钢板桩计算书(2010.5.20).doc

1、 中铁四局集团有限公司合肥铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩1目录1 设计资料 .12 钢板桩入土深度计算 .12.1 内力计算 .12.2 入土深度计算 .23 钢板桩稳定性检算 .33.1 管涌检算 .33.2 基坑底部隆起验算 .44 围囹检算 .54.1 工况分析与计算 .54.1.1 工况一 .54.1.2 工况二 .64.1.3 工况三 .74.1.4 工况四 .84.1.5 工况五 .94.1.6 工况七 .114.1.7 工况八 .124.1.8 工况九 .134.2 围囹计算 .144.2.1 顶层围囹 .154.2.2 第一层围囹 .164.2.3 第二层

2、围囹 .17中铁四局集团有限公司合肥铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩24.2.4 第三层围囹 .174.2.5 第四层围囹 .185 对撑和斜撑检算 .19中铁四局集团有限公司合肥铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩1南淝河特大桥连续梁主墩承台钢板桩围堰施工计算书1 设计资料(1)桩顶高程 H1：8.0m，汛期施工水位：7.0m。(2)地面标高 H0：8m；基坑底标高 H3：-1.54m；开挖深度 H：9.54m。(3)封底混凝土采用 C30 混凝土，封底厚度为 1m。(3)坑内、外土的天然容重加权平均值 、 均为：18.9KN/m 3；内摩擦1r2角加权平

3、均值 ；粘聚力 C：24KPa。8.1(4)地面超载 ：按 70 吨考虑，换算后为 10KN/m2。q(5)钢板桩采用国产拉森钢板桩，选用鞍 IV 型（新） （见施工计算手册中国建筑工业出版社 P290 页）钢板桩参数 A=98.70cm2，W=2043cm 3，=200Mpa，桩长 18m。2 钢板桩入土深度计算2.1 内力计算(1)作用在钢板桩上的土压力强度及压力分部见图 2.1根据简明施工计算手册中国建筑工业出版社，P284 页(5-89、5-90）公式得： 51.028.45tgKoo2a ）（ 9.too2pi）（钢板桩均布荷载换算土高度 ：0hmrqh53.0918/0中铁四局集团

4、有限公司合肥铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩2(2)支撑层数及间距按等弯矩布置确定各层支撑的间距,则拉森型钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度，根据简明施工计算手册中国建筑工业出版社，P284 页(5-96）公式得：=2940mm=2.9m353 1.0982436rWhaKh1=1.11h=1.11*2.9=3.2mh2=0.88h=0.88*2.9=2.6mh3=0.77h=0.77*2.9=2.2m根据施工需要调整支撑布置 h1=2.1m，h2=2.1m，h3=1.6 层数为 3 层。受力简图见图 2.1图 2.1 钢板桩受力简图2.2 入土深度计算中铁四局集团有限公司合肥

5、铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩3用盾恩近似法计算钢板桩入土深度主动土压力系数，被动土压力系数从上可知： 、51.0Ka95.p图 2.2 钢板桩计算简图根据假定作用在钢板桩 AB 段上的荷载 ABCD，一半传至 A 点上，另一半由坑底土压力 EBF 承受，由图 2.2 所示，几何关系根据简明施工计算手册中国建筑工业出版社，P288 页(5-99）公式得：0)(2HLKxKaaap084.23951.3.9510.951 mx23.6根据入土部分的固定点，被动土压力合力作用点在离坑底 处，所以x32钢板桩最下面一跨的跨度为 0.84+4.012=4.852m 处。故钢板桩的

6、总长度至少为 ,即钢板桩长度为ml563.102.54915.563m，入土深度为 6.032m 时能保证桩体本身的稳定性，选用 18m 钢板桩，实际入土深度为 8.46m。3 钢板桩稳定性检算中铁四局集团有限公司合肥铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩43.1 管涌检算管涌的原因主要收水的作用影响，计算时考虑有水一侧，基坑抽水后水头差为 h1=8.54m，入土深度 h2=x，最短的渗流途径如图 2-1 所示为h1+h22，不产生管涌的安全条件，根据根据简明施工计算手册中国建筑工业出版社，P284 页(5-107）公式得：bwriK式中 为安全系数取 1.7；水容重取 ；3/1

7、0mKNrw土的浮容重为 ；3/9.8.b水力梯度 ；)2(xHi计算得 时，不会发生管涌。mx89.3所需桩长 l43.1.5选用 18m 钢板桩，则入土深度为 8.46，反算抗管涌安全系数 ,17.2K不会发生管涌。3.2 基坑底部隆起验算基底抗隆起稳定性分析采用 , ， 抗隆验算方法。Cqmh53.9根据基础工程中国建筑工业出版社 P308 页（8-30）公式：、 、 、 、 、安全系数mx46.8H54.92/10KN8.1KPaC247.1K=5.69)2(tgeNq=13.78tc1中铁四局集团有限公司合肥铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩5=3.541.710)

8、46.85.9(17.32.8)(12 qxHrcNKs即钢板桩打入深度 8.46m，地基土稳定，不会发生隆起。4 围囹检算4.1 工况分析与计算工况分析模型加载力按照主动土压力强度 ，被动土压力)(21hrKpa强度 rhKpb4.1.1 工况一参照简明施工计算手册中国建筑工业出版社 P284,施作桩顶围囹和支撑后,开挖基坑至+4.6m，即 3.4m 深，未安装第一道支撑前，钢板桩为顶部简支的单锚浅埋板，则支撑受力为 。EpaR假定钢板桩所需入土深度为 t， 222 )4.3(851.0)4.3(918)(1 tKtHrEaa 5. ttpp为使钢板桩保持稳定，在钢板桩顶部力矩应等于零因此最

9、小入土深度 )43.18).3(82.4.13()a(23 22tttEpHtP mt81. KNa 79.15).43(2Ep.因此 Rpa.0剪力为零的点据支撑点的距离中铁四局集团有限公司合肥铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩6取 K=1.53，h=0.84m。hrKRrapMPM90.384.5.0a25.162WaRV a5.1008.417.9835402 MPfPaA故此工况下钢板桩能够满足要求。4.1.2 工况二安装好第一道支撑，开挖至标高+2.5，即 5.5m 深，第二道支撑没有施作。此时钢板桩可看作为在桩顶和第一道支撑处简支，基坑以下 2m 处固结的连续梁结

10、构。则建模如下：受力布置图(KN/m）剪力图（KN）中铁四局集团有限公司合肥铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩7弯矩图（KNm）计算得钢板桩： 、 ，最大支撑反力KNV51.8maxmKNM5.8max104.82KN。作用在第一层围囹和支撑处。则此时钢板桩的应力为 PaaWM203.4102435.86 5.197.8.92max MfPAV故此工况下钢板桩能够满足要求。4.1.3 工况三安装好第二道支撑，继续开挖至标高+0.4m 处，即基坑 7.6m 深，此时钢板桩可看作为在桩顶、第一和第二道支撑处简支，在基底以下 2m 处固结的连续梁结构，则建模如下：受力布置图(KN/

11、m）中铁四局集团有限公司合肥铁路枢纽南环线工程项目经理部 南淝河特大桥承台钢板桩8剪力图（KN）弯矩图（KNm）计算得钢板桩： 、 ，最大支撑反力KNV84.137maxmKNM45.128max161.45KN。作用在第二层围囹和支撑处。则此时钢板桩的应力为 PaaWM209.62102435.1836 5.17.7.923max MfPAV故此工况下钢板桩能够满足要求。4.1.4 工况四安装好第三道支撑，继续开挖至基坑底，底标高-1.54m 处，即基坑9.54m 深，此时钢板桩可看作为在桩顶、第一道、第二道和第三道支撑处简支，在基底以下 2m 处固结的连续梁结构，则建模如下：受力布置图(KN/m）