1、第 1 页 共 15 页3、 拉森 钢 板 桩 基坑支 护 方案 设计 和 计 算3.1、基本情况城展路环城河桥桥台位于河岸上，基坑开挖深度较小；桥墩长24m，宽 1.7m，右偏角 90，系梁底标高为 0.0m，河床底标高0.0m，因此基坑底部尺寸考虑 1m 施工操作面要求，布置为长 26m，宽 3.7m，不需土方开挖。环城河常水位 2.6m，1/20 洪水位 3.27m，河床底标高 0.0m，河底为淤泥土。考虑选择枯水期施工，堰顶标高为 3.5m。3.2、支护方案设计支护采用拉森钢板桩围堰支护，围堰平行河岸布置，平面布置详见附图。堰体采用拉森钢板桩型，桩长 12 米，内部水平围檩由单根（50
2、0300mm）H 型钢组成，支撑杆设置在钢板桩顶部，由直径为 600mm，壁厚为 8mm 钢管组成。整个基坑开挖完成后，沿基坑四周挖出一条 200200mm 排水沟，在基坑对角设 500500500mm 集水坑，用泥浆泵将集水坑内渗水及时排出基坑。布置图：第 2 页 共 15 页4、基坑 稳 定性 验 算4.1、桥墩基坑稳定性验算钢板桩长度为 12 米，桩顶支撑，标高 3.5 米，入土长度 8.5 米。基坑开挖宽度 26 米，坑底标高 0.0 米。基坑采用拉森钢板桩支护，围檩由单根（500300mm）H 型钢组成，设单道桩顶支撑，支撑采第 3 页 共 15 页用直径为 600mm，壁厚为 8m
3、m 钢管作为支撑导梁，钢管与 H 型钢进行嵌固相连并焊接。验算钢板桩长度，选择钢板桩和导梁型号，验算基底稳定性。采用理正深基坑软件对支护结构和围囹支撑体系等变形与内力整体计算分析；支护结构的抗倾覆稳定性、抗隆起、抗管涌、嵌固深度采用理正深基坑支护结构设计软件单元计算进行分析。4.1.1、设计标准及参数1、基坑设计等级及设计系数二级，重要性系数：1.0；支护结构结构重要性系数：1.0；构件计算综合性系数：1.25。2 、材料力学性能指标强度设计值(Mpa)序号 材料名称/规格使用部位 抗拉、压、 弯 抗剪 承压1 500300mmH 型钢(Q235) 腰梁 215 125 3252 D600mm
4、 钢管(Q235) 内支撑 215 125 3253 钢板桩 桩 2954.1.2、施工工况定义1、单元分析工况定义（1） 、工况 1：打钢板桩，水面以下 3.5m；（2） 、工况 2：在桩顶以下 0.5m 处安装第一道内支撑；（3） 、工况 3：抽水；2、单元计算 支护方案 -连续墙支护第 4 页 共 15 页- 基本信息 -内力计算方法 增量法规范与规程 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级 二级基坑侧壁重要性系数 0 1.00基坑深度 H(m) 3.500嵌固深度(m) 8.500墙顶标高(m) 0.000连续墙类型 钢板桩每延米板桩截面面积A(cm2)236.00每延米板
5、桩壁惯性矩I(cm4)39600.00每延米板桩抗弯模量W(cm3)2200.00有无冠梁 无放坡级数 0超载个数 0支护结构上的水平集中力 0- 附加水平力信息 第 5 页 共 15 页-水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号 (kN) (m) 倾覆稳定整体稳定- 土层信息 -土层数 3 坑内加固土 否内侧降水最终深度(m) 3.500 外侧水位深度(m) 0.000内侧水位是否随开挖过程变化 否 内侧水位距开挖面距离(m) -弹性计算方法按土层指定 弹性法计算方法 m 法- 土层参数 -层号 土类名称 层厚 重度 浮重度 粘聚力 内摩擦角(m) (kN/m3) (kN/m3)
6、(kPa) (度)1 杂填土 3.50 10.0 0.0 0.00 0.002 淤泥质土 3.72 16.9 6.9 - -3 淤泥 10.50 15.8 5.8 - -层号与锚固体摩 粘聚力 内摩擦角 水土 计算方法m,c,K 值 抗剪强度擦阻力(kPa) 水下(kPa) 水下(度) (kPa)1 0.1 0.00 0.00 合算 m 法 0.00 -2 15.0 8.50 11.80 合算 m 法 1.49 -3 12.0 8.00 7.70 合算 m 法 0.63 - 支锚信息 -支锚道数 1支锚 支锚类型 水平间距 竖向间距 入射角 总长 锚固段道号 (m) (m) () (m) 长度
7、(m)1 内撑 1.000 0.500 - - -支锚 预加力 支锚刚度 锚固体 工况 锚固力 材料抗力 材料抗力道号 (kN) (MN/m) 直径(mm) 号 调整系数 (kN) 调整系数1 0.00 1281.00 - 2 - 4062.00 1.00- 土压力模型及系数调整 -第 6 页 共 15 页弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:层号 土类名称 水土 水压力 主动土压力 被动土压力 被动土压力调整系数 调整系数 调整系数 最大值(kPa)1 杂填土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.0002 淤泥质土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.00
8、03 淤泥 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000- 工况信息 -工况 工况 深度 支锚号 类型 (m) 道号1 开挖 1.000 -2 加撑 - 1.内撑3 开挖 3.500 - 设计结果 - 结构计算 -各工况：第 7 页 共 15 页第 8 页 共 15 页内力位移包络图：地表沉降图：- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数: K sMpMaMp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力对桩底的倾覆弯矩。第 9 页 共 15 页注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长
9、度计算。工况 1：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 内撑 0.000 - K s 4709.434 0.0002200.490Ks = 2.140 = 1.200, 满足规范要求。工况 2：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 内撑 4062.000 - K s 4709.434 46713.0002200.490Ks = 23.368 = 1.200, 满足规范要求。工况 3：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力
10、(kN/m)1 内撑 4062.000 - K s 3108.782 46713.0002200.490Ks = 22.641 = 1.200, 满足规范要求。-安全系数最小的工况号：工况 1。最小安全 Ks = 2.140 = 1.200, 满足规范要求。- 抗隆起验算 -第 10 页 共 15 页Prandtl(普朗德尔)公式(K s = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部): K sDNq cNc H D qNq tan 45o 22etan N c Nq 1 1tanNq tan 45 7.70022e3.142tan7.700 2.002 N c 2.002 1 1tan7.700 7.414 K s 16.281 8.500 2.002 8.000 7.41414.449 3.500 8.500 0.000Ks = 1.940 = 1.1, 满足规范要求。
