1、浙江省甬台温高速公路复线-温州灵昆至阁巷工程第 3 合同段钢板桩围堰（钢平台）计算书计算： _复核： _审核： _中交第二公路工程局有限公司甬台温高速复线灵昆-阁巷段第 3 标段项目部二一六年十一月目 录一、工程简介 .1二、计算依据 .1三、结构概况 .2四、钢板桩截面特性 .4五、地质情况 .4六、计算方法 .46.2 确定内支撑层数及间距 .56.3 本文计算作出如下假设： .5七、施工步骤 .6八、各施工工况及内力计算 .68.1 工况分析 .68.2 钢板桩验算 .88.3 拉森钢板桩的最小入土深度计算 .158.3 围囹计算 .158.4 封底砼厚度计算 .228.4.1 围堰整体
2、抗浮验算 .228.4.2 封底砼强度验算 .228.5 基坑底土抗隆起验算 .238.6 基坑底管涌验算 .248.7 钢板桩围堰验算结论 .25中交第二公路工程局有限公司甬台温 3 标 钢板桩围堰计算书 0欧飞 1 号高架桥钢平台钢平台钢板桩围堰计算书一、工程简介甬台温高速公路复线-灵昆至阁巷工程第 3 合同段欧飞 1 号高架桥，里程范围为K287075K291+125，全长约 4050m。大部分水中墩均需要采用拉森桩围堰施工系梁,系梁尺寸为14.821.901.5m，14.821.801.5m，系梁最低顶标高为-3.9m，底标高为-5.4m，四面临水。考虑架设钢平台，在钢平台上利用履带吊
3、加振动锺，打入拉森钢板桩桩进行围堰支撑。拉森桩打设完成后，进行围堰内冲泥挖土，破除桩头、进行系梁立柱施工，详细布置见下图： 二、计算依据钢结构设计规范(GB50017-2003)简明深基坑工程设计施工手册建筑桩基础规范(JGJ94-2008)简明施工计算手册公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)装配式公路钢桥多用途使用手册甬台温高速公路复线温州灵昆至阁巷段工程第 3 合同两阶段施工图设计(第二册)甬台温高速公路复线温州灵昆至阁巷段工程第 3 合同施工图设计阶段工程地中交第二公路工程局有限公司甬台温 3 标 钢板桩围堰
4、计算书 1质勘察报告；三、结构概况系梁围堰选用拉森 SP-型钢板桩施工，并根据墩位处实际地质情况、钢板桩受力情况及作业条件选定钢板桩长度 20m。设计选取最低系梁顶标高计算模型，插打时钢板桩顶标高为+2.8m，底标高为-17.2m。详见下图：中交第二公路工程局有限公司甬台温 3 标 钢板桩围堰计算书 2中交第二公路工程局有限公司甬台温 3 标 钢板桩围堰计算书 3四、钢板桩截面特性拉森钢板桩参数表尺寸 每块钢板桩 壁宽每米型号有效幅宽w mm有效高度h mm厚度 t mm截面积 cm2截面二次力矩cm4截面系数cm3单位净重Kg/m截面积cm2/m截面二次力矩cm4/m截面系数cm3/m单位净
5、重Kg/cm2FSP- 400 100 10.5 61.18 1240 153 48.0 153.0 8740 874 120FSP- 400 125 13.0 76.42 2220 223 60.0 191.0 16800 1340 150FSP- 400 170 15.5 96.99 4670 362 76.1 242.5 38600 2270 190FSP-VL 500 200 24.3 133.80 7960 520 105.0 267.6 63000 3150 210五、地质情况根据岩土工程勘察（详勘）报告成果，查地质柱状图，参考 ZK101(k290+826.3)地质情况,从上到下
6、依次为：序号 分层代 号 岩土名称 内摩擦角 （） 黏聚力（kPa） 重度(KN/m3)层顶标高层底标高层厚(m)1 2淤泥质粉质黏土 4.5 8.0 17.8 -1.7 -2.2 0.5 2 2 粉质黏土 10.6 12.0 17.5 -2.2 -4.7 2.5 3 2 淤泥质黏土 16.0 12.0 18.4 -4.7 -7.2 2.5 4 2 淤泥质黏土 3.0 7.0 16.7 -7.2 -9.2 2.0 5 3 淤泥质黏土 2.2 6.0 16.7 -9.2 -12.2 3.0 综合近似计算参数 7.7 9.1 17.3 为简化计算，将各土层内摩擦角、黏聚力、重度按土层厚度进行加权平
7、均。将内摩擦角统一定为 7.7，重度统一定为 17.3KN/m3, 黏聚力统一定为 9.1KPa。六、计算方法由于钢板桩围堰的入土深度较大，土体对入土部分的围堰起到了嵌固作用，此时围堰上端受到内撑的支撑作用，下端受到土体的嵌固支承作用。6.1 等值梁法计算钢板桩围堰为简化计算，用土压力等于零点的位置来代替正负弯矩转折点的位置。计算土中交第二公路工程局有限公司甬台温 3 标 钢板桩围堰计算书 4压力强度时，应考虑板桩墙与土的摩擦作用，将板桩墙前和墙后的被动土压力分别乘以修正系数（为安全起见，对主动土压力则不予折减），钢板桩被动土压力修正系数如下表：主、被动土压力系数及被动土压力修正系数土层名称
8、Ka Kp 被动土压力修正系数 K淤泥质粘土 0.76 0.87 1.31 1.14 1.676.0)2.45(tan)2-45(tan2K31p6.2 确定内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支撑的间距,这种布置是将支撑布置成使板桩各跨度的最大弯距相等，充分发挥钢板桩的抗弯强度，可使钢板桩材料用量最省。根据工程实际情况，钢板桩采用拉森型钢板桩，厚 15.5mm，拉森钢板桩桩长 L=20m，其基本参数：A=242.5cm2,w=2270cm3,I=38600cm4,允许应力 ， 。a210MPa125P钢板桩能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度 h:h= 6fwrka=33576.0
9、1.2=280cmh1=1.11h=1.11*2.8=3.08mh2=0.88h=0.88*2.8=2.46mh3=0.77h=0.77*2.8=2.16m结合实际施工情况，支撑设计见钢板桩围堰布置图。6.3 本文计算作出如下假设：(1)假设计算时取 1m 宽单位宽度钢板桩。(2)因土处于饱和水状态，为简化计算且偏安全考虑，不考虑土的粘聚力（c=0）。(3)弯矩为零的位置约束设置为铰接，故等值梁相当于一个简支梁，方便计算。中交第二公路工程局有限公司甬台温 3 标 钢板桩围堰计算书 5(4)假设钢板桩在封底砼面以下 1m 处固结。(5)本工程土压力计算采用不考虑水渗流效应的水土合算法，即在计算土
10、压力时将水位以下的土体重度取为饱和重度，水压力的计算不在单独计算后叠加。七、施工步骤(1)在靠近系梁侧定位桩上焊接牛腿，安装插打导向架；(2)插打钢板桩至合拢；(3)围堰内抽水至 1.3m，在标高+1.75m 处安装第一道内支撑；(4)围堰内抽水至-1.45m，在标高-1.0m 处安装第二道内支撑；(4)围堰内抽水吸泥至-3.75m，在标高-3.3m 处安装第三道内支撑；(5)吸泥并浇筑封底砼；(6)待砼达到设计强度后，凿桩头，施工系梁；八、各施工工况及内力计算8.1 工况分析围堰施工时，按上层支架已经安装，并抽水或者（吸泥）至待安装支撑底标高下 45cm 处，计算各支撑在各阶段可能出现的最大
11、反力和钢板桩最大内力。根据施工工序，分为 3 个工况。工况一：第一道支撑安装好以后，抽水至-1.45m 标高时。工况二：第二道支撑安装好以后，抽水吸泥至-3.75m 标高时。工况三：第三道支撑安装好以后，吸泥至-6.4m 标高时。工况图示如下：中交第二公路工程局有限公司甬台温 3 标 钢板桩围堰计算书 6中交第二公路工程局有限公司甬台温 3 标 钢板桩围堰计算书 78.2 钢板桩验算工况 1：第一道内支撑安装后，抽水至-1.45 时，第一层内支撑受力处于最不利状态。（1）计算反弯点位置。假设计算其离基坑底面的距离 y，在 y 处钢板桩主动土压力强度等于被动土压力强度，即 ： apP主动土压力： Kaw75.3被动土压力： yppp20 yKaww 75.3.
