;ci--土层的粘聚力；li--第i条土条的圆弧长度；ΔGi-第i土条的自重；θi--第i条土中线处法线与铅直线的夹角；φi--土层的内摩擦角；bi--第i条土的宽度；hi--第i条土的平均高度；q--第i条土条土上的均布荷载；四、计算安全系数:将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Ksjmin：------------------------------------------------------------------------------------安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)2.37935.4300.1154.5744.575示意图如下：--------------------------------------------------------------------------------------计算结论如下：开挖内部整体稳定性安全系数Ksjmin=2.379>1.350满足要求![标高-3.000m]8.2钢板桩支护设计计算书深基坑支护结构分析输入数据项目信息日期:2017/10/26分析设置中国-国家标准（GB）材料和规范混凝土结构设计:中国规范GB50010-2010钢结构设计:中国规范GB50017-2003木结构:极限状态法(LSD)木结构截面承载力分项系数:s=1.50开挖分析主动土压力计算方法:Coulomb理论被动土压力计算方法:Mazindrani(Rankine)理论分析方法:弹性支点法(JGJ120-2012)地震荷载分析:GB50330-2013中国建筑边坡工程技术规范土的水平反力系数计算:中国规范验算方法:中国规范锚杆验算验算方法:安全系数法（ASD）安全系数抗拉承载力安全系数:SFt=2.20[–]抗拔承载力(岩土与锚固体)安全系数:SFe=2.60[–]抗拔承载力(钢筋与砂浆)安全系数:SFc=2.60[–]截面尺寸结构长度=15.00m截面名称:板桩:PU400x170(China)截面面积A=2.42E-02m2/m惯性矩I=3.86E-04m4/m弹性模量E=205000.00MPa剪切模量G=79000.00MPa截面模量W=2.270E-03m3/m塑性截面模量Wpl=2.514E-03m3/m结构材料钢材：Q345屈服强度fy=345.00MPa弹性模量E=205000.00MPa剪切模量G=79000.00MPa水平反力系数水平反力系数采用m法计算土的水平反力系数。结构在嵌固(坑底)处的水平位移量vb=10.00mm

岩土材料基本参数编号名称图例efcefsu[°][kPa][kN/m3][kN/m3][°]11-2耕表土12.0016.0019.409.556.0022-1粉质粘土8.0015.0019.709.787.5033粉砂夹粉土15.002.0020.1010.297.5044粉砂18.000.0021.0011.009.00计算静止土压力的土层参数编号名称图例类型efOCRKr计算[°][–][–][–]11-2耕表土黏性土-0.25--22-1粉质粘土黏性土-0.25--33粉砂夹粉土无黏性土15.00---44粉砂无黏性土18.00---岩土材料参数1-2耕表土天然重度:=19.40kN/m3应力状态:有效应力内摩擦角:ef=12.00°黏聚力:cef=16.00kPa结构与岩土间摩擦角:=6.00°岩土材料:黏性土泊松比:=0.25饱和重度:sat=19.55kN/m3

2-1粉质粘土天然重度:=19.70kN/m3应力状态:有效应力内摩擦角:ef=8.00°黏聚力:cef=15.00kPa结构与岩土间摩擦角:=7.50°岩土材料:黏性土泊松比:=0.25饱和重度:sat=19.78kN/m3

3粉砂夹粉土天然重度:=20.10kN/m3应力状态:有效应力内摩擦角:ef=15.00°黏聚力:cef=2.00kPa结构与岩土间摩擦角:=7.50°岩土材料:无黏性土饱和重度:sat=20.29kN/m3

4粉砂天然重度:=21.00kN/m3应力状态:有效应力内摩擦角:ef=18.00°黏聚力:cef=0.00kPa结构与岩土间摩擦角:=9.00°岩土材料:无黏性土饱和重度:sat=21.00kN/m3

剖面土层和指定材料编号地层岩土材料图例[m]11.401-2耕表土21.851-2耕表土32.491-2耕表土43.611-2耕表土5-1-2耕表土开挖墙体前面土层开挖到深度6.50m.

墙后坡面墙后坡面水平

地下水作用结构外侧的地下水位所在深度为7.00m结构内侧的地下水位所在深度为7.00m结构底部岩土体不透水。

输入均布面超载编号超载作用超载1超载2起点x坐标长度深度新建修改[kN/m2][kN/m2]x[m]l[m]z[m]1是偶然作用56.000.300.60坡面2是偶然作用56.003.100.60坡面编号名称1挖掘机内侧履带2挖掘机外侧履带插入支撑编号新建深度长度间距倾角支撑z[m]l[m]b[m][°]1是1.005.804.500.00编号编辑刚度弹性模量面积支撑不动点调整系数支撑松弛系数预应力刚度k[kN/m]E[MPa]A[mm2][–]r[–]F[kN]1否206000.005030.2801.001.000.00全局设置结构的离散数量=40土压力分析:根据分析设置进行折减截面最小压力被认为是a,min=0.20z结构重要性系数0=1.00

工况阶段设置设计状况:持久设计状况

分析结果名称:分析工况阶段:1结构前后土压力的分布深度结构前主动土压力结构前静止土压力结构前被动土压力结构后主动土压力结构后静止土压力结构后被动土压力[m][kPa][kPa][kPa][kPa][kPa][kPa]0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.060.000.000.000.250.250.250.060.000.000.008.898.898.890.660.000.000.006.836.836.830.660.000.000.0018.6218.6218.621.110.000.000.0015.8215.8215.821.120.000.000.004.364.364.361.400.000.000.005.435.435.432.020.000.000.008.058.058.052.020.000.000.008.068.068.063.250.000.000.0019.0819.0819.083.250.000.000.0019.0919.0919.094.410.000.000.0029.3129.3129.314.410.000.000.0028.2628.2628.265.740.000.000.0043.9543.9543.956.500.000.000.0052.9252.9252.926.500.00-0.00-39.5252.9252.9252.927.000.00-3.23-54.3158.8258.8258.829.350.00-10.71-88.5372.4772.4772.4710.080.00-13.03-99.1476.7076.7076.7015.00-28.59-28.70-170.82105.29105.29105.29土的水平反力系数和结构内力的分布深度结构前kh,p结构后kh,z位移土压力剪力弯矩[m][MN/m3][MN/m3][mm][kPa][kN/m][kNm/m]0.000.000.005.940.00-0.00-0.000.380.000.002.707.81-1.470.180.750.000.00-0.5318.05-6.321.521.000.000.00-2.698.93-9.693.571.000.000.00-2.698.9379.533.571.130.000.00-3.774.3778.70-6.311.500.000.00-6.995.8676.78-35.481.880.000.00-10.157.4574.29-63.832.250.000.00-13.1910.1670.99-91.102.630.000.00-16.0813.5066.55-116.933.000.000.00-18.7516.8560.86-140.853.380.000.00-21.1820.1953.91-162.413.750.000.00-23.3223.4945.72-181.134.130.000.00-25.1326.7936.29-196.554.500.000.00-26.6029.3225.77-208.214.880.000.00-27.7033.7513.95-215.715.250.000.00-28.4238.170.46-218.475.630.000.00-28.7442.60-14.68-215.856.000.000.00-28.6947.02-31.49-207.256.380.000.00-28.2751.45-49.95-192.036.490.000.00-28.0752.83-56.05-185.836.510.030.00-28.0452.23-56.89-184.936.750.820.00-27.5131.70-67.02-169.947.130.000.00-26.443.42-73.68-142.687.500.000.00-25.130.14-74.35-114.887.880.000.00-23.61-3.15-73.78-87.078.250.000.00-21.93-6.43-71.99-59.708.630.000.00-20.15-9.71-68.96-33.239.000.000.00-18.31-13.00-64.70-8.139.380.000.00-16.46-16.28-59.2115.149.750.000.00-14.63-19.56-52.4936.1310.130.000.00-12.87-22.84-44.5454.3610.500.000.00-11.20-26.13-35.3669.3810.880.000.00-9.65-29.41-24.9580.7311.250.000.00-8.25-32.69-13.3087.9411.630.000.00-7.00-35.98-0.4390.5512.0018.040.00-5.92-38.0215.2485.8212.3819.270.00-4.98-26.3127.3277.6212.7520.500.00-4.19-15.1535.1165.7113.1321.730.00-3.51-4.6038.8251.6613.5022.960.00-2.935.4838.6636.9713.8824.190.00-2.4115.3734.7723.0414.2525.420.00-1.9325.4427.1511.2714.6326.650.00-1.4836.0915.653.0915.0027.880.00-1.0447.630.00-0.00剪力最大值=79.53kN/m弯矩最大值=218.47kNm/m位移最大值=28.7mm内支撑反力编号深度反力[m][kN]11.00535.31截面编号1位移最小值位移最大值剪力最小值剪力最大值弯矩最小值弯矩最大值[mm][mm][kN/m][kN/m][kNm/m][kNm/m]0.005.945.94-0.00-0.00-0.00-0.000.382.702.70-1.47-1.470.180.180.75-0.53-0.53-6.32-6.321.521.521.00-2.69-2.69-9.69-9.693.573.571.00-2.69-2.6979.5379.533.573.571.13-3.77-3.7778.7078.70-6.31-6.311.50-6.99-6.9976.7876.78-35.48-35.481.88-10.15-10.1574.2974.29-63.83-63.832.25-13.19-13.1970.9970.99-91.10-91.102.63-16.08-16.0866.5566.55-116.93-116.933.00-18.75-18.7560.8660.86-140.85-140.853.38-21.18-21.1853.9153.91-162.41-162.413.75-23.32-23.3245.7245.72-181.13-181.134.13-25.13-25.1336.2936.29-196.55-196.554.50-26.60-26.6025.7725.77-208.21-208.214.88-27.70-27.7013.9513.95-215.71-215.715.25-28.42-28.420.460.46-218.47-218.475.63-28.74-28.74-14.68-14.68-215.85-215.856.00-28.69-28.69-31.49-31.49-207.25-207.256.38-28.27-28.27-49.95-49.95-192.03-192.036.49-28.07-28.07-56.05-56.05-185.83-185.836.51-28.04-28.04-56.89-56.89-184.93-184.936.51-28.04-28.04-56.89-56.89-184.93-184.936.75-27.51-27.51-67.02-67.02-169.94-169.947.13-26.44-26.44-73.68-73.68-142.68-142.687.50-25.13-25.13-74.35-74.35-114.88-114.887.88-23.61-23.61-73.78-73.78-87.07-87.078.25-21.93-21.93-71.99-71.99-59.70-59.708.63-20.15-20.15-68.96-68.96-33.23-33.239.00-18.31-18.31-64.70-64.70-8.13-8.139.38-16.46-16.46-59.21-59.2115.1415.149.75-14.63-14.63-52.49-52.4936.1336.1310.13-12.87-12.87-44.54-44.5454.3654.3610.50-11.20-11.20-35.36-35.3669.3869.3810.88-9.65-9.65-24.95-24.9580.7380.7311.25-8.25-8.25-13.30-13.3087.9487.9411.63-7.00-7.00-0.43-0.4390.5590.5512.00-5.92-5.9215.2415.2485.8285.8212.38-4.98-4.9827.3227.3277.6277.6212.75-4.19-4.1935.1135.1165.7165.7113.13-3.51-3.5138.8238.8251.6651.6613.50-2.93-2.9338.6638.6636.9736.9713.88-2.41-2.4134.7734.7723.0423.0414.25-1.93-1.9327.1527.1511.2711.2714.63-1.48-1.4815.6515.653.093.0915.00-1.04-1.040.000.00-0.00-0.00结构内力最大值位移最大值=-28.7mm位移最小值=5.9mm弯矩最大值=90.55kNm/m弯矩最小值=-218.47kNm/m剪力最大值=79.53kN/m依据中国规范GB50017-2013验算钢板桩截面强度对所有工况阶段进行分析。作用基本组合的综合分项系数=1.00结构纵向每1m的内力Mmax=218.47kNm/m;

Q=0.46kN/mQmax=79.53kN/m;

M=3.57kNm/m验算最大截面弯矩Mmax+Q:抗弯验算:对主轴的截面塑性发展系数

x=1.05Mmax/(x*W)=91.66

MPa

310.00

MPa

满足要求抗剪验算:剪应力

=0.06

MPa0.06

MPa

180.00

MPa

满足要求平面应力状态验算：轴力=87.44MPa剪应力=0.04MPa强度设计值增大系数

1=1.1验算：

(2+3*2)=87.441*f=341.00

MPa

满足要求验算最大截面剪力Qmax+M:抗弯验算:对主轴的截面塑性发展系数

x=1.05M/(x*W)=1.50

MPa

310.00

MPa

满足要求抗剪验算:剪应力

=10.20

MPa10.20

MPa

180.00

MPa

满足要求平面应力状态验算：轴力=1.43MPa剪应力=7.50MPa强度设计值增大系数

1=1.1验算：

(2+3*2)=13.061*f=341.00

MPa

满足要求截面强度验算满足要求围檩验算横撑承受内支撑反力为401.75KN/m,横撑间距为4.5m，则围檩为4.5米跨度简支梁，受力简图如下：围檩内力图如下：围檩拟采用Ⅰ40a工字钢，参数如下：有效高度(mm)有效宽度(mm)腹板厚度(mm)单根材惯性矩Ix/cm4截面模量Wx/cm3截面积cm240014210.521720109086.1抗弯强度验算：=0.207324×106KN/m2=207.324N/mm2＜215N/mm2，满足要求！抗剪强度验算：=0.023KN/mm2=23N/mm2＜125N/mm2，满足要求！横撑螺旋焊接钢管验算横撑拟采用273螺旋焊接钢管，钢管承受轴向集中力为401.75KN，参数如下标称直径(mm)管壁厚度(mm)单根材惯性矩Ix（mm4）截面模量Wx(cm3)截面积(mm2)回转半径（mm）i=(I/A)0.5273644870836.9619965032.8394.423抗压强度验算：管道沟槽最大宽度5.8米，横撑实际长度5米，计算长度系数取1，则计算长度为5米。=5000÷94.423=52.95319996≈53查钢结构规范附录C表b类截面，则φ=0.668=0.08KN/mm2=80N/mm2＜0.668×215=143.62N/mm2，满足要求！边坡稳定性分析输入数据项目信息分析设置中国-国家标准（GB）稳定性分析地震荷载分析:GB50330-2013中国建筑边坡工程技术规范验算方法:中国规范安全系数持久设计状况折线滑面的安全系数:SFpolyg=1.35[–]圆弧滑面的安全系数:SFcirc=1.35[–]多段线编号多段线位置多段线上点坐标[m]xzxzxz1-37.50-6.50-0.34-6.50-0.340.000.000.0045.000.002-0.34-9.35-0.34-15.000.00-15.000.00-9.350.00-5.740.00-3.250.00-1.400.000.0030.00-1.4045.00-1.4040.00-3.2545.00-3.2550.00-5.7445.00-5.746-37.50-9.35-0.34-9.35-0.34-6.5070.00-9.3545.00-9.35岩土材料参数-有效应力状态编号名称图例efcef[°][kPa][kN/m3]11-2耕表土12.0016.0019.4022-1粉质粘土8.0015.0019.7033粉砂夹粉土15.002.0020.1044粉砂18.000.0021.00岩土材料参数-浮重度编号名称图例satsn[kN/m3][kN/m3][–]11-2耕表土19.5522-1粉质粘土19.7833粉砂夹粉土20.2944粉砂21.00岩土材料参数1-2耕表土天然重度:=19.40kN/m3应力状态:有效应力内摩擦角:ef=12.00°黏聚力:cef=16.00kPa饱和重度:sat=19.55kN/m3

2-1粉质粘土天然重度:=19.70kN/m3应力状态:有效应力内摩擦角:ef=8.00°黏聚力:cef=15.00kPa饱和重度:sat=19.