钢板桩围堰计算书新

徒骇河大桥钢板桩围堰计算书

一、工程概况及围堰布置

本钢板桩围堰用于济高铁禹齐徒骇河大桥水中墩的施工，徒骇河水流平缓的，水深4米左右。河床为粉质粘土，承台基本标高和河床标高基本一致，施工时开挖至承台下1 米，再进行1 米的混凝土封底。钢板桩采用拉森Ⅳ型，钢板桩长15 米。整个围堰采用三层围囹，围囹用八字型结构。型钢全采用I40 工字钢。按照从上至下抽水进行围囹的安装。围囹结构图如下：

二、基本参数

1、根据图纸提供的地质资料，河床以下土层为2.4m的粉土层，2.2m左右的粉

质黏土层，3.2m左右的粉土层，6.3m的粉土。钢板桩入土到第四层的粉土层。根据

KP，主动土压力系数：规，估取摩擦角为25。，容重为18.5kN/m3,土层粘聚力C=15a

405.0)245(2a =-=︒φtg K ，被动土压力系数：46

.2)245(2p =+=︒φ

tg K 。

二、钢板桩围堰受力验算 1. 钢板桩计算：

1） 围堰结构：钢板桩桩顶设计标高为+17.60米，钢板桩长度为15.0米，钢围堰平面尺寸为17.6×17.6米。围囹和支撑设置三道，自上而下进行安装。第一道围囹和支撑安装位于+14.90米，第二道围囹和支撑安装位于+11.9米，第三道围囹和支撑安装位于8.9米，承台底标高+15.43米。（详见钢围堰平面图）钢板桩入河床10米左右。承台下进行1米的混凝土封底。

2） 基本参数：动水压力计算： 每延米板桩截面面积A(cm2) 236.00 每延米板桩壁惯性矩I(cm4) 39600.00 每延米板桩抗弯模量W(cm3) 2037.00

p=K*H*V*B γ/2g2 式中：p-每延米板壁上的动水压力总值，KN ； H-水深，M ； v-水流平均速度，m/s ； g-重力加速度 （9.8m/s ）； b-板桩宽度 （取1米）；γ-水的容重，kn/m ； k-系数 （1.8-2.0）。

p=1.9*4*0.5*1*11/2*9.82 =0.2

0.2KN 动水压力可假设为作用在水面下1/3水深处的集中力，由于动水压力很小在计算过程中忽略不计。

第一道支撑

第二道支撑第三道支撑

水平面0.5米

水压力

主动土压力

被动土压力

工况1：先抽水至14.3m （抽水深度1.15米，即第一层支撑下50cm ），安装第一层支撑，第一层支撑安装好后继续抽水至11.3m （抽水深度3米，即第二层支撑下50cm ），在安装第二道支撑前，第一道支撑受力处于最不利状态，受力情况分析如下：计算反弯点位置，即利用钢板桩上土压力等于零的点作为反弯点位置，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：

y

P y a b p K KP γγ+=

式中b P -基坑底面处钢板桩墙后的主动土压力强度值； K-被动土压力修；

正系数土的摩擦角为o

25时，K 取1.4；

w γ-水容重；

γ-土体容重；

h-基坑开挖深度；

b P =a

kp 40410h w =⨯=γ

63

.0405.046.24.15.1840P y a b =-⨯⨯=-=

K KK P γ

第一道支撑

水面（标高+15.43）

第一道支撑

第一道支撑

河床（标高+12.73）

反弯点

(2)力计算由结构力学求解器求得：

荷载图如下：

弯矩图如下：

剪力图如下：

求得：M

KN

M

KN

F•

=

=24

.

47

,

13

.

35

1

max

工况2：安装好第二层支撑，支撑中心标高+11.93m，围堰开挖至第三层支撑下50cm（标高为+8.43m），此时第二层受力处于最不利状态，受力情况分析如下：（1）计算反弯点的位置：

b

P=

a

kp

48

.

62

3

405

.0

5.

18

4

10

h

h

2

a

1

w

=

⨯

⨯

+

⨯

=

+K

γ

γ

98

.0

405

.0

46

.2

4.1

5.

18

48

.

62

P

y

a

b=

-

⨯

⨯

=

-

=

K

KK

P

γ

反弯点

水面（标高+15.43）

河床（标高+11.34）

第一次开挖线

第一道支撑

第一道支撑

第一道支撑

(2)力计算由结构力学求解器求得：

荷载图如下：

弯矩图如下：

剪力图如下：

求得：M KN M KN F KN F •===22.92,13.2012,75.51max

工况3：安装好第三层支撑，支撑的中心标高+8.9m ，围堰继续开挖至标高+6.32m ，此时第三层处于最不利状态，受力情况分析如下：

计算反弯点位置：

b P =a

kp 2.781.5405.05.18410h h 2a a w =⨯⨯+⨯=⨯+K γγ

24

.1589.046.24.15.182

.78P y a b =-⨯⨯=-=

K KK P γ

反弯点

第一道支撑

第一道支撑

第一道支撑

基坑底（标高+6.236）

水面（标高+15.43）

河床（标高+11.34）

(2)力计算由结构力学求解器求得： 荷载图如下：