钢板桩计算书箱涵

PAGEPAGE1玉祥门立交工程钢板桩挡土墙计算书玉祥门立交工程项目部二OO九年十一月

1工程概况1.1工程概况玉祥门立交工程下穿通道桥，主体结构由单孔箱涵构成，净宽均为16米，总长205米。箱涵南北两侧设U型槽与道路挡墙连接，净宽16米，其中南侧U型槽长度120米，北侧U型槽长度125米，通道桥总长450米，起点位于K0+220，终点止于K0+670。为了防止通道桥在开挖过程中垮塌，采用单层钢板桩挡土墙进行支护。钢板桩采用拉森=4\*ROMANIV型钢板桩，根据开挖深度，钢板桩长度依次采用15m、12m。内支撑采用一道、二道、三道内支撑，钢板桩顶标高为0.0m，地面标高为0.0m，第一层标高为-1m，第二层标高为-4m，第三层标高为-7m，基坑开挖至-10m。考虑施工误差基坑底标高按-11米计算。2验算依据（1）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）。（2）《铁路混凝土与砌体设计规范》（TB10002.4-2005）。（3）《基础工程》（凌治平、易经武主编）人民交通出版社，2004.7。（4）《土力学和基础工程》（下册）（刘成宇主编）中国铁道出版社1981.4。（5）《简明深基坑工程设计施工手册》（赵志缙主编）中国建筑工业出版社2000.4。（6）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）。（7）《简明施工计算手册》（第三版）（汪正荣主编）中国建筑工业出版社2005.7。3基本参数（1）地质资料（现场提供）基础开挖处土层为粘性土，内摩擦角为30°，容重为20kN/m3，土层粘聚力C＝10kPa，施工荷载按照40kN/m2。（2）结构参数（现场提供）围堰钢板桩采用拉森=4\*ROMANIV型钢板桩，截面模量为2037cm3/m。水位在-5米。4钢板桩强度及入土深度验算4.1计算方法：等值梁法4.2工况：4.2.1开挖2米后，在-1米处安装第一道支撑；4.2.2开挖5米后，在-4米4.2.3抽水吸泥至－9m4.2.4然后在-7m处设置第三4.2.5抽水吸泥至基坑底－114.3计算土压力粘性土主动土压力系数=粘性土主动土压力引起的侧压力的斜率20×0.333=6.66施工荷载引起的侧压力减去粘聚力=40×0.333-2×18×=1.78粘性土被动土压力系数=考虑板桩与土体的摩擦，由《简明施工计算手册》查表得被动土压力提高系数K1＝1.8，被动土压力引起的侧压力的斜率=20*3*1.8=108粘聚力产生的被动土压力：=34.64kPa4.4工况一、开挖2米，在-1米处安装第一道支撑4.5工况二、安装好第一道内支撑后，继续开挖至-5a、钢板桩内力及入土深度计算设侧压力强度为零的点离基坑底面的距离为x：由，整理得6.66*（5+X）+1.78=108X+34.64解此方程得：X=0.004m弯矩图(kN.m)钢板桩最大弯矩Mmax=42.7kN.m荷载(kN/m)及支撑反力(kN)第一道内支撑处的反力R1=40.3kN/m4.6工况三、在-4米处安装第二道内支撑后，继续开挖至-9a、钢板桩内力及入土深度计算设侧压力强度为零的点离基坑底面的距离为x：由，整理得6.66*（9+X）+1.78=108X+34.64解此方程得：X=0.27m弯矩图(kN.m)钢板桩最大弯矩Mmax=113.5kN.m荷载(kN/m)及支撑反力(kN)钢板桩的弯曲应力：σ=＝<[200Mpa]，符合要求第一道内支撑处的反力R1=6.84kN/m第二道内支撑处的反力R2=192.6kN/m4.7工况四、在-9米处安装第三道内支撑后，继续开挖至a、钢板桩内力及入土深度计算设侧压力强度为零的点离基坑底面的距离为x：由，整理得6.66*（11+X）+1.78=108X+34.64解此方程得：X=0.4m弯矩图(kN.m)钢板桩最大弯矩Mmax=105.18kN.m荷载(kN/m)及支撑反力(kN)钢板桩的弯曲应力：σ=＝<[200Mpa]，符合要求第一道内支撑处的反力R1=26.7kN/m第二道内支撑处的反力R2=52.98kN/m第三道内支撑处的反力R3=247.13kN/m侧压力强度为0的点的反力P0=110.71kN/m则得钢板桩最小入土深度t0=x+y=0.4+2.56=2.96m，安全系数取1.1得：t=1.1t0=1.1×2.96=3.26m，故要求钢板桩设计长度L>11+3.26=取钢板桩长度15m。开挖深度大于9米，小于11米的可以采用三道支撑。当开挖深度小于9米，大于7米时，可以减少一道直撑，采用两道直撑，钢板桩用15米；当深度小于7米，可以减少一道直撑，采用一道直撑，钢板桩用12米。5内支撑受力验算1、支撑梁横梁受力计算：第一道内支撑边梁最大受力为40.3KN/m，任取30米单边内支撑受力图弯矩图(kN.m)荷载(kN/m)及支撑反力(kN)横梁抗弯计算如下：Mmax=152.72kN.m=二片I45b工字钢的截面模量为：1500m3×2=3000cm3>745cm3即采用二片I45b工字钢满足受力要求。内内撑直撑轴向压力作用，Fmax=273.61KN轴向受压计算：<156.45cm2采用一根Φ508mm*10mm管桩满足要求。2、支撑梁横梁受力计算：第二道内支撑边梁最大受力为192.6KN/m，任取26米单边内支撑受力图弯矩图(kN.m)荷载(kN/m)及支撑反力(kN)横梁抗弯计算如下：Mmax=480.67kN.m=二片I45b工字钢的截面模量为：1500m3×2=3000cm3>2344.7cm3即采用二片I45b工字钢满足受力要求。围囹内内撑直撑轴向压力作用，Fmax=1269.17KN轴向受压计算：<156.45cm2采用一根Φ508mm*10mm管桩满足要求。八字撑受力Fmax=283.18KN轴向受压计算：<48.5cm2×2采用2I25A满足要求3、支撑梁横梁受力计算：第三道内支撑边梁最大受力为247.13KN/m，任取26米单边内支撑受力图弯矩图(kN.m)荷载(kN/m)及支撑反力(kN)横梁抗弯计算如下：Mmax=590.26kN.m=三片I45b工字钢的截面模量为：1500m3×3=4500cm3>2879.3cm3即采用三片I45b工字钢满足受力要求。围囹内内撑直撑轴向压力作用，Fmax=1649.56KN轴向受压计算：<156.45cm2采用一根Φ508mm*10mm管桩满足要求。八字撑受力Fmax=360.82KN轴向受压计算：<48.5cm2×2采用2I25A满足要求6抗管涌验算基坑深11米,土质为粘土层,重度为γ=20kN/m3,离地面5米有水,γω=10kN/