62#63#围堰计算书.docx
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62#63#围堰计算书
常德市沾天湖62#、63#围堰专项方案
计
算
书
编制:
审核:
审批:
湖南天鹰建设有限公司
二○一二年七月
一、围堰土压力计算
基坑深8米,钢管桩长18米时的受力情况计算。
钢管桩总长18米,水面上高3米,且槽钢进入基坑底深7米.
土层情况:
6米深水,2米深淤泥,3米深淤泥质土,4米深粉质粘土。
1、条件:
(1)按地质报告,3米淤泥质土层的内聚力4Kpa,取4Kpa;内摩擦角3度,取3度;重度平均值19.5KN/m3。
4米粉质粘土层的内聚力40Kpa,取35Kpa;内摩擦角平均值17度,取15度;重度平均值19.5KN/m3。
C=(3×4+4×40)/7=24.6Kpa
=(3×3+17×4)/7=11(取10度)
Ka=
tan2(45-5)=0.8392=0.7
Kp=
tan2(45+5)=1.192=1.42
(2)按地质报告,3米淤泥质土层的侧模阻力标准值30Kpa,特征值15Kpa;4米粉质粘土层的侧模阻力标准值60Kpa,特征值30Kpa。
桩侧摩阻力:
F=(3.14×0.63×3×15+3.14×0.63×4×30)×0.7=228.5KN
桩体自重:
G=3.14×0.099×20×10=62.2KN
桩抗拔力:
P=F+G=290.7KN
2、8米深围堰水土压力计算
基坑底主动土压力:
ea=10×6+19.5×2=99KN/m2
基坑底封底前9米深处主动土压力:
ea=10×6+19.5×3=119KN/m2
基坑底被动土压力:
ep1=0+2×24.6×1.19=58.6KN/m2
桩底被动土压力ep2=7×19.5×1.42+2×24.6×1.19=252.4KN/m2
二、围堰抗水平力计算
桩底主动土压力合力:
Ea=99×0.5×8+99×7=1089KN/m
桩底被动土压力合力:
Ep=7×0.5×(252.4+58.6)=1089KN/m
则Ep=Ea,
为确保安全,我们采取在基坑底利用工程桩加顶撑,另外加上双排桩围堰的下部摩阻力,整个围堰水平方向受力满足要求!
三、围堰体系计算
1.钢板面板验算
面板采用钢板,厚度为10mm。
面板的截面抵抗矩(取300宽计算)W=5.0cm3;
截面惯性矩I=2.5cm4;
1.1强度验算
钢板按多跨连续板计算,其计算跨度取钢板底次楞间距,L=0.4m。
荷载计算
作用于钢板的均布线荷载为:
作用于300宽钢板的均布线荷载为:
q1=0.9×(99+119)×0.5×0.3×0.937=27.59kN/m
计算简图(kN)
弯矩图(kN.m)
经过计算得到从左到右各支座力分别为:
N1=4.356kN;N2=12.488kN;N3=10.746kN;N4=10.746kN;N5=12.488kN;N6=4.356kN;
最大弯矩Mmax=0.465kN.m
钢板抗弯强度设计值[f](N/mm2)=215N/mm2;
钢板的弯曲应力按下式计算:
σ=
Mmax
=
0.465×106
=
93N/mm2<215N/mm2
W
5.0×103
满足要求!
(二)挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,故其作用效应的线荷载q=22.28kN/m;
计算简图(kN)
面板弹性模量:
E=206000N/mm2;
经计算,最大变形Vmax=0.5mm
梁底模板的最大容许挠度值:
400/250=1.6mm;
最大变形Vmax=0.5mm<1.6mm
满足要求!
2.板底加劲肋验算
板底次楞采用10号槽钢,其截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:
W=39.7cm3;I=198.3cm4;
2.1强度验算
最大弯矩考虑为永久荷载与可变荷载的计算值最不利分配的弯矩和,取受力最大的次楞,按照三跨连续梁进行计算,其计算跨度取次楞下主楞的间距,L=1m(钢管桩相邻,但考虑桩自由长度太大,施工偏差等计算加劲肋时取1000,计算钢管桩时取900)。
次楞计算简图
荷载设计值q=12.488/1=12.488kN/m;
最大弯距Mmax=0.1ql2=0.1×12.488×12=1.249kN.m;
次楞抗弯强度设计值[f]=205N/mm2;
σ=
Mmax
=
1.249×106
=32N/mm2>205N/mm2
W
39.7×103
次楞抗弯强度满足要求!
(二)挠度验算
次楞的最大容许挠度值:
l/150=1000/150=6.7mm;
验算挠度时不考虑可变荷载值,只考虑永久荷载标准值:
q=10.085/1=10.085N/mm;
次楞弹性模量:
E=206000N/mm2;
ν=
0.677ql4
=
0.677×10.085×10004
=0.2Mm<6.7mm
100EI
100×206000×198.3×104
次楞挠度满足要求!
3.钢板主楞验算
主楞采用:
630*8钢管桩
截面抵拒矩W=1822cm3
截面惯性矩I=75574cm4
集中荷载P为次楞传递荷载。
计算简图(kN)
3.1抗弯强度验算
弯矩图(kN.m)
经计算,从左到右各支座力分别为:
N1=12.29kN;N2=30.59kN;N3=12.29kN;
最大弯矩Mmax=2.933kN.m;
主楞抗弯强度设计值[f](N/mm2)=205N/mm2;;
主楞弯曲应力按下式计算:
σ=
Mmax
=
2.933×106
=2N/mm2<205N/mm2
W
1822.00×103
主楞抗弯强度满足要求!
3.2挠度验算
主楞的最大容许挠度值:
L/150=900/150=6.0mm或10mm;
经计算,主楞的最大变形Vmax=0.1mm<6.0mm
主楞挠度满足要求!
3.3基坑底钢管桩抗弯强度验算
最大弯矩Mmax=1056kN.m;
主楞抗弯强度设计值[f](N/mm2)=205N/mm2;;
主楞弯曲应力按下式计算:
σ=
Mmax
=
1056×106
=580N/mm2<205N/mm2
W
1822.00×103
钢管桩抗弯强度不满足要求!
我们采取一是钢管桩间距加密至630;二是双排桩且上部和中间间距不超过2米加焊顶撑,则实际最大弯矩Mmax=1056/3=352kN.m
主楞弯曲应力按下式计算:
σ=
Mmax
=
352×106
=193N/mm2<205N/mm2
W
1822.00×103
钢管桩抗弯强度满足要求!
四、围堰抗倾覆受力计算
我们采取在基坑底利用工程桩加顶撑,故仅计算基坑底以上的抗倾覆
1、基坑底以上主动土压力的倾覆力矩:
M1=99×0.5×8×8/3=1056KNm
2、二排桩形成的抗倾覆:
M2=P×L=290.7×2.5=726.8KNm
二排桩及桩间土体抗倾覆:
M3=G×L=20×2.5×8×1.25=500KNm
则有M1=1056 满足要求! 五、底板抗渗流稳定性计算 mt/pw≥1.1 10×t/(10×9)≥1.1 则有t≥9.9米,基坑底仅有3米厚的淤泥质土和5米粉质粘土隔水层,故不可靠,另考虑到淤泥质土抗渗更不可靠,我们采取用1米以上的砼和松木桩封底,以确保安全。 满足要求! 六、结论 本围堰专项施工方案应注意以下几点: 一是下部利用工程桩加顶撑;二是转角位加斜撑;三是止水钢板施工要确保可靠和先填土后才能抽水和挖基坑,个别紧急情况处理可采取加贝雷架顶撑。
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