1#及3#承台钢板桩围堰计算

阿克苏纺织大桥 1、3#墩承台基坑支护钢板桩方案计算书 阿克苏青建路桥工程有限公司 二〇一六年八月 1、3#主墩钢板桩方案计算书 一、概述一、概述 纺织大桥主桥 1、3 号承台尺寸 11.9×7.9×3m，混凝土方量达282m3，也属大体积 混凝土。 纺织大桥主桥 1#～3#承台，承台底处于水位线以下（地下水位埋深约5.4m） ，同时 1#墩靠近铁路线，为了保证铁路路基的稳定，施工时采用钢板桩围堰进行支护，为保证 支护的安全，对钢板桩围堰支护的强度与稳定进行了验算。 二、二、2#2#墩钢板桩围堰计算墩钢板桩围堰计算 承台顶标高为 1108.84m，地面标高约为 1109.84m，根据地质资料地下水位约为 1104.6，拟采用钢板桩围护方案进行承台施工。 钢板桩选用拉森Ⅳ钢板桩； 围囹选用 2I40b 型组合截面， 横撑、 角撑选用φ500*8mm 钢管。 计算时按原地面标高为钢板桩围堰的顶标高。支护的最不利工况为开挖至基坑底， 取此这种工况对结构进行验算。 结构所受的侧面压力为土压力， 由于地下水处于承台底， 为防止水位变化， 进行 50cm 砼封底，为计算方便，计算土压力不再计算静水压水（处于基坑以下，两侧平衡） 。 根据钢板桩入土的深度， 按单锚浅埋板桩计算， 假定上端为简支， 下端为自由支承。 这种板桩相当于单跨简支梁，作用在桩后为主动土压力，作用在桩前为被动土压力， 根据地质报告，采用土力学库伦土压力理论公式进行。 各土层的物理参数根据经验取值如下：填筑土：r=18KN/m3, φ=15° K a  tan2(45)  0.59；粉砂：r=19KN/m3, φ=20°K a  tan2(45)  0.49， 22 Kp  tan2(45)  2.04；细砂：r=19KN/m3, φ=25°K a  tan2(45)  0.41， 22 Kp  tan2(45)  2.46。 2 1     将上述数据带入公式计算得。 填筑土底主动土压力：18*0.7*0.59=7.4KN/m2 粉砂层顶主动土压力：18*0.7*0.49=6.2KN/m2 基坑底处主动土压力： （18*0.7+19*3.95）*0.49=42.9KN/m2 粉砂层地下水位处主动土压力： （18*0.7+19*4.5）*0.49=48.1KN/m2 粉砂层底主动土压力： （18*0.7+19*4.5+9*1.4）*0.49=54.2KN/m2 细砂层顶主动土压力： （18*0.7+19*4.5+9*1.4）*0.41=45.4KN/m2 细砂层底桩底主动土压力： （18*0.7+19*4.5+9*1.4+9*2.3）*0.41=53.9KN/m2 基坑内粉砂水位处被动土压力：19*0.55*2.04=21.3 KN/m2 基坑内粉砂层底被动土压力： （19*0.55+9*1.4）*2.04=47.0KN/m2 基坑内细砂层顶被动土压力： （19*0.55+9*1.4）*2.46=56.7KN/m2 基坑内细砂层底即桩底被动土压力： （19*0.55+9*1.4+9*2.3）*2.46=107.6KN/m2 7.4KN/m2 6.2KN/m2 42.9KN/m2 21.3KN/m248.1KN/m2 47KN/m2 56.7KN/m2 54.2KN/m2 45.4KN/m2 107.6KN/m2 53.9KN/m2 1 1、钢板桩计算、钢板桩计算 分析钢板桩的受力状态可知，钢板桩最不利受力是开挖至基坑底时，取此工况对结 构进行验算。 取 1m 宽钢板桩进行分析，受力情况建模、弯矩图及支反力图如下： 2 计算可得，左侧支座反力为 74.3KN，最大弯矩为 196.6KN。 ⑴抗弯检算： M max 196.6106  91.9MPa []  215MPa（满足要求） W x 1.052037000 1.3 结论 选用的钢板桩满足施工要求。 2 2、围囹计算、围囹计算 2.1 围囹及支撑内力计算 围囹及支撑结构如下： 3 采用 MIDAS civil 2006 建模计算如下： 围囹弯矩图、剪力图、轴力图及变形图如下： 4 ⑴ 围囹长边最大弯矩为 118.6KN.m，最大轴力为 182.3KN，最大剪力为 168.6KN； 围囹短边最大弯矩为 89.5N.m，最大轴力为 176.6KN，最大剪力为 146.3KN。 ⑵ 横撑杆受轴力为 320.7KN，角撑受轴力 327.8KN。 2.22.2 围囹及支撑检算围囹及支撑检算 2.2.12.2.1 围囹检算围囹检算 围囹四周为 2I40b 工字钢： 5 a 、正应力检算  NM max 182300118600000  59.2Mpa   215Mpab、 抗剪检算 A Wx 9410 21.05 1140000 2 QS168.21036660502 19.7MPa [] 125MPa（满足要求） It2281062212.5 C、挠度 经检算，短边挠度较大，为 2mm。 挠度允许值△=3700/400=9mm，故挠度满足要求。 2.2.22.2.2、内撑检算、内撑检算 中间撑杆为φ500*8mm，所受轴力为 320.7KN 自由长度 l x=10m  x  l x 10000  57.5查表得： 0.82 r x 173.97 N320.7103  31.6MPa  215MPa（满足要求）故得： A0.8212365 2.2.32.2.3、角撑检算、角撑检算 中间撑杆为φ500*8mm，所受轴力为 327.8KN 自由长度 l x=460cm  x  l x 4600  21查表得： 0.967 r x 219.2 N327.8103  27.4MPa  215MPa（满足要求）故得： A0.96712365 2.2.42.2.4、结论、结论 围囹及支撑结构满足施工需要。 6