钢板桩设计计算

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钢板桩设计计算书

钢板桩设计计算书

悬臂支护结构设计计算书计算依据:1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20122、《建筑施工计算手册》江正荣编著3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著5、《土力学与地基基础》一、参数信息1、基本参数2、土层参数3、计算系数二、土压力计算土压力分布示意图1、主动土压力计算1)主动土压力系数K a1=tan2(45°- υ1/2)= tan2(45-8/2)=0.756;K a2=tan2(45°- υ2/2)= tan2(45-8/2)=0.756;K a3=tan2(45°- υ3/2)= tan2(45-8.9/2)=0.732;K a4=tan2(45°- υ4/2)= tan2(45-15.4/2)=0.58;K a5=tan2(45°- υ5/2)= tan2(45-15.1/2)=0.587;K a6=tan2(45°- υ6/2)= tan2(45-16.6/2)=0.556;K a7=tan2(45°- υ7/2)= tan2(45-17/2)=0.548;K a8=tan2(45°- υ8/2)= tan2(45-17/2)=0.548;2)土压力、地下水产生的水平荷载第1层土:0-1.1mH1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/17=0mP ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=17×0×0.756-2×5×0.7560.5=-8.695kN/m2P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=17×(1.1+0)×0.756-2×5×0.7560.5=5.442kN/m2第2层土:1.1-1.4mH2'=[∑γ1h1]/γsati=[18.7]/17=1.1mP ak2上=γsat2H2'K a2-2c2K a20.5=17×1.1×0.756-2×5×0.7560.5=5.442kN/m2P ak2下=γsat2(h2+H2')K a2-2c2K a20.5=17×(0.3+1.1)×0.756-2×5×0.7560.5=9.298kN/m2第3层土:1.4-3mH3'=[∑γ2h2]/γsati=[23.8]/17.6=1.352mP ak3上=[γsat3H3'-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[17.6×1.352-10×(1.4-1.1)]×0.732-2×1 2.3×0.7320.5+10×(1.4-1.1)=-2.825kN/m2P ak3下=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[17.6×(1.352+1.6)-10×(3-1.1)]×0 .732-2×12.3×0.7320.5+10×(3-1.1)=22.076kN/m2第4层土:3-5.3mH4'=[∑γ3h3]/γsati=[51.96]/19=2.735mP ak4上=[γsat4H4'-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[19×2.735-10×(3-1.1)]×0.58-2×55.8×0.580.5+10×(3-1.1)=-46.872kN/m2P ak4下=[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[19×(2.735+2.3)-10×(5.3-1.1)]×0 .58-2×55.8×0.580.5+10×(5.3-1.1)=-11.866kN/m2第5层土:5.3-6.6mH5'=[∑γ4h4]/γsati=[95.66]/18.7=5.116mP ak5上=[γsat5H5'-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[18.7×5.116-10×(5.3-1.1)]×0.587-2×4 0.2×0.5870.5+10×(5.3-1.1)=11.905kN/m2P ak5下=[γsat5(H5'+h5)-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[18.7×(5.116+1.3)-10×(6.6-1.1)]×0.587-2×40.2×0.5870.5+10×(6.6-1.1)=31.544kN/m2第6层土:6.6-7.7mH6'=[∑γ5h5]/γsati=[119.97]/18.6=6.45mP ak6上=[γsat6H6'-γw(∑h5-h a)]K a6-2c6K a60.5+γw(∑h5-h a)=[18.6×6.45-10×(6.6-1.1)]×0.556-2×16 .2×0.5560.5+10×(6.6-1.1)=66.964kN/m2P ak6下=[γsat6(H6'+h6)-γw(∑h5-h a)]K a6-2c6K a60.5+γw(∑h5-h a)=[18.6×(6.45+1.1)-10×(7.7-1.1)]×0.556-2×16.2×0.5560.5+10×(7.7-1.1)=83.224kN/m2第7层土:7.7-10.14mH7'=[∑γ6h6]/γsati=[140.43]/18.8=7.47mP ak7上=[γsat7H7'-γw(∑h6-h a)]K a7-2c7K a70.5+γw(∑h6-h a)=[18.8×7.47-10×(7.7-1.1)]×0.548-2×40×0.5480.5+10×(7.7-1.1)=47.569kN/m2P ak7下=[γsat7(H7'+h7)-γw(∑h6-h a)]K a7-2c7K a70.5+γw(∑h6-h a)=[18.8×(7.47+2.44)-10×(10.14-1.1)]×0.548-2×40×0.5480.5+10×(10.14-1.1)=83.736kN/m2第8层土:10.14-12mH8'=[∑γ7h7]/γsati=[186.302]/18.7=9.963mP ak8上=[γsat8H8'-γw(∑h7-h a)]K a8-2c8K a80.5+γw(∑h7-h a)=[18.7×9.963-10×(10.14-1.1)]×0.548-2×40×0.5480.5+10×(10.14-1.1)=83.736kN/m2P ak8下=[γsat8(H8'+h8)-γw(∑h7-h a)]K a8-2c8K a80.5+γw(∑h7-h a)=[18.7×(9.963+1.86)-10×(12-1.1)]×0.548-2×40×0.5480.5+10×(12-1.1)=111.204kN/m23)水平荷载临界深度:Z0=P ak1下h1/(P ak1上+ P ak1下)=5.442×1.1/(8.695+5.442)=0.423m;第1层土E ak1=0.5P ak1下Z0b a=0.5×5.442×0.423×0.01=0.012kN;a a1=Z0/3+∑h2=0.423/3+10.9=11.041m;第2层土E ak2=h2(P a2上+P a2下)b a/2=0.3×(5.442+9.298)×0.01/2=0.022kN;a a2=h2(2P a2上+P a2下)/(3P a2上+3P a2下)+∑h3=0.3×(2×5.442+9.298)/(3×5.442+3×9.298)+10.6=10.737m;第3层土E ak3=h3(P a3上+P a3下)b a/2=1.6×(-2.825+22.076)×0.01/2=0.154kN;a a3=h3(2P a3上+P a3下)/(3P a3上+3P a3下)+∑h4=1.6×(2×-2.825+22.076)/(3×-2.825+3×22.076)+9=9.455m;第4层土E ak4=h4(P a4上+P a4下)b a/2=2.3×(-46.872+-11.866)×0.01/2=-0.675kN;a a4=h4(2P a4上+P a4下)/(3P a4上+3P a4下)+∑h5=2.3×(2×-46.872+-11.866)/(3×-46.872+3×-11.866)+6.7=8.078m;第5层土E ak5=h5(P a5上+P a5下)b a/2=1.3×(11.905+31.544)×0.01/2=0.282kN;a a5=h5(2P a5上+P a5下)/(3P a5上+3P a5下)+∑h6=1.3×(2×11.905+31.544)/(3×11.905+3×31.544)+5.4=5.952m;第6层土E ak6=h6(P a6上+P a6下)b a/2=1.1×(66.964+83.224)×0.01/2=0.826kN;a a6=h6(2P a6上+P a6下)/(3P a6上+3P a6下)+∑h7=1.1×(2×66.964+83.224)/(3×66.964+3×83.224)+4.3=4.83m;第7层土E ak7=h7(P a7上+P a7下)b a/2=2.44×(47.569+83.736)×0.01/2=1.602kN;a a7=h7(2P a7上+P a7下)/(3P a7上+3P a7下)+∑h8=2.44×(2×47.569+83.736)/(3×47.569+3×83. 736)+1.86=2.968m;第8层土E ak8=h8(P a8上+P a8下)b a/2=1.86×(83.736+111.204)×0.01/2=1.813kN;a a8=h8(2P a8上+P a8下)/(3P a8上+3P a8下)=1.86×(2×83.736+111.204)/(3×83.736+3×111.204 )=0.886m;土压力合力:E ak=ΣE aki=0.012+0.022+0.154+-0.675+0.282+0.826+1.602+1.813=4.036kN;合力作用点:a a=Σ(a ai E aki)/E ak=(11.041×0.012+10.737×0.022+9.455×0.154+8.078×-0.675+5.952×0.28 2+4.83×0.826+2.968×1.602+0.886×1.813)/4.036=2.082m;2、被动土压力计算1)被动土压力系数K p1=tan2(45°+ υ1/2)= tan2(45+15.4/2)=1.723;K p2=tan2(45°+ υ2/2)= tan2(45+15.4/2)=1.723;K p3=tan2(45°+ υ3/2)= tan2(45+15.1/2)=1.705;K p4=tan2(45°+ υ4/2)= tan2(45+16.6/2)=1.8;K p5=tan2(45°+ υ5/2)= tan2(45+17/2)=1.826;K p6=tan2(45°+ υ6/2)= tan2(45+17/2)=1.826;2)土压力、地下水产生的水平荷载第1层土:3.4-4.6mH1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/19=0mP pk1上=γ1H1'K p1+2c1K p10.5=19×0×1.723+2×55.8×1.7230.5=146.49kN/m2P pk1下=γ1(h1+H1')K p1+2c1K p10.5=19×(1.2+0)×1.723+2×55.8×1.7230.5=185.774kN/m2第2层土:4.6-5.3mH2'=[∑γ1h1]/γsati=[22.8]/19=1.2mP pk2上=[γsat2H2'-γw(∑h1-h p)]K p2+2c2K p20.5+γw(∑h1-h p)=[19×1.2-10×(1.2-1.2)]×1.723+2×55.8×1.7230.5+10×(1.2-1.2)=185.774kN/m2P pk2下=[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h1-h p)]K p2+2c2K p20.5+γw(∑h1-h p)=[19×(1.2+0.7)-10×(1.9-1.2)]×1. 723+2×55.8×1.7230.5+10×(1.9-1.2)=203.629kN/m2第3层土:5.3-6.6mH3'=[∑γ2h2]/γsati=[36.1]/18.7=1.93mP pk3上=[γsat3H3'-γw(∑h2-h p)]K p3+2c3K p30.5+γw(∑h2-h p)=[18.7×1.93-10×(1.9-1.2)]×1.705+2×4 0.2×1.7050.5+10×(1.9-1.2)=161.583kN/m2P pk3下=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-h p)]K p3+2c3K p30.5+γw(∑h2-h p)=[18.7×(1.93+1.3)-10×(3.2-1.2)]×1.705+2×40.2×1.7050.5+10×(3.2-1.2)=193.867kN/m2第4层土:6.6-7.7mH4'=[∑γ3h3]/γsati=[60.41]/18.6=3.248mP pk4上=[γsat4H4'-γw(∑h3-h p)]K p4+2c4K p40.5+γw(∑h3-h p)=[18.6×3.248-10×(3.2-1.2)]×1.8+2×16 .2×1.80.5+10×(3.2-1.2)=136.212kN/m2P pk4下=[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-h p)]K p4+2c4K p40.5+γw(∑h3-h p)=[18.6×(3.248+1.1)-10×(4.3-1.2) ]×1.8+2×16.2×1.80.5+10×(4.3-1.2)=164.24kN/m2第5层土:7.7-10.14mH5'=[∑γ4h4]/γsati=[80.87]/18.8=4.302mP pk5上=[γsat5H5'-γw(∑h4-h p)]K p5+2c5K p50.5+γw(∑h4-h p)=[18.8×4.302-10×(4.3-1.2)]×1.826+2×40×1.8260.5+10×(4.3-1.2)=230.18kN/m2P pk5下=[γsat5(H5'+h5)-γw(∑h4-h p)]K p5+2c5K p50.5+γw(∑h4-h p)=[18.8×(4.302+2.44)-10×(6.74-1.2)]×1.826+2×40×1.8260.5+10×(6.74-1.2)=293.788kN/m2第6层土:10.14-12mH6'=[∑γ5h5]/γsati=[126.742]/18.7=6.778mP pk6上=[γsat6H6'-γw(∑h5-h p)]K p6+2c6K p60.5+γw(∑h5-h p)=[18.7×6.778-10×(6.74-1.2)]×1.826+2×40×1.8260.5+10×(6.74-1.2)=293.786kN/m2P pk6下=[γsat6(H6'+h6)-γw(∑h5-h p)]K p6+2c6K p60.5+γw(∑h5-h p)=[18.7×(6.778+1.86)-10×(8.6-1.2 )]×1.826+2×40×1.8260.5+10×(8.6-1.2)=341.935kN/m23)水平荷载第1层土E pk1=b a h1(P p1上+P p1下)/2=0.01×1.2×(146.49+185.774)/2=1.994kN;a p1=h1(2P p1上+P p1下)/(3P p1上+3P p1下)+∑h2=1.2×(2×146.49+185.774)/(3×146.49+3×185.774)+7.4=7.976m;第2层土E pk2=b a h2(P p2上+P p2下)/2=0.01×0.7×(185.774+203.629)/2=1.363kN;a p2=h2(2P p2上+P p2下)/(3P p2上+3P p2下)+∑h3=0.7×(2×185.774+203.629)/(3×185.774+3×203.629)+6.7=7.045m;第3层土E pk3=b a h3(P p3上+P p3下)/2=0.01×1.3×(161.583+193.867)/2=2.31kN;a p3=h3(2P p3上+P p3下)/(3P p3上+3P p3下)+∑h4=1.3×(2×161.583+193.867)/(3×161.583+3×193.867)+5.4=6.03m;第4层土E pk4=b a h4(P p4上+P p4下)/2=0.01×1.1×(136.212+164.24)/2=1.652kN;a p4=h4(2P p4上+P p4下)/(3P p4上+3P p4下)+∑h5=1.1×(2×136.212+164.24)/(3×136.212+3×164.24)+4.3=4.833m;第5层土E pk5=b a h5(P p5上+P p5下)/2=0.01×2.44×(230.18+293.788)/2=6.392kN;a p5=h5(2P p5上+P p5下)/(3P p5上+3P p5下)+∑h6=2.44×(2×230.18+293.788)/(3×230.18+3×293.788)+1.86=3.031m;第6层土E pk6=b a h6(P p6上+P p6下)/2=0.01×1.86×(293.786+341.935)/2=5.912kN;a p6=h6(2P p6上+P p6下)/(3P p6上+3P p6下)=1.86×(2×293.786+341.935)/(3×293.786+3×341. 935)=0.907m;土压力合力:E pk=ΣE pki=1.994+1.363+2.31+1.652+6.392+5.912=19.623kN;合力作用点:a p=Σ(a pi E pki)/E pk=(7.976×1.994+7.045×1.363+6.03×2.31+4.833×1.652+3.031×6.392+0.9 07×5.912)/19.623=3.677m;3、基坑内侧土反力计算1)主动土压力系数K a1=tan2(45°-υ1/2)= tan2(45-15.4/2)=0.58;K a2=tan2(45°-υ2/2)= tan2(45-15.4/2)=0.58;K a3=tan2(45°-υ3/2)= tan2(45-15.1/2)=0.587;K a4=tan2(45°-υ4/2)= tan2(45-16.6/2)=0.556;K a5=tan2(45°-υ5/2)= tan2(45-17/2)=0.548;K a6=tan2(45°-υ6/2)= tan2(45-17/2)=0.548;2)土压力、地下水产生的水平荷载第1层土:3.4-4.6mH1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/19=0mP sk1上=(0.2υ12-υ1+c1)∑h0(1-∑h0/l d)υ/υb+γ1H1'K a1=(0.2×15.42-15.4+55.8)×0×(1-0/8.6)×0.01 2/0.012+19×0×0.58=0kN/m2P sk1下=(0.2υ12-υ1+c1)∑h1(1-∑h1/l d)υ/υb+γ1(h1+H1')K a1=(0.2×15.42-15.4+55.8)×1.2×(1-1.2/8 .6)×0.012/0.012+19×(0+1.2)×0.58=103.916kN/m2第2层土:4.6-5.3mH2'=[∑γ1h1]/γsati=[22.8]/19=1.2mP sk2上=(0.2υ22-υ2+c2)∑h1(1-∑h1/l d)υ/υb+[γsat2H2'-γw(∑h1-h p)]K p2+γw(∑h1-h p)=(0.2×15.42-15 .4+55.8)×1.2×(1-1.2/8.6)×12/12+[19×1.2-10×(1.2-1.2)]×0.58+10×(1.2-1.2)=103.916k N/m2P sk2下=(0.2υ22-υ2+c2)∑h2(1-∑h2/l d)υ/υb+[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h2-h p)]K p2+γw(∑h2-h p)=(0.2×15. 42-15.4+55.8)×1.9×(1-1.9/8.6)×12/12+[19×(1.2+0.7)-10×(1.9-1.2)]×0.58+10×(1.9-1.2 )=153.89kN/m2第3层土:5.3-6.6mH3'=[∑γ2h2]/γsati=[36.1]/18.7=1.93mP sk3上=(0.2υ32-υ3+c3)∑h2(1-∑h2/l d)υ/υb+[γsat3H3'-γw(∑h2-h p)]K p3+γw(∑h2-h p)=(0.2×15.12-15 .1+40.2)×1.9×(1-1.9/8.6)×12/12+[18.7×1.93-10×(1.9-1.2)]×0.587+10×(1.9-1.2)=128. 732kN/m2P sk3下=(0.2υ32-υ3+c3)∑h3(1-∑h3/l d)υ/υb+[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h3-h p)]K p3+γw(∑h3-h p)=(0.2×15. 12-15.1+40.2)×3.2×(1-3.2/8.6)×12/12+[18.7×(1.93+1.3)-10×(3.2-1.2)]×0.587+10×(3. 2-1.2)=185.777kN/m2第4层土:6.6-7.7mH4'=[∑γ3h3]/γsati=[60.41]/18.6=3.248mP sk4上=(0.2υ42-υ4+c4)∑h3(1-∑h3/l d)υ/υb+[γsat4H4'-γw(∑h3-h p)]K p4+γw(∑h3-h p)=(0.2×16.62-16.6+16.2)×3.2×(1-3.2/8.6)×12/12+[18.6×3.248-10×(3.2-1.2)]×0.556+10×(3.2-1.2)=152 .402kN/m2P sk4下=(0.2υ42-υ4+c4)∑h4(1-∑h4/l d)υ/υb+[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h4-h p)]K p4+γw(∑h4-h p)=(0.2×16. 62-16.6+16.2)×4.3×(1-4.3/8.6)×12/12+[18.6×(3.248+1.1)-10×(4.3-1.2)]×0.556+10×(4 .3-1.2)=176.36kN/m2第5层土:7.7-10.14mH5'=[∑γ4h4]/γsati=[80.87]/18.8=4.302mP sk5上=(0.2υ52-υ5+c5)∑h4(1-∑h4/l d)υ/υb+[γsat5H5'-γw(∑h4-h p)]K p5+γw(∑h4-h p)=(0.2×172-17+ 40)×4.3×(1-4.3/8.6)×12/12+[18.8×4.302-10×(4.3-1.2)]×0.548+10×(4.3-1.2)=232.053 kN/m2P sk5下=(0.2υ52-υ5+c5)∑h5(1-∑h5/l d)υ/υb+[γsat5(H5'+h5)-γw(∑h5-h p)]K p5+γw(∑h5-h p)=(0.2×172 -17+40)×6.74×(1-6.74/8.6)×12/12+[18.8×(4.302+2.44)-10×(6.74-1.2)]×0.548+10×(6. 74-1.2)=212.283kN/m2第6层土:10.14-12mH6'=[∑γ5h5]/γsati=[126.742]/18.7=6.778mP sk6上=(0.2υ62-υ6+c6)∑h5(1-∑h5/l d)υ/υb+[γsat6H6'-γw(∑h5-h p)]K p6+γw(∑h5-h p)=(0.2×172-17+ 40)×6.74×(1-6.74/8.6)×12/12+[18.7×6.778-10×(6.74-1.2)]×0.548+10×(6.74-1.2)=212 .283kN/m2P sk6下=(0.2υ62-υ6+c6)∑h6(1-∑h6/l d)υ/υb+[γsat6(H6'+h6)-γw(∑h6-h p)]K p6+γw(∑h6-h p)=(0.2×172 -17+40)×8.6×(1-8.6/8.6)×12/12+[18.7×(6.778+1.86)-10×(8.6-1.2)]×0.548+10×(8.6-1.2)=121.967kN/m23)水平荷载第1层土P sk1=b0h1(P s1上+P s1下)/2=0.01×1.2×(0+103.916)/2=0.623kN;a s1=h1(2P s1上+P s1下)/(3P s1上+3P s1下)+∑h2=1.2×(2×0+103.916)/(3×0+3×103.916)+7.4=7.8m;第2层土P sk2=b0h2(P s2上+P s2下)/2=0.01×0.7×(103.916+153.89)/2=0.902kN;a s2=h2(2P s2上+P s2下)/(3P s2上+3P s2下)+∑h3=0.7×(2×103.916+153.89)/(3×103.916+3×153.89)+6.7=7.027m;第3层土P sk3=b0h3(P s3上+P s3下)/2=0.01×1.3×(128.732+185.777)/2=2.044kN;a s3=h3(2P s3上+P s3下)/(3P s3上+3P s3下)+∑h4=1.3×(2×128.732+185.777)/(3×128.732+3×185.777)+5.4=6.011m;第4层土P sk4=b0h4(P s4上+P s4下)/2=0.01×1.1×(152.402+176.36)/2=1.808kN;a s4=h4(2P s4上+P s4下)/(3P s4上+3P s4下)+∑h5=1.1×(2×152.402+176.36)/(3×152.402+3×176.36)+4.3=4.837m;第5层土P sk5=b0h5(P s5上+P s5下)/2=0.01×2.44×(232.053+212.283)/2=5.421kN;a s5=h5(2P s5上+P s5下)/(3P s5上+3P s5下)+∑h6=2.44×(2×232.053+212.283)/(3×232.053+3×212.283)+1.86=3.098m;第6层土P sk6=b0h6(P s6上+P s6下)/2=0.01×1.86×(212.283+121.967)/2=3.109kN;a s6=h6(2P s6上+P s6下)/(3P s6上+3P s6下)=1.86×(2×212.283+121.967)/(3×212.283+3×121.967)=1.014m;土压力合力:P pk=ΣP pki=0.623+0.902+2.044+1.808+5.421+3.109=13.907kN;合力作用点:a s=Σ(a si P ski)/P pk=(7.8×0.623+7.027×0.902+6.011×2.044+4.837×1.808+3.098×5.421+1.0 14×3.109)/13.907=3.752m;P sk=13.907kN≤E p=19.623kN满足要求!三、稳定性验算1、嵌固稳定性验算E pk a pl/(E ak a al)=19.623×3.677/(4.036×2.082)=8.587≥K e=1.2满足要求!2、整体滑动稳定性验算圆弧滑动条分法示意图K si=∑{c j l j+[(q j b j+ΔG j)cosθj-μj l j]tanυj}/∑(q j b j+ΔG j)sinθc j、υj──第j土条滑弧面处土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°);b j──第j土条的宽度(m);θj──第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°);l j──第j土条的滑弧段长度(m),取l j=b j/cosθj;q j──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa) ;ΔG j──第j土条的自重(kN),按天然重度计算;u j──第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa),采用落底式截水帷幕时,对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土,在基坑外侧,可取u j=γw h waj,在基坑内侧,可取u j=γw h wpj;滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土,取u j=0;γw──地下水重度(kN/m3);h waj──基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m);h wpj──基坑内侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m);min{ K s1,K s2,……,K si,……}=4.105≥K s=1.3满足要求!3、渗透稳定性验算渗透稳定性简图承压水作用下的坑底突涌稳定性验算:D γ /(h wγw) =∑h iγi /(h wγw)=(1.9×19+1.3×18.7+1.1×18.6)/(6×10)=1.348D γ /(h wγw) =1.348≥K h=1.1满足要求!四、结构计算1、材料参数2、支护桩的受力简图计算简图弯矩图(kN·m) M k=44.14kN.m剪力图(kN)V k=11.69kN3、强度设计值确定M=γ0γF M k=1×1.25×44.14=55.175kN·mV=γ0γF V k=1×1.25×11.69=14.612kN4、材料的强度计算σmax=M/(γW)=55.175×106/(1.05×362×103)=145.159N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!H`=(WH2-(H-t)2(W-2t))/(2(WH-(H-t)(W-2t))=(400×1702-(170-15.5)2(400-2×15.5))/(2 (400×170-(170-15.5)(400-2×15.5))=125mmS=t(H-H`)2=15.5×(170-125)2=31388mm3,τmax=VS/It=14.612×31388×103/(4670×104×15.5)=0.634N/mm2≤[f]=125N/mm2满足要求!。

钢板桩算量公式

钢板桩算量公式

钢板桩算量公式钢板桩是一种常用的基础施工材料,广泛应用于建筑工程、水利工程、交通工程等领域。

在设计和施工过程中,需要计算钢板桩的数量,以确保工程质量和效率。

本文将介绍钢板桩算量的公式和计算方法。

钢板桩的算量主要包括长度和数量两个方面。

在进行计算之前,首先需要确定钢板桩的规格和间距。

钢板桩的规格通常包括宽度、厚度和长度,而间距则是指钢板桩之间的距离。

钢板桩的长度计算比较简单,只需将所需钢板桩的总长度进行累加即可。

例如,如果需要使用10根长度为10米的钢板桩,则总长度为10米×10根=100米。

钢板桩的数量计算稍微复杂一些,需要考虑到钢板桩之间的间距。

一般来说,钢板桩之间的间距应根据工程要求和土壤条件进行合理确定。

在计算数量时,可以根据实际情况选择两种不同的计算方法:按长度计算和按面积计算。

按长度计算的方法适用于钢板桩间距相对较大的情况。

在这种情况下,可以将总长度除以钢板桩的间距,得到所需的钢板桩数量。

例如,如果总长度为100米,钢板桩的间距为1.5米,则所需的钢板桩数量为100米÷1.5米=66.67根。

由于钢板桩不能切割,因此需要向上取整,最终所需的钢板桩数量为67根。

按面积计算的方法适用于钢板桩间距相对较小的情况。

在这种情况下,可以将总面积除以钢板桩的面积,得到所需的钢板桩数量。

钢板桩的面积可以通过钢板的宽度和长度计算得到。

例如,如果总面积为100平方米,钢板的宽度为0.5米,长度为10米,则钢板桩的面积为0.5米×10米=5平方米。

将总面积100平方米除以钢板桩的面积5平方米,得到所需的钢板桩数量为100平方米÷5平方米=20根。

需要注意的是,在进行钢板桩的算量计算时,还需要考虑到一些特殊情况的因素。

例如,钢板桩的安装深度、施工方法和土壤条件等都会对计算结果产生影响。

因此,在实际工程中,应根据具体情况进行合理调整和修正。

钢板桩的算量是建筑工程设计和施工过程中的重要一环。

支护钢板桩的长度计算公式

支护钢板桩的长度计算公式

支护钢板桩的长度计算公式支护钢板桩是一种常用的地基支护工程材料,用于支撑和保护土体,防止其发生滑坡、坍塌等地质灾害。

在工程设计中,确定支护钢板桩的长度是非常重要的一步,它直接影响到工程的稳定性和安全性。

本文将介绍支护钢板桩的长度计算公式,并对其应用进行详细说明。

支护钢板桩的长度计算公式一般可以分为静力计算和动力计算两种方法。

静力计算方法主要是根据土体的力学性质和支护结构的要求来确定支护钢板桩的长度,而动力计算方法则是根据土体的振动特性和支护结构的动力响应来确定支护钢板桩的长度。

下面将分别介绍这两种方法的计算公式。

静力计算方法:在进行静力计算时,首先需要确定土体的力学参数,包括土的内摩擦角和土的内聚力等。

然后根据支护结构的要求,确定支护钢板桩的抗弯强度和抗剪强度。

最后根据土体的力学参数和支护结构的要求,可以得到支护钢板桩的长度计算公式如下:L = K H tan(φ)。

其中,L为支护钢板桩的长度,K为土的系数,H为土的高度,φ为土的内摩擦角。

这个公式是根据土的力学性质和支护结构的要求推导出来的,它可以很好地满足工程的需求。

动力计算方法:在进行动力计算时,首先需要确定土体的振动特性,包括土的动力参数和土的振动频率等。

然后根据支护结构的动力响应要求,确定支护钢板桩的长度。

最后根据土体的振动特性和支护结构的动力响应要求,可以得到支护钢板桩的长度计算公式如下:L = 2π H / λ。

其中,L为支护钢板桩的长度,H为土的高度,λ为土的振动波长。

这个公式是根据土的振动特性和支护结构的动力响应要求推导出来的,它可以很好地满足工程的需求。

在实际工程中,根据具体的情况可以选择使用静力计算方法或者动力计算方法来确定支护钢板桩的长度。

同时,还需要考虑到施工的可行性和经济性等因素,综合考虑后确定最终的支护钢板桩的长度。

总之,支护钢板桩的长度计算是一个复杂的工程问题,需要综合考虑土体的力学性质、振动特性和支护结构的要求等因素。

钢板桩设计计算范文

钢板桩设计计算范文

钢板桩设计计算范文钢板桩是一种用于土壤保持和基础支撑的结构元素,广泛应用于土木工程、建筑工程、桥梁工程等领域。

钢板桩由冷弯型钢板制成,具有高强度、耐腐蚀、安装方便等优点。

本文将介绍钢板桩的设计计算内容,包括截面性能计算、垂直承载力计算、水平承载力计算等。

1.截面性能计算钢板桩的截面性能直接关系到其承载能力和使用寿命。

截面性能计算包括对钢板桩的截面形状、面积、惯性矩、截面模量等参数进行计算,并进行验算。

首先需要根据实际情况确定钢板桩的截面形状,常见的有方形、圆形、矩形等。

然后根据截面形状计算出截面面积、惯性矩、截面模量等参数,最后对这些参数进行验算。

2.垂直承载力计算钢板桩主要用于土壤保持和基础支撑,因此其垂直承载力的计算是非常重要的。

垂直承载力计算包括对钢板桩的承载力进行分析,主要包括侧阻力、摩擦力、抗拔承载力等方面。

侧阻力是指土壤对钢板桩的侧向抵抗力,可以通过卡诺多解或添勒公式进行计算。

摩擦力是指钢板桩与土壤之间的摩擦力,可以通过钢板桩与土壤的接触面积以及摩擦系数进行计算。

抗拔承载力是指钢板桩顶部防止被抽出的承载能力,可以通过静力平衡方程进行计算。

3.水平承载力计算钢板桩在土壤保持和基础支撑中还承受水平荷载的作用,水平承载力计算是钢板桩设计的重要一部分。

水平承载力计算主要包括水平土压力、水侵击力等方面。

水平土压力是指土壤对钢板桩的水平压力,可以通过库尔斯顿公式、考虑摩擦角等进行计算。

水侵击力是指水对钢板桩的水平作用力,可以通过水压力和钢板桩的阻力进行计算。

综上所述,钢板桩的设计计算涵盖了截面性能计算、垂直承载力计算、水平承载力计算等多个方面。

这些计算包括了对钢板桩结构和土壤力学的综合考虑,是确保钢板桩在使用中具有足够承载能力和稳定性的基础。

在实际设计中,还需要根据具体工程要求和相关规范进行合理的参数选取和验算计算,以确保钢板桩的安全可靠性。

钢板桩支护设计

钢板桩支护设计

钢板桩支护设计计算1 主要计算内容钢板桩支护设计中主要进行以下计算:(l)钢板桩内力计算。

(2)支撑系统内力计算。

(3)稳定性验算。

(4)变形估算。

各项计算内容又包含多个子项,下面逐个阐述其计算方法及步骤。

2 计算方法及步骤2.1 钢板桩内力计算对钢板桩进行内力分析的方法很多,设计时应根据支护的构造形式选择合适的分析方法,本文仅对等值梁法进行介绍,计算步骤如下。

(l)计算反弯点位置。

假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点,设其位于开挖面以下y 处,则有:整理得:(1)式中,,——坑内外土层的容重加权平均值;H——基坑开挖深度;K a——主动土压力系数;K pi——放大后的被动土压力系数。

(2)按简支梁计算等值梁的最大弯矩和支点反力。

等值梁法计算简图如图1所示。

(3)计算钢板桩的最小人土深度。

由等值梁BG求算板桩的人土深度,取,则由上式求得(2)桩的最小人土深度:t0=y+x (3)如桩端为一般的土质条件,应乘以系数1.1~1.2 ,即t= (1.1~1.2)t0对于多层支点的支护体系,常采用等弯矩布置的形式以充分利用钢板桩的抗弯强度,减少支护体系的投人量。

其计算步骤为:a.根据所选钢板桩型号由以下公式确定最大悬臂长度h 。

(4)式中,f——钢板桩抗弯强度设计值;W——截面抗弯模量;、K a——同前b.根据表1确定各支撑跨度。

2.2 支撑系统内力计算多层支撑点布置见图2支撑内计算主要是分析围檩和撑杆(或拉锚)的内力,围檩为受均布荷载作用的连续梁,均布荷载的大小可按下式计算:(5)式中,q k——第k层围凛承受的荷载;H—―围檩至墙顶的距离;——相临两跨度值。

撑杆按偏心受压构件计算其内力即可,作用力为:(6)式中,——相临两支撑间距。

2.3 稳定性验算支护体系的稳定性验算是基坑工程设计计算的重要环节,主要包括整体稳定性分析、抗倾覆或踢脚稳定性分析、基底抗隆起稳定分析和抗管涌验算等。

(1)整体稳定性分析。

钢板桩计算书

钢板桩计算书

钢板桩计算书计算美的一期排水沟槽钢板桩的设计书一、计算依据1.地质:现场砂性土的干溶重为1.5t/m3,饱和溶重为1.4t/m3.2.粘土的密度为2.74t/m,黏性角为3.63°。

3.钢板桩采用德国拉森Ⅳ型,截面模量为2037cm,弯曲允许应力为170MPa。

4.支撑材质为Q235钢,轴向允许应力为160MPa,弯曲允许应力为170MPa,允许剪应力为95MPa。

二、第一种支撑结构情况一在基坑开挖到沟槽设计标高约5.2米时,设一道水平支撑,支撑间距为4m。

1.钢板桩应力计算1) 支撑应力不计水平压力,作用于钢板桩的主动土压力为q主=1.4*9=12.6t/m2,被动土压力为q主=1.4*3.8=5.32t/m2.则E主=1/2*12.6*9=56.7t,E被=1/2*5.32*3.8=10.1t。

因此,E主=1/2*16.8*12.0=100.8t,E被=1/2*10.5*7.5=39.4t。

则ΣX=R-A=46.6t/m,ΣMc=R*A=15.6t。

2) 钢板桩应力假设钢板桩铰接于基坑底面以下3.0m处,L=6.0m,x=0.5774*6.0=3.46m。

则M=1/2*2.10*6.02+0.128*(10.30-2.10)*6.02-2/8*4.2*3.0*4.2*3.0*(3.0*3.46-(3.46-3.0)*23)/(6.03*3.0)=25.28t·m,σ=25.28*102/2037=1.24t/cm2.2.围檩应力计算1) 围檩应力2~3跨按简支梁计算,M2~3=1/2*61.4*3.02=69.08t·m,Q2~3=61.4*3.0*(1/2)=92.1t,N2~3=61.4*2.7*(1/2)=83.18t。

围檩断面为2Ⅰ56C,d=16.5mm,F=2*157.853=315.67cm2,I=1/12*2*15.7853*(2.56/10)^3=1.71*10^-3m4.The article is not XXX n of the article.1.524t/cm2 < [σ] = 1.6t/cm2XXX problematic paragraph。

钢板桩设计计算

钢板桩设计计算

精心整理钢板桩设计计算及施工方案本标段施工范围内共有75个承台,分8种类型:A 类承台:下部采用9根φ1.0 m 钻孔灌注桩,承台尺寸为8.4×7m (横×顺),厚2.4m 。

主要适用于30+30m 跨径组合;B 类承台:下部采用9根φ1.2m 钻孔灌注桩,承台尺寸为8.4×8.2m (横×顺),厚2.6m 。

主要适用于40+40m 跨径组合;C 。

主要适用于D 。

主E 。

主F 。

主G 3.0m 。

H 主要适个地质单元层,钢板桩深度主要在:⑴层为近代人工堆填土,⑵黄~灰黄色粘土和灰黄~灰色砂质粉土,(3)灰色粉质粘土 三、钢板桩施工方案1、钢板桩的选用根据工程所在地场地特点,结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑,选用拉森Ⅳ型钢板桩。

拉森Ⅳ型WUR13型冷弯钢板桩桩宽度适中,抗弯性能好,依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度。

2、打桩设备拟采用Z550型液压振动沉桩机,作为沉设钢板桩的主要动力。

投入钢板桩打拔桩机1台用于施工。

打拔桩机为挖掘机加液压高频振动锤改装而成,激振力220kN。

1台除外,0#234、土的重度为:18.8KN/m3,内摩擦角Ф=20.1°5、距板桩外1.5m均布荷载按20KN/m2计。

基坑开挖深度4m.钢板桩平面布置、板桩类型选择,支撑布置形式,板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下:(1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图ka=tgа(45°-φ/2)=tgа(45°-20.1/2)=0.49Kp=tgа(45°+Ф/2)=tgа(45°+20.1/2)=2.05=1.06mPa1合力Ea(2)按等弯距布置确定各层支撑的间距,根据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=6[f]wrka3=349.0108.18101346350635⨯⨯⨯⨯⨯=313cm=3.13m(3)工字a.支承力:18.8×0.49×2.13×(2.13+1.87)/2=78.49kN/mP2=78.49×10/7=112.13kNb.弯距M max=112.13×2.252/8=49.67kN·mσmax=49.67×106/(2180×103)=17.68N/mm2<f y=235N/mm2,满足要求。

深基坑支护钢板桩计算

深基坑支护钢板桩计算

深基坑支护钢板桩计算钢板桩支护的计算主要涉及以下几个方面:钢板桩的承载力计算、钢板桩垂直位移的计算、基坑变形的计算。

一、钢板桩的承载力计算钢板桩的承载力计算主要包括以下几个方面:钢板桩的水平抗拔承载力、钢板桩的滚压承载力、钢板桩的斜拉承载力。

下面以一个典型的直立式钢板桩为例进行说明。

1.钢板桩的水平抗拔承载力计算钢板桩的水平抗拔承载力计算可以通过查表或者进行有限元分析来进行。

常用的计算方法是利用桩的长细比进行计算。

根据经验公式,可以得到钢板桩的承载力与钢板桩的面积、宽度、桩长和土壤的黏聚力等参数有关。

2.钢板桩的滚压承载力计算钢板桩的滚压承载力计算是指钢板桩在地下水压作用下,产生的滚压力。

根据经验公式,可以得到钢板桩的承载力与土壤的内摩擦角、钢板桩的摩擦力等参数有关。

3.钢板桩的斜拉承载力计算钢板桩的斜拉承载力计算是指钢板桩在施工过程中产生的地下水压、土压力等作用下,钢板桩受力情况的计算。

根据结构力学的基本原理,可以得到钢板桩的受力情况,进而计算钢板桩的斜拉承载力。

二、钢板桩垂直位移的计算在钢板桩支护中,垂直位移是一个重要的考虑因素。

钢板桩的垂直位移计算主要涉及以下几个方面:钢板桩与土壤的相互作用、钢板桩的滚压位移、土壤的压缩变形等。

1.钢板桩与土壤的相互作用钢板桩与土壤之间存在着相互作用,钢板桩在施工过程中会对土壤产生挤压作用,从而引起土体的变形。

根据土力学的基本原理,可以计算出土壤的变形情况,进而得到钢板桩的垂直位移。

2.钢板桩的滚压位移钢板桩的滚压位移是指钢板桩在地下水作用下,由于土壤的变形而引起的钢板桩的位移。

根据基本原理,可以通过计算地下水的压力、土壤的变形等参数,得到钢板桩的滚压位移。

3.土壤的压缩变形土壤的压缩变形是指土壤在外力作用下产生的变形现象。

在深基坑支护中,土壤的压缩变形对钢板桩的垂直位移有一定影响。

通过考虑土壤的力学性质,可以计算土壤的压缩变形,进而得到钢板桩的垂直位移。

钢板桩设计计算及施工方案

钢板桩设计计算及施工方案
2、打桩设备 拟采用 Z550 型液压振动沉桩机,作为沉设钢板桩的主要动力。投入钢板桩
打拔桩机 1 台用于施工。打拔桩机为挖掘机加液压高频振动锤改装而成,激振
力 220kN。 四、钢板桩设计方案 现对承台钢板桩围堰设计进行计算如下: 1、为保证设计安全,取土的重度选为:20KN/m3,内摩擦角选为Φ=25°。 2、单支撑钢板桩计算
支撑层数和间距的布置是钢板桩施工中的重要问题,根据现场的支撑材料 和开挖深度,我们采取在钢板桩内侧加一层围檩并设置支撑,按单支撑进行钢 板桩计算。围堰采用 WUR13 型冷弯钢板桩,W=1346cm3,[f]=350Mpa。 3、土的重度为:20KN/m3,内摩擦角Ф=25° 4、距板桩外 1.5m 均布荷载按 20KN/ m2 计。基坑开挖深度 5.5m.
钢板桩平面布置、板桩类型选择,支撑布置形式,板桩入土深度、基底稳 定性设计计算如下: (1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图
Ka=tgа(45°-φ/2)= tgа(45°-25/2)=0.49 Kp= tgа(45°+Ф/2)= tgа(45°+25/2)=2.05 板桩外侧均布荷载换算填土高度 h1,
2、钢板桩施工的顺序 施工流程: 根据施工图及高程,放设沉桩定位线→实施表层回填矿渣土剥离→
根据定位线控设沉桩导向槽→整修加固施工机械行走道路及施工平台→沉设钢板桩 →将钢板桩送至指定标高→焊接围檩支撑→挖土→施工承台、墩身及顶帽→填土→ 拔除钢板桩。 3、钢板桩的检验、吊装、堆放
⑴钢板桩的检验 钢板桩运到工地后,需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等), 对缺陷部位加以整修。 ①锁口检查的方法:用一块长约 2m 的同类型、同规格的钢板桩作标准,将所有 同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车,从桩头至 桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。 ②为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时,尽可能使钢板桩的宽度都在同一 宽度规格内。需要进行宽度检查,方法是:对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢 尺测量其宽度,使每片桩的宽度在同一尺寸内,每片相邻数差值以小于 1 为宜。对 于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。 ③钢板桩的其它检查,对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全 面检查,并采取相应措施,以确保正常使用。 ④锁口润滑及防渗措施,对于检查合格的钢板桩,为保证钢板桩在施工过程中 能顺利插拔,并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合 油,其体积配合比为黄油:干膨润土:干锯沫=5:5:3。 ⑵钢板桩吊运

拉森钢板桩计算(理正)

拉森钢板桩计算(理正)

1.钢板桩检算按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-20121、满足各单项的嵌固深度估算:1) 嵌固深度构造要求:根据公式: 嵌固构造深度=嵌固构造深度系数×基坑深度=0.300×3.300=0.990m得到l d = 0.990m。

2) 嵌固深度满足抗倾覆(踢脚)要求:单支点结构计算嵌固深度l d值,规范公式如下:Kt = 1.203 >= 1.200, 满足规范要求。

得到l d = 6.800m。

3) 嵌固深度满足坑底抗隆起要求:m2m1(tan )e tantan支护底部,验算抗隆起:Ks=(18.400×1.200×6.399+1.000×14.835)/(18.480×(3.300+1.200)+14.286)=1.602 Ks = 1.602 ≥ 1.600,抗隆起稳定性满足。

得到l d = 1.200m。

满足以上要求的嵌固深度l d计算值=6.800m。

2、验算各单项是否满足规范要求:嵌固深度采用计算值l d=6.800m。

1) 嵌固深度构造要求:嵌固深度满足构造要求。

2) 嵌固深度满足抗倾覆(踢脚)要求:单支点结构计算嵌固深度l d值,规范公式如下:Kt = 1.203 >= 1.200, 满足规范要求。

3) 嵌固深度满足坑底抗隆起要求:m2m1(tan )e tantan支护底部,验算抗隆起:Ks=(18.400×6.800×6.399+1.000×14.835)/(18.436×(3.300+6.800)+14.286)=4.068 Ks = 4.068 ≥ 1.600,抗隆起稳定性满足。

嵌固深度l d采用计算值6.800m时,各项验算均满足规范要求。

2.深基坑支护设计----------------------------------------------------------------------[ 支护方案 ]陆地及草袋围堰(浅渔塘)----------------------------------------------------------------------连续墙支护---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ]---------------------------------------------------------------------- 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:----------------------------------------------------------------------[ 工况信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 设计参数 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]---------------------------------------------------------------------- 各工况:内力位移包络图:地表沉降图:---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ]----------------------------------------------------------------------[ 内力取值 ][ 截面验算 ]基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)σnei = Mn / Wx= 29.471/(2270.000*10-6)= 12.983(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)σwai = Mw / Wx= 43.760/(2270.000*10-6)= 19.277(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足式中:σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(Mpa);σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(Mpa);Mw ———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m);Mn ———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m);Wx ———钢材对x轴的净截面模量(m3);f ———钢材的抗弯强度设计值(Mpa);---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------计算方法:瑞典条分法应力状态:有效应力法条分法中的土条宽度: 1.00m滑裂面数据圆弧半径(m) R = 8.096圆心坐标X(m) X = -1.010圆心坐标Y(m) Y = 0.039整体稳定安全系数K s = 0.732 < 1.30, 不满足规范要求。

钢板桩计算方法范文

钢板桩计算方法范文

钢板桩计算方法范文钢板桩是常用的基坑支护工程中的一种支护形式,它的特点是施工简便、效率高、重复使用等。

在设计和计算钢板桩时,需要考虑桩体的稳定性、承载力、变形以及桩与土壤的相互作用等因素。

下面将按照设计与计算的步骤,详细介绍钢板桩的计算方法。

一、桩体稳定性的计算方法桩体稳定性主要考虑桩体侧面稳定和桩尖稳定两个方面。

1.桩体侧面稳定计算方法:根据桩体的几何尺寸以及土壤参数,计算桩体在侧面稳定时所需要的抗滑力。

主要计算公式如下:F = 0.5 * γ * H * Σs * As * Sin(α +φ)其中,F为抗滑力,γ为土壤的容重,H为桩的深度,Σs为土壤的表观修正系数,As为桩的侧面积,α为土壤内摩擦角,φ为土壤与桩体之间的摩擦角。

2.桩尖稳定计算方法:桩尖在承受侧向力时需要具备足够的抗推承载力。

桩尖稳定计算主要考虑桩尖的静力平衡,计算方法如下:Fa = q * Ap + 0.5 * γ * H' * Ap * Sinφ其中,Fa为桩尖的抗推力,q为土压力,Ap为桩尖的横截面积,H'为土体高度,φ为土壤与桩体之间的摩擦角。

二、桩体承载力的计算方法桩体承载力的计算是指桩体在承受竖向荷载时所能够抵抗下沉或沉降的能力。

1.挤土桩承载力计算方法:挤土桩的承载力计算主要考虑挤土桩与土壤的拟静力摩擦力和基质土的桩侧土承载力。

主要计算公式如下:Qs = Σ(Ks * Ls * As)+ 0.5 * γ * H' * Ap * cos(φ - α)其中,Qs为挤土桩的承载力,Ks为基质土的桩侧土承载力系数,Ls 为桩体在土中的长度,As为挤土桩的横截面积,γ为土壤的容重,H'为土体高度,Ap为桩尖的横截面积,φ为土壤与桩体之间的摩擦角,α为土壤内摩擦角。

2.挡土墙承载力计算方法:挡土墙的承载力计算主要考虑桩体的弯曲强度和承载力。

主要计算公式如下:Qb=M/Ec+N/Es其中,Qb为挡土墙的承载力,M为挡土墙产生的弯矩,Ec为混凝土弹性模量,N为挡土墙产生的正常力,Es为钢板桩的弹性模量。

钢板桩工程施工计算规则

钢板桩工程施工计算规则

钢板桩工程施工计算规则一、引言钢板桩是一种常用的基础工程材料,广泛应用于河堤防护、码头工程和土木工程中。

在进行钢板桩工程的施工过程中,需要根据实际情况进行计算,以确保施工过程的安全和顺利进行。

本文将对钢板桩工程的施工计算规则进行详细阐述,以供相关工程人员参考。

二、施工前计算1. 钢板桩材料选择在进行钢板桩施工前,首先需要根据工程设计要求和现场实际情况,选择合适的钢板桩材料。

应根据施工现场的地质条件和承载要求,综合考虑板桩的强度、硬度和抗腐蚀性能等方面的要求,选择合适的钢板桩材料。

2. 桩身长度计算在施工前,需要根据工程设计要求和现场地质条件,计算钢板桩的桩身长度。

桩身长度的计算应充分考虑到实际承载要求和地下水位等因素,以确保钢板桩能够有效地承受工程荷载和地下水的作用。

3. 锚固长度计算对于需要进行锚固的钢板桩工程,还需要根据施工现场的实际情况和设计要求,对钢板桩的锚固长度进行计算。

锚固长度的计算应充分考虑到工程承载要求和地下土壤的情况,以确保钢板桩能够稳固地锚固在地下土壤中。

4. 防腐层厚度计算钢板桩的防腐处理是十分重要的,需要根据施工现场的环境条件和预期使用年限,对钢板桩的防腐层厚度进行计算。

防腐层厚度的计算应考虑到钢板桩的实际使用环境和使用要求,以确保钢板桩具有良好的抗腐蚀性能。

5. 桩头刚度计算钢板桩的桩头刚度计算是十分重要的,需要根据工程设计要求和施工现场的实际情况,对钢板桩的桩头刚度进行计算。

桩头刚度的计算应充分考虑到桩头的强度和稳定性要求,以确保钢板桩能够正常承受工程荷载和外部作用。

6. 管道施工计算对于需要进行管道施工的钢板桩工程,还需要针对管道的布置和连接情况进行施工计算。

管道施工计算应充分考虑到施工现场的实际情况和管道设计要求,以确保管道在钢板桩工程中能够正常使用和稳固固定。

三、施工中计算1. 地基承载力计算在钢板桩工程的施工过程中,需要对地基的承载力进行计算。

地基承载力的计算应根据实际施工现场的地质条件和桩身长度等因素,以确保钢板桩能够正常承受地基的承载力。

地下工程支护(钢板桩)设计及计算书

地下工程支护(钢板桩)设计及计算书

地下工程支护(钢板桩)设计及计算书
项目概述
本项目是一块地下空间的支护设计,采用钢板桩支撑结构。


板桩作为一种常用的工程支撑方式,经济实用,施工方便,适用范
围广泛,在地下工程中得到越来越广泛的应用。

本计算书将对支撑
设计进行详细说明。

设计计算
1. 钢板桩长度计算
根据地下结构深度及土壤性质等因素,确定钢板桩的长度。

2. 钢板桩截面尺寸计算
根据地下工程条件,选取合适的钢板桩型号,计算其截面尺寸。

3. 钢板桩嵌入深度计算
根据地下结构的要求和设计条件,确定钢板桩的嵌入深度。

4. 钢板桩桩身稳定性设计计算
根据钢板桩截面尺寸及其嵌入深度,计算钢板桩桩身稳定性设计。

5. 钢板桩锚杆设计计算
根据地下结构及土体条件,设计合适的锚固结构以保证钢板桩
稳定。

结论
本文对地下工程中采用钢板桩进行支撑的设计进行了详细说明,包括长度、截面尺寸、嵌入深度、桩身稳定性及锚杆等方面的计算。

希望对地下工程的相关设计及施工有所帮助。

16m长钢板桩围堰结构计算

16m长钢板桩围堰结构计算

钢板桩围堰结构计算1、设计参数(1)主跨墩处河道内主要为砾砂土,其土体力学性能如下: 土体容重: r=18KN/m3 土体内摩擦角: φ=36° (2)钢板桩力学性能:钢板桩采用IV 型拉森桩,重量75kg/m ,每1米宽截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=210Mpa 。

(3)承台尺寸:8.4m ×12.3m ×3.5m ,围堰尺寸:10.8m ×15.5m 。

(4)计划采用拉森Ⅳ钢板桩,技术参数:(5)根据地质情况(见图1) 20m 范围加权平均:5.16205.1420410=+γ=⨯⨯5.1420205.14=φ=⨯ 05.1320185.14==⨯C主动土压力系数:Ka =tg2(45-φ/2)=0.60 被动土压力系数:Kp =tg2(45+φ/2)=1.668 2、计算内容(1)内支撑层数及间距按照等弯矩布置确定各层支撑的间距,根据拉森Ⅳ型钢板桩承受的最大弯矩确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度:[]3a w f 6h K γ==m 98.2cm 2981060.05.161020372156335==⨯⨯⨯⨯⨯γ:取加权平均16.5, h1=0.88h =2.62m h2=0.77h =2.29m h3=0.65h =1.94m根据具体情况,确定采用的立面布置形式如下图所示:(2)计算板桩墙上土压力零点离开挖面的距离y ,在y 处板桩墙的被动土压力等于板桩后的主动土压力:γKKpy =γKa (H +y )y =81.36.0686.12.19.86.0p =-⨯⨯=-Ka KK KaH式中K-主动土压力修正系数,取1.2 (3)钢板桩零点以下入土深度x 的确定: 由力矩分配法计算的如下: P0=47.7KN P1=8.2KN/m P2=63.3KN/m P3=129KN/m P4=80.1KN/m最大弯矩在8.9m 处,Mmax=98.3KN.M采用等值梁法计算原理,土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡,假设土压力零点以下钢板桩零点以下钢板桩埋深为x ,建平衡方程。

钢板桩 计算书

钢板桩 计算书

钢板桩计算书一、钢板桩的定义和用途钢板桩是一种常用的施工材料,它由厚度适中的钢板制成,用于土方工程中的围护结构。

钢板桩具有轻便、易安装、高强度等特点,在建筑施工中有着广泛的应用。

它可以用于河堤、围护墙、挡土墙等工程的建设和加固。

二、钢板桩的计算原理钢板桩的计算主要依据力学原理和钢材的强度性能进行。

一般来说,钢板桩的计算包括以下几个方面:钢板的稳定性计算、截面尺寸计算、连接方式计算以及施工过程中的变形控制等。

1. 钢板的稳定性计算:钢板桩在承受水平力和竖向力的作用下,需要满足一定的稳定性要求。

通过计算钢板桩的所受力矩、剪力和轴力等,可以确定其稳定性是否满足设计要求。

2. 截面尺寸计算:钢板桩的截面形状和尺寸对其受力性能有着重要的影响。

通过计算钢板桩的抗弯强度和承载力等指标,可以确定其截面尺寸是否满足要求。

3. 连接方式计算:钢板桩之间需要通过连接件进行连接,连接方式的选择和计算对整体结构的稳定性和安全性有着重要的影响。

通过计算连接件的强度和刚度等指标,可以确定连接方式是否满足设计要求。

4. 变形控制计算:钢板桩在施工过程中会受到一定的变形影响,为了保证其稳定性和使用寿命,需要进行变形控制计算。

通过计算和分析钢板桩在施工过程中的变形情况,可以确定控制变形的措施和方法。

三、钢板桩的计算步骤钢板桩的计算一般遵循以下步骤:1. 确定设计要求和受力情况:根据工程要求和具体情况,确定钢板桩的设计要求和受力情况。

2. 选择钢板桩尺寸和型号:根据受力情况和设计要求,选择合适的钢板桩尺寸和型号。

3. 进行稳定性计算:对钢板桩的稳定性进行计算,确定是否满足设计要求。

4. 进行截面尺寸计算:根据受力情况和设计要求,计算钢板桩的截面尺寸,并进行校核。

5. 进行连接方式计算:根据设计要求和连接件的性能,进行连接方式的计算和选择。

6. 进行变形控制计算:对钢板桩在施工过程中的变形进行计算和分析,确定采取的变形控制措施。

钢板桩的计算是工程设计中的重要部分,合理准确的计算可以保证钢板桩的稳定性、安全性和使用寿命。

钢板桩受力计算

钢板桩受力计算

钢板桩受力计算1、钢板桩支护设计:沿承台设计平面轮廓线外移1m为钢板桩支护平面轮廓线,桩长6m,基坑深度5m,钢板桩插入土中1m,钢板桩为[30a槽钢,冠梁位置在桩顶以下50cm。

2、槽钢钢板桩验算:桩后土压力按静止土压力计算单宽总土压力:P0=γH2k0/2,γ取土的湿容重18KN/m3,H=5−0.5=4.5m,K0取0.5∙P0=18×4.52×0.5/2=91.125 KN/m以每根槽钢作为计算单元,按简支梁计算,则所受荷载为P1=91.125×0.3=27.34 KN,可视为此集中力作用在下部1/3处。

Mmax=P1×(1.5×3/(1.5+3))=27.34KN∙m,Wx=403cm3σ=Mmax/W=67.8Mpa≤[σ]=140Mpa;E = 2.1×105 Mpa强度满足要求。

fmax= P1b((a2+2ab)3/3)0.5/(9EIL)a=3m,b=1.5 m,I=6050 cm4fmax =3.1mm<[f] = 12.5mm([f] = L/400 )刚度满足要求。

3、对撑钢梁验算:基坑上部对撑钢梁设两根,另外四角设四根角撑,将基坑长边分成5段,间距2.5米,钢梁用两根[32背靠背焊接而成,梁长10m。

安装时沿槽钢高度方向竖向布设。

每根钢梁所受轴向压力为F=91.125×2.5/3=76kN,长细比为λ=ι/ i = 10000 / (304.7×2)= 16.4,查表可得φ=1,则有:[ N ] = φA[σ] ,A==4390mm2[ N ] = 1×4390×2×140 =1229kN而Nmax =F×1.3 =76×1.3= 98.8 kN,可见[ N ] >Nmax,承载力满足要求。

钢板桩计算书

钢板桩计算书

钢板桩计算书1 工程概况该基坑设计总深7.0m,按二级基坑、选用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)》进行设计计算,计算断面编号:1。

1.1 土层参数续表地下水位埋深:0.50m。

1.2 基坑周边荷载地面超载:20.0kPa2 开挖与支护设计基坑支护方案如图:基坑支护方案图2.1 挡墙设计·挡墙类型:钢板桩;·嵌入深度:5.000m;·露出长度:0.000m;·型钢型号:40b;·桩间距:450mm;2.2 放坡设计2.2.1 第1级放坡设计坡面尺寸:坡高1.00m;坡宽1.00m;台宽1.00m。

放坡影响方式为:一。

2.3 支撑(锚)结构设计本方案设置1道支撑(锚),各层数据如下:第1道支撑(锚)为平面内支撑,距墙顶深度0.500m,工作面超过深度2.500m,预加轴力0.00kN/m,对挡墙的水平约束刚度取25000.0kN/m/m。

该道平面内支撑具体数据如下:·支撑材料:钢筋混凝土撑;·支撑长度:30.000m;·支撑间距:5.000m;·与围檩之间的夹角:90.000°;·不动点调整系数:0.500;·混凝土等级:C30;·截面高:800mm;·截面宽:600mm。

计算点位置系数:0.000。

2.4 工况顺序该基坑的施工工况顺序如下图所示:3 内力变形计算3.1 计算参数水土计算(分算/合算)方法:按土层分/合算;水压力计算方法:静止水压力,修正系数:1.0;主动侧土压力计算方法:朗肯主动土压力,分布模式:矩形,调整系数:1.0,负位移不考虑土压力增加;被动侧基床系数计算方法: "m"法,土体抗力不考虑极限土压力限值,坑内土影响范围:1.0倍基坑深度;墙体抗弯刚度折减系数:1.0。

3.2 计算结果3.2.1 内力变形结果每根桩抗弯刚度EI=47880kN.m2。

钢板桩iv参数

钢板桩iv参数

钢板桩iv参数钢板桩是建筑施工中经常使用的基础支撑材料,其IV参数是指其截面惯性矩和截面面积的比值,也称为截面惯性系数。

IV参数的大小会影响钢板桩的承载能力和变形能力,因此在进行钢板桩设计时需要对其IV参数进行计算和考虑。

1. IV参数的计算方法IV参数的计算方法是将钢板桩截面的惯性矩与面积相除得出,其公式为:IV=I/A。

其中,I为截面惯性矩,A为截面面积。

截面惯性矩是一个区域内各点离某一轴线的距离平方与该点到轴线的距离的乘积之和,可以通过数学公式或者CAD软件进行计算。

2. IV参数的影响因素钢板桩截面的形状、大小、和厚度都会对其IV参数产生影响。

截面形状对IV参数的影响主要体现在对截面惯性矩的影响,一般情况下,矩形截面的IV参数较小,而圆形截面的IV参数较大。

截面大小对IV参数的影响是正比例的,即越大的截面的IV参数越大。

截面厚度对IV参数也有一定影响,厚度增加会使钢板桩的IV参数增大,但是增长幅度会逐渐变小。

3. IV参数的作用IV参数是钢板桩的重要参数之一,其大小决定了钢板桩的承载能力和变形能力。

IV参数越大,表示钢板桩的惯性矩相对于其面积较大,具有较强的抗弯扭能力,表现在施工中就是能够承受更大的载荷和较大的变形而不会发生破坏。

IV参数越小,则说明钢板桩的惯性矩相对于其面积较小,这种类型的钢板桩比较适用于需要较高变形能力的情况,可以通过控制其变形对结构进行保护。

4. 结论在进行钢板桩设计时,需要对其IV参数进行计算,根据不同工程要求确定其具体大小。

钢板桩肯定要与其他结构连接,这方面我们需要注意。

截面形状、大小、和厚度是影响IV参数的主要因素,同时IV参数也决定了钢板桩的承载能力和变形能力,因此在进行施工和使用过程中需要严格控制和管理。

(完整word版)钢板桩计算公式

(完整word版)钢板桩计算公式

钢板桩支护计算书以桩号2c0+390处的开挖深度,4C0+001.5处的开挖宽度为准(本项目的最大开挖深度和宽度)一设计资料1桩顶高程H1:4。

100m施工水位H2:3.000m2 地面标高H0:4.350m开挖底面标高H3:—3.400m开挖深度H:7。

7500m3土的容重加全平均值γ1:18.3KN/m3土浮容重γ’: 10.0KN/m3内摩擦角加全平均值Ф:20。

10°4均布荷q:20。

0KN/m25基坑开挖长a=20。

0m 基坑开挖宽b=9。

0m二外力计算1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图ka=tg2(45°—φ/2)=tg2(45-20。

10/2)=0。

49kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2。

05板桩外侧均布荷载换算填土高度h,h=q/r=20。

0/18.3=1。

09m桩顶以上土压力强度Pa1Pa1=r×(h+0.25)Ka=18.3×(1。

09+0。

25)×0。

49=12.0KN/m2水位土压力强度Pa2Pa2=r×(h+4.35 -3.00 )Ka=18.3×(1.09+4。

35 —3。

00 )× 0。

49=21。

8KN/m2开挖面土压力强度Pa3Pa3=[r×(h+4.35 —3.00 )+(r—rw)(3。

00+3。

40)}Ka=[18.3×(1.09+4.35 -3。

00 )+(18。

3—10)×(3。

00+3。

40)]×0.49=47。

8KN/m2开挖面水压力(围堰抽水后)Pa4:Pa4=γ(3.00+3。

40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2三确定内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型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:弯曲截面系WZ0=0。

001350m3,折减系数β=0。

(完整word版)钢板桩计算公式

(完整word版)钢板桩计算公式

钢板桩支护计算书以桩号2c0+390处的开挖深度,4C0+001.5处的开挖宽度为准(本项目的最大开挖深度和宽度)一设计资料1桩顶高程H1:4.100m施工水位H2:3.000m2 地面标高H0:4.350m开挖底面标高H3:-3.400m开挖深度H:7.7500m3土的容重加全平均值γ1:18.3KN/m3土浮容重γ’: 10.0KN/m3内摩擦角加全平均值Ф:20.10°4均布荷q:20.0KN/m25基坑开挖长a=20.0m 基坑开挖宽b=9.0m二外力计算1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图ka=tg2(45°-φ/2)=tg2(45-20.10/2)=0.49kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05板桩外侧均布荷载换算填土高度h,h=q/r=20.0/18.3=1.09m桩顶以上土压力强度Pa1Pa1=r×(h+0.25)Ka=18.3×(1.09+0.25) ×0.49=12.0KN/m2水位土压力强度Pa2Pa2=r×(h+4.35 -3.00 )Ka=18.3×(1.09+4.35 -3.00 )× 0.49=21.8KN/m2开挖面土压力强度Pa3Pa3=[r×(h+4.35 -3.00 )+(r-rw)(3.00+3.40)}Ka=[18.3×(1.09+4.35 -3.00 )+(18.3-10) ×(3.00+3.40)]×0.49=47.8KN/m2开挖面水压力(围堰抽水后)Pa4:Pa4=γ(3.00+3.40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2三确定内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型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:弯曲截面系WZ0=0.001350m3,折减系数β=0.7采用值WZ=βWZ0=0.00135×0.7=0.000945m3容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa由公式σ=M/Wz得:最大弯矩M0=Wz×[σ]=189.0KN*m1假定最上层支撑位置与水位同高,则支点处弯矩M'=Pa1*(H1-H2)2/2+(Pa2-Pa2)(H1-H2)2/6=9.2KN*m<M0=189.0KN*m 故,支撑点可设置在水位下。

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钢板桩设计计算及施工方案本标段施工范围内共有75个承台,分8种类型:A类承台:下部采用9根φ1.0 m钻孔灌注桩,承台尺寸为8.4×7m(横×顺), 厚2.4m。

主要适用于30+30m跨径组合;B类承台: 下部采用9根φ1.2m 钻孔灌注桩,承台尺寸为8.4×8.2m(横×顺), 厚2.6m。

主要适用于40+40m跨径组合;C类承台: 下部采用8根φ1.0 m钻孔灌注桩,承台尺寸为8.4×7m(横×顺), 厚2.4m。

主要适用于25+25m跨径组合;D类承台: 下部采用8根φ1.2 m钻孔灌注桩,承台尺寸为8.4×8.2m(横×顺), 厚2.6m。

主要适用于30+40m跨径组合;E类承台: 下部采用6根φ1.2 m钻孔灌注桩,承台尺寸为8.4×5.34m(横×顺), 厚2.5m。

主要适用于25+30m跨径组合(斜交20°);F类承台: 下部采用9根φ1.2 m钻孔灌注桩,承台尺寸为8.4×8.34m(横×顺), 厚2.6m。

主要适用于33.5+33.5m跨径组合(斜交20°);G类承台: 下部采用9根φ1.2 m钻孔灌注桩,承台尺寸为8.4×8.872m(横×顺), 厚3.0m。

主要适用于40+40m跨径组合(斜交40°);H类承台: 下部采用10根φ1.0m钻孔灌注桩,承台尺寸为27.0×4.5m(横×顺), 厚 1.5m。

主要适用于桥台基础;拟采用拉森Ⅳ型钢板桩实施围护,以确保基坑安全开挖、承台结构和墩身结构的顺利施工。

二、地质情况根据地质勘察报告显示:勘察深度范围内(河床底至钻孔桩底)可分为7个地质单元层,钢板桩深度主要在:⑴层为近代人工堆填土,⑵黄~灰黄色粘土和灰黄~灰色砂质粉土,(3)灰色粉质粘土三、钢板桩施工方案1、钢板桩的选用根据工程所在地场地特点,结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑,选用拉森Ⅳ型钢板桩。

拉森Ⅳ型WUR13型冷弯钢板桩桩宽度适中,抗弯性能好,依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度。

2、打桩设备拟采用Z550型液压振动沉桩机,作为沉设钢板桩的主要动力。

投入钢板桩打拔桩机1台用于施工。

打拔桩机为挖掘机加液压高频振动锤改装而成,激振力220kN。

四、钢板桩设计方案现对承台钢板桩围堰设计进行计算如下:1、上海A8三标桩基658根,承台75个。

承台宽8.4m,长5.34~8.872m(0#台除外,0# 台长×宽为4.5×27m。

根据地质勘察报告显示:勘察深度范围内(河床底至钻孔桩底)可分为7个地质单元层。

为保证设计安全,取土的重度选为:18.8KN/m3,内摩擦角选为Φ=20.1°。

2、现场实际情况施工现场已经打设9米长拉森Ⅳ型钢板桩,并提供以下数据:打设钢板桩尺寸为沿道路方向承台尺寸两侧各加0.5m;钢板桩露出地面高度为0.5米。

3单支撑钢板桩计算支撑层数和间距的布置是钢板桩施工中的重要问题,根据现场的支撑材料和开挖深度,我们采取在钢板桩内侧加一层围囹并设置支撑,按单支撑进行钢板桩计算。

围堰采用拉森Ⅳ型钢板桩,W=1346cm3,[f]=350Mpa。

4、土的重度为:18.8KN/ m3,内摩擦角Ф=20.1°5、距板桩外1.5m均布荷载按20KN/ m2计。

基坑开挖深度4m.钢板桩平面布置、板桩类型选择,支撑布置形式,板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下:(1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图ka=tgа(45°-φ/2)= tgа(45°-20.1/2)=0.49Kp= tgа(45°+Ф/2)= tgа(45°+20.1/2)=2.05板桩外侧均布荷载换算填土高度h1,h1=q/r=20KN/ m2÷18.8KN/ m3=1.06m:基坑底以上土压力强度Pa1Pa=r*(h1+4)Ka=18.8×(1.06+4) ×0.491=46.6KN/m2合力Ea距承台底的距离y为2.53m.(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,根据拉森Ⅳ型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=6[f]wrka3=349.0108.18101346350635⨯⨯⨯⨯⨯=313cm=3.13mh1=1.11h=1.11×3.13=3.47mh2=0.88 h =0.88×3.13=2.75m根据具体情况,确定采用【桥涵(施工手册)】图5-44的形式布置。

支撑间距:S1=0.475×4+0.16×(0.34×4+0.12)=2.13mS2=0.525×4-0.16×(0.34×4+0.12)=1.87m(3)WUR13型冷弯钢板桩厚度以0.36m计,围囹以10m长计,围囹受力计算如下:围囹采用2I40a工字钢,翼板间每隔1m采用钢板满焊连接,形成半封闭箱型结构。

钢材屈服强度值f y=235N/mm2,钢材抗压强度设计值f=215N/mm2。

2I40a工字钢惯性矩/静力矩(Ix /Sx)=68.2cm,截面模数=2180cm3。

a.支承力:18.8×0.49×2.13×(2.13+1.87)/2=78.49kN/mP2=78.49×10/7=112.13kNb.弯距M max=112.13×2.252/8=49.67kN·mσmax=49.67×106/(2180×103)=17.68N/mm2<f y=235N/mm2,满足要求。

c.剪力τ=RSx/(Ix×t)=R/( t×Ix/Sx)=94.18×103/(5×10-3×68.2×10-2)=32.88MPa<[τ]=120MPa,满足要求。

(4)横桥向支撑杆,采用φ300×10的钢管,支撑在顺桥向支撑上,型钢与钢管之间满焊连接。

钢管外径D=300mm,管壁厚度d=10.0mm,钢材屈服强度值f y=235N/mm2,钢材抗压强度设计值f=215N/mm2。

①钢管截面积A=1/4π(D2-d2)=π/4×(302-282)=91.06cm2②钢管的回转半径截面惯性矩I=π×(D4-d4)/64=π×( 304-284)/64=9584.1cm4截面回转半径i=(I/A)1/2=(9584.1/91.06)1/2=105.25cm③钢管的长细比λ=l/i=2150/105.25=20.4<[λ]=150,满足要求。

④钢管的稳定性σ=P/A=262600/9106=28.8N/mm2<fy=215N/mm2,满足要求。

(6)钢板桩入土深度X:采用盾恩近似法计算钢板桩入土深度。

如右图所示,Kn=r(Kp-Ka)=18.8×(2.05-0.49)=29.328 KN/m3e1=MQ=rKaH=18.8×0.49×5.06=46.613 KN/m2DB'板桩上的荷载GDB'N'一半Array传至D点,另一半传至土压力MR'B',故有rKaH(L+x)/2=r(Kp-Ka)x2/2即r(Kp-Ka)x2- rKaHx- rKaHL=0由上面计算知,支撑距基坑底的 1.87m,R即L=1.87m,代入上式,得,x=2.69m钢板桩入土深度9-4.5m=4.4m>2.69m,满足要求。

(7) 基坑底部的隆起验算考虑地基土质均匀,依据地质勘察资料,其土体力学指标如下:r=18.8 KN/m3,c=21.1Kpa,q=20 KN/m2由抗隆起安全系数K=2πC/(q+rh)≥1.2则:h ≤(2πC -1.2q)/1.2r≤(2*3.14*21.1-1.2*20)/1.2*18.8≤ 4.8m即钢板桩周围土体不超过4.8m时,地基土稳定,不会发生隆起。

实际施工中,尽量减小坑沿活载,同时适当降低板桩侧土体高度(坑外堆土最大允许高度3m),以避免基坑底部的隆起。

(8)基坑底管涌验算(按水中墩验算)根据不发生管涌条件:K=(h'+2t)r'/ h'rw≥1.5r'=rs-rw=18.8-10.0=8.8 KN/m3, t=4.5m h'=4.0m rw=10.0 KN/m3则K=(4+2×4.5) ×8.8/4×10=2.86>1.5即当钢板桩入土深度4.5m时,满足条件,不会发生管涌。

(9)坑底渗水量计算:Q=K×A×ι= K×A× h'/( h'+2t)根据设计地质资料,土的综合渗透系数取0.08m/d则Q=(0.08×9.4×10×4)/(4+2×4.5)=2.31m3根据其渗水量的大小,为到达较好的降水效果利于承台施工,在承台外侧与钢板桩之间可设置2个降水井。

(10)围囹和支撑杆布置方式钢板桩打入土体后,进行围堰内基坑开挖。

当开挖至距钢板桩顶端2.63m处,进行围囹和支撑施工。

围囹采用2I40a工字钢,支撑杆采用三道等间距横桥向直撑,支撑杆采用φ300mm×10mm的钢管。

工字钢之间采用□500 mm×500mm×10mm钢板每隔1米进行两面满焊连接,工字钢间隙按照0.08米设置。

各道支撑与围囹之间进行满焊连接,并保证焊接质量。

若支撑杆未贴靠在与围囹上,需作加垫钢板处理,使围囹上的力传到支撑上,以起到支撑的作用。

支撑与围囹的材料、制作、焊接必须严格按要求施工。

立模板时需要将模板割开以便穿过支撑杆,随后将支撑杆一起浇筑在混凝土中。

五、钢板桩施工工艺1、钢板桩施工的一般要求⑴钢板桩的设置位置要符合设计要求,便于施工,即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。

⑵基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐,避免不规则的转角,以便标准钢板桩的利用和支撑设置。

各周边尺寸尽量符合板桩模数。

⑶整个基础施工期间,在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中,严禁碰撞支撑,禁止任意拆除支撑,禁止在支撑上任意切割、电焊,也不应在支撑上搁置重物。

2、钢板桩施工的顺序施工流程: 根据施工图及高程,放设沉桩定位线→实施表层回填矿渣土剥离→根据定位线控设沉桩导向槽→整修加固施工机械行走道路及施工平台→沉设钢板桩→将钢板桩送至指定标高→焊接围囹支撑→挖土→施工承台、墩身及顶帽→填土→拔除钢板桩。

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