钢板桩计算书箱涵Word下载.docx
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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
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米处安装第二道支撑;
4.2.3抽水吸泥至-9m标高。
4.2.4然后在-7m处设置第三道支撑;
4.2.5抽水吸泥至基坑底-11m标高。
4.3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:
=34.64kPa
4.4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-5m标高。
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*(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/m
4.6工况三、在-4米处安装第二道内支撑后,继续开挖至-9m标高。
6.66*(9+X)+1.78=108X+34.64
X=0.27m
钢板桩最大弯矩Mmax=113.5kN.m
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/m
4.7工况四、在-9米处安装第三道内支撑后,继续开挖至-11m标高。
6.66*(11+X)+1.78=108X+34.64
X=0.4m
钢板桩最大弯矩Mmax=105.18kN.m
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=14.26m
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米计算。
单边内支撑受力图
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米计算。
Mmax=480.67kN.m
2344.7cm3
围囹内内撑直撑轴向压力作用,
Fmax=1269.17KN
156.45cm2
八字撑受力
Fmax=283.18KN
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米计算。
Mmax=590.26kN.m
三片I45b工字钢的截面模量为:
3=4500cm3>
2879.3cm3
即采用三片I45b工字钢满足受力要求。
Fmax=1649.56KN
Fmax=360.82KN
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/m3,插入深度为4米。
则上浮重度γ=20-10=10kN/m3
取K=1.5,h=11-5=6m
则t=
≤4m
故不会发生管涌现象。
7施工措施
在实际施工中由于各种原因导致钢板桩不能和内支撑紧贴,有缝隙,为使受力均匀,应在空隙中打入木楔。
还应降低外围土体高度,施工机械要尽量远离基坑作业。
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