拉森鋼板樁基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)和計(jì)算

1、3、拉森鋼板樁基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1、基本情況城展路環(huán)城河橋橋臺(tái)位于河岸上，基坑開(kāi)挖深度較?。粯蚨臻L(zhǎng) 24m寬1.7m，右偏角90°,系梁底標(biāo)高為0.0m，河床底標(biāo)高0.0m, 因此基坑底部尺寸考慮1m施工操作面要求，布置為長(zhǎng)26m寬3.7m， 不需土方開(kāi)挖。環(huán)城河常水位2.6m，1/20洪水位3.27m，河床底標(biāo)高0.0m，河 底為淤泥土?？紤]選擇枯水期施工，堰頂標(biāo)高為3.5m。3.2、支護(hù)方案設(shè)計(jì)支護(hù)采用拉森鋼板樁圍堰支護(hù)，圍堰平行河岸布置，平面布置詳 見(jiàn)附圖。堰體采用拉森鋼板樁W型，樁長(zhǎng)12米，內(nèi)部水平圍檁由單根（500x 300mm H型鋼組成，支撐桿設(shè)置在鋼板樁頂部，

2、由直徑為 600mm壁厚為8mn鋼管組成。整個(gè)基坑開(kāi)挖完成后，沿基坑四周挖出一條200x 200mn排水溝， 在基坑對(duì)角設(shè)500X 500x 500mn集水坑，用泥漿泵將集水坑內(nèi)滲水及 時(shí)排出基坑。布置圖：” 如漲繃|;1m、< SOQDOH、."EOOxStl?mmJ：2.3&2VL *O 叩22 匚弓二JIJ101朋3.72眉出軸 rm 就®r蹄二.4248.3700tl G：KHJ Jtl ®r4、基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算4.1、橋墩基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼板樁長(zhǎng)度為12米，樁頂支撐，標(biāo)高3.5米，入土長(zhǎng)度8.5米基坑開(kāi)挖寬度26米，坑底標(biāo)高0.0米?；硬捎美?/p>

3、森鋼板樁支護(hù)， 圍檁由單根（500 x 300mm H型鋼組成，設(shè)單道樁頂支撐，支撐采用 直徑為600mm壁厚為8mrti鋼管作為支撐導(dǎo)梁，鋼管與 H型鋼進(jìn)行嵌 固相連并焊接。驗(yàn)算鋼板樁長(zhǎng)度，選擇鋼板樁和導(dǎo)梁型號(hào)，驗(yàn)算基底 穩(wěn)定性。采用理正深基坑軟件對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍囹支撐體系等變形與內(nèi)力 整體計(jì)算分析；支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性、抗隆起、抗管涌、嵌固深 度采用理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件單元計(jì)算進(jìn)行分析。、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)1、基坑設(shè)計(jì)等級(jí)及設(shè)計(jì)系數(shù)二級(jí)，重要性系數(shù)：1.0 ；支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0 ；構(gòu)件計(jì)算綜合性系數(shù)：1.252、材料力學(xué)性能指標(biāo)序 號(hào)材料名稱/規(guī)格使用 部位強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa

4、）抗拉、壓、彎抗剪承壓1500x 300mm型鋼(Q235)腰梁2151253252D600mr鋼管(Q235)內(nèi)支撐2151253253鋼板樁W樁295、施工工況定義1、單元分析工況定義（1）、工況1:打鋼板樁，水面以下 3.5m;（2）、工況2:在樁頂以下0.5m處安裝第一道內(nèi)支撐;（3）、工況3:抽水；2、單元計(jì)算支護(hù)方案連續(xù)墻支護(hù)基本信息內(nèi)力計(jì)算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99基坑等級(jí)二級(jí)基坑側(cè)壁重要性系數(shù)丫 01.00基坑深度H(m)3.500嵌固深度(m)8.500墻頂標(biāo)咼(m)0.000連續(xù)墻類型鋼板樁卜每延米板樁截面面積A(cm2)236.00卜每延

5、米板樁壁慣性矩I(cm4)39600.00.每延米板樁抗彎模量W(cm3)2200.00有無(wú)冠梁無(wú)放坡級(jí)數(shù)0超載個(gè)數(shù)0支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水平集中力0-)JDW n-D J«ij-丄 r J6.3 c - E.5 0二】向r - 5.3 匚=旳 a - 7 7附加水平力信息水平作用類水平力作用深是否參是否參力型值度與與序號(hào)(kN)(m)傾覆穩(wěn)疋整體穩(wěn)疋土層信息土層數(shù)3坑內(nèi)加固土否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)3.500外側(cè)水位深度(m)0.000內(nèi)側(cè)水位是否隨開(kāi)挖過(guò)程變化否內(nèi)側(cè)水位距開(kāi)挖面距離(m)-彈性計(jì)算方法按土層指定X彈性法計(jì)算方法m法土層參數(shù)層號(hào)土類名稱層厚(m)重度(kN/m3)浮重度3(

6、kN/m )粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角(度)1雜填土3.5010.00.00.000.002淤泥質(zhì)土3.7216.96.9-3淤泥10.5015.85.8-層 號(hào)與錨固體摩擦阻力(kPa)粘聚力水下(kPa)內(nèi)摩擦角 水下(度)水土計(jì)算方 法m,c,K 值抗剪強(qiáng)度(kPa)1S'0.000.00合算m法0.00-215.08.5011.80合算m法1.49-312.08.007.70合算m法0.63-支錨信息支錨道數(shù)1支錨 道號(hào)支錨類型水平間距(m)豎向間距(m)入射角(° )總長(zhǎng)(m)錨固段長(zhǎng)度(m)1內(nèi)撐1.0000.500-支錨 道號(hào)預(yù)加力(kN)支錨剛度(MN/m)錨固

7、體 直徑(mm)工況號(hào)錨固力 調(diào)整系數(shù)材料抗力(kN)材料抗力 調(diào)整系數(shù)10.001281.00-2-4062.001.00土壓力模型及系數(shù)調(diào)整 層號(hào)土類名稱水土水壓力 調(diào)整系數(shù)主動(dòng)土壓力 調(diào)整系數(shù)被動(dòng)土壓力 調(diào)整系數(shù)被動(dòng)土壓力最大值(kPa)1雜填土合算1.0001.0001.00010000.0002淤泥質(zhì)土合算1.0001.0001.00010000.0003淤泥合算1.0001.0001.00010000.000彈性法土壓力模型經(jīng)典法土壓力模型眾分布IW工況信息工況 號(hào)工況 類型深度(m)支錨 道號(hào)1開(kāi)挖1.000-2加撐-1.內(nèi)撐3開(kāi)挖3.500-設(shè)計(jì)結(jié)果結(jié)構(gòu)計(jì)算各工況：訕一一舷 f

8、 J.ODn )重怔KN)(-5.93)(leosw<0.00)(54X13)(-4L13)-(33£B)c-nafle(laDoR吩22TA寸鳥(niǎo)' 令寸31!3S3)(rw盂ess=ST.P-ffissbju 遂 RawKTi(6s?BSD懐了呈、NJWfF倉(cāng)R7QU2g' czpeY:czr£3】 2丄±魚(yú)(EZS& 岸2 疙1a SI'As-i:A¥sowesS31.e aGrsD；<£6.?】2N¥»ss 人彩. 臺(tái)爲(wèi)D;AS導(dǎo)sE'lwsf(吾門(mén)二報(bào)儀旺u內(nèi)力位移

9、包絡(luò)圖:歸卜M)黑衆(zhòng)KM)Mi7E>C561&(-37.43)-(P257)卜眄書(shū)一-妙(O.DO>(-2P74J-(5fl JO3>地表沉降圖：邸辿慈I"期嗤皿£頒吧朋* 48nnfctt轉(zhuǎn) 72m抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算抗傾覆安全系數(shù)M被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)樁底的抗傾覆彎矩，對(duì)于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力決定;對(duì)于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。M主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的傾覆彎矩。注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。工況1:錨固力(kN/m)注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。 序號(hào)支錨類型材料抗力(kN/m)1內(nèi)撐0.00

10、04709.4340.000Ks 2200.490Ks = 2.140 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。工況2：注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。序號(hào)支錨類型材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m)1內(nèi)撐4062.000-4709.43446713.000Ks 2200.490 Ks = 23.368 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。工況3：注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。序號(hào)支錨類型材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m)1內(nèi)撐4062.000-3108.78246713.000Ks2200.490Ks = 22.641 >= 1.200,滿足規(guī)范要求。安

11、全系數(shù)最小的工況號(hào)：工況1。最小安全Ks = 2.140 >= 1.200,滿足規(guī)范要求?？孤∑痱?yàn)算Prandtl（普朗德?tīng)枺┕剑↘s >= 1.11.2），注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB 9258-97（冶金部）:jD N q cN cH D - qotan 4521N q -123.142tan 7.700e=2.002tan Y7.700tan 45212.002 -1=7.414tan 7.70016.2818.5002.0028.0007.41414.4493.5008.5000.000Ks = 1.940 >= 1.1,滿足規(guī)范要求。Terzaghi（

12、太沙基）公式（Ks >= 1.151.25），注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB 9258-97（冶金部）:KsNqNqNcKsDNq cN ccos 4522Nco7.700cos 45 亠2=2.14416.281一1 】8464tan 7.7008.5002.1448.0008.46414.4493.5008.500- 0.000Ks = 2.101 >= 1.15,滿足規(guī)范要求。隆起量的計(jì)算注意：按以下公式計(jì)算的隆起量，如果為負(fù)值，按0處理!875 一136n-0.5D i h i q 125 一 !i =1H0.046.37c-0.54tan式中 S基坑底面向上位移

13、（mm）;n從基坑頂面到基坑底面處的土層層數(shù)；ri第i層土的重度（kN/m3）;地下水位以上取土的天然重度（kN/m3）;地下水位以下取土的飽和重度（kN/m3）;hi第i層土的厚度（m）;q基坑頂面的地面超載 （kPa）;D樁（墻）的嵌入長(zhǎng)度（m）;H基坑的開(kāi)挖深度 （m）;c樁（墻）底面處土層的粘聚力（kPa）;0樁（墻）底面處土層的內(nèi)摩擦角（度）;r樁（墻）頂面到底處各土層的加權(quán)平均重度 （kN/m3）;875 - 135.00.0361258.53.5-0.5-0.04 、.6.3714.48.0tan 7.70-0.54S = 32(mm)抗管涌驗(yàn)算則：r = 5,B c = BjO

14、© = 77抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K >= 1.5):''V'1.5' 0h _w - h "2D 式中 丫 0側(cè)壁重要性系數(shù)；丫 '土的有效重度 (kN/m 3)；丫 w地下水重度 (kN/m3);h'地下水位至基坑底的距離(m);D樁(墻)入土深度(m);K = 3.679 >= 1.5,滿足規(guī)范要求。承壓水驗(yàn)算PczKyPwy式中Pcz基坑開(kāi)挖面以下至承壓水層頂板間覆蓋土的自重壓力Rvy承壓水層的水頭壓力(kN/m );Ky抗承壓水頭的穩(wěn)定性安全系數(shù)，取1.5 。2(kN/m );Ky = 33.80/30.0

15、0 = 1.12 >= 1.05基坑底部土抗承壓水頭穩(wěn)定！嵌固深度計(jì)算嵌固深度系數(shù)1.200抗?jié)B嵌固系數(shù)1.200嵌固深度計(jì)算參數(shù):嵌固深度計(jì)算過(guò)程：按建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)計(jì)算支點(diǎn)力和嵌固深度設(shè)計(jì)值hd：1) 按ea1k = e p1k確定出支護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩零點(diǎn)hc1 = 0.0002) 支點(diǎn)力Tc1可按下式計(jì)算：h T1 = 3.000mT c1 = 23.820 kN3) h d 按公式：hpE Ej + Td(hT1+hd) -3y chaE 巳=0 確定3 = 1.200, y 0 = 1.000h p = 1.591m，刀 b = 294.604 kPah a = 2.688m，刀曰=197.036 kPa得到 hd = 4.100m , hd采用值為：8.500m、圍堰圍囹(腰梁)及斜撐驗(yàn)算根據(jù)節(jié)單元計(jì)算，取其最大反力作為圍囹均布荷載。 根據(jù) 第節(jié)計(jì)算知圍囹工況3反力最大為24.08kN，因此均布荷載為 24.08Kn/m內(nèi)導(dǎo)梁最大彎矩Mmax采用的支撐最大間距Lmax=4.5m內(nèi)導(dǎo)梁采用 單片焊接 H型鋼 h=482mm,b=300mm,t=11mm,W=2523cm32Mmax=(qmaxLmax2)/8=(24.08x 4