鋼板樁受力分析及圍堰驗(yàn)算(定)1

1、和尚塘大橋主墩鋼板樁圍堰計(jì)算書一、 基坑在開挖完成后，砼墊層澆筑前鋼板樁驗(yàn)算鋼板樁被主動(dòng)壓力強(qiáng)度相等處與錨 A h4=0.9m固點(diǎn)（E點(diǎn)）位置相近，則： B h3=2.1m y=HKa /（KKp-Ka） C h2=3.5m ： 粘性土容重，=18 KN/m3; 基坑底 D h1=1.5m y H：主動(dòng)土壓高度，H=h1+h2+h3+h4=8m E Kp：被動(dòng)土壓力系數(shù)，為1.761， O xKp=tg-2（45。+/2），內(nèi)摩擦角=16。 圖1Ka：主動(dòng)土壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。K：被動(dòng)土壓力修正系數(shù)，K=1.4；y =2.4m1、 鋼板樁彎矩驗(yàn)

2、算把CE段看作簡支梁來計(jì)算，偏于安全，受力土如下： qc qd C 1.5m 2.4m E 圖2鋼板樁上C點(diǎn)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度為：P C=HKa ： 粘性土容重，=18 KN/m3; H：主動(dòng)土壓高度，H= h2+h3+h4=6.5m Ka：土的壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。則：P C=66.5 KN/m2;分布在1延米(2.5塊)鋼板樁上的壓力為:qC=1* PC=66.5 KN/ m;同理：qD=81.8 KN/ m;為方便計(jì)算，將CE段分解成如下受力情況： qC qD- qC qDC 1 E C 2 E C 3 E 圖3Mmax1=qCa2（2l-a

3、）2/8l2=66.5×1.52×（2×3.9-1.5）2/8×3.92 =48.8 KN.mMmax2=（qC-qD）a2（3-2a/l-1）/6=15.3×1.52×（2-2×1.5/2.9）/6=5.5 KN.mMmax3=qDa2（3-2a/l-1）/6=81.8×2.42×（2-2×2.4/3.9）/6 =60.4 KN.m則在CE段鋼板樁墻上的最大彎矩不大于:MmaxCE= Mmax1+ Mmax2+ Mmax3 =114.7KN.m拉森型鋼板樁1米寬截面抵抗矩為2037cm3,則最

4、大抗壓強(qiáng)度為:= MmaxCE/W=114.7KN.m/2037cm3=56.3 Mpa=145 Mpa 安全2、 鋼板樁入土深度計(jì)算由圖1可知E點(diǎn)為錨固點(diǎn)，即為彎矩零點(diǎn)，則E點(diǎn)的支撐力RE和墻前被動(dòng)土壓力對板樁底端的力矩相等，由此可求得x：RE*x=（KKp-Ka）x3由圖3可求得RE：RE= RE1+RE2+RE3RE1= qCa2/2l=66.5×1.52/2×3.9=19.2 KNRE2=（qC-qD）a2/3l=15.3×1.52/（3×3.9）=2.9 KNRE2=qDb（3-2*b/l）/6=81.8×2.4×（3-2&

5、#215;2.4/3.9）/6=57.9 KNRE= 19.2+2.9+57.9=80 KNx= 6* RE/18*（KKp-Ka） =3.7m則板樁的入土深度為：T=1.1×（y+x）=6.7 m 3、C點(diǎn)橫梁（縱橋向19.5m）驗(yàn)算 C點(diǎn)處橫梁承受相鄰兩跨（BC、CE）各半跨上的土壓力： qC=*Ka*HC*（HBC+HDE）/2 ： 粘性土容重，=18 KN/m3; Ka：主動(dòng)土壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。 HC：橫梁距基坑頂?shù)木嚯x，為6.5m； HBC：BC間距，為3.5m； HCE： CE點(diǎn)間距，為偏于安全取5.31m；則 qC=2

6、92.7 KN/m C橫梁上的支撐水平間距為3m，按三跨等跨連續(xù)梁計(jì)算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax= 0.1×qC*l2=263.4KN.m W= Mmax/ W：橫梁的截面抵抗矩； ：A3鋼的容許抗彎強(qiáng)度，為145Mpa； 則：W=1816.6cm3 橫梁選用I50c工字鋼，W=2080cm31816.6 cm3 可以 4、C點(diǎn)支撐（橫橋向16.5m）驗(yàn)算 支撐水平間距為3m，則每根支撐上的軸向壓力為： RC= qC*3=878.1 KN 擬采用240c槽鋼 長細(xì)比：=l/I l：支撐長度，取1600 cm；i：支撐回轉(zhuǎn)半徑，i=14.71cm；=108.7，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7、規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為： =0.474 支撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/*A N：支撐的軸向壓力，N= RC=878.1 KN； A：支撐的截面積，A=2A40c=2×91.04=182.08 cm2； =101.7 Mpa =140 Mpa 可以A點(diǎn)橫梁、支撐受力與基坑完成后情況相同，驗(yàn)算見后；B點(diǎn)橫梁、支撐受力小于C點(diǎn)支撐拆除后（基坑完成鋼筋綁扎前）受力情況，以后一情況為準(zhǔn)。二、C點(diǎn)支撐拆除（基坑完成后鋼筋綁扎前）鋼板樁驗(yàn)算1、鋼板樁驗(yàn)算 混凝土墊層澆筑完成后，為方便鋼筋綁扎施工，原地面 A h3=0.9mC點(diǎn)橫梁及支撐要拆除，拆除后板樁底部BD跨 B h2=2.1m可用一端固定，一端鉸支

8、計(jì)算偏于安全。 h1=4.5m受力土如下： PD D 砼墊層 qD qB D 4.5 m B 圖4鋼板樁上B點(diǎn)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度為：P B=HKa ： 粘性土容重，=18 KN/m3; H：主動(dòng)土壓高度，H= h2+h3 =3m Ka：主動(dòng)土壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。則：P B=30.7 KN/m2;分布在1延米(2.5塊)鋼板樁上的壓力為:qB=1* PB=30.7 KN/ m;同理：qD=76.7 KN/ m;圖4受力情況又可分解如下： qD- qB qB D 1 B D 2 B 圖5情況1：在x=3l/8處，板樁的彎矩最大Mmax1=9（qD-

9、qB）L2/128=109.2 KN.m情況2: 在x=0.447l處，板樁的彎矩最大Mmax2=0.02989qBL2=27.8 KN.mBD段的鋼板樁所受的最大彎矩小于:Mmax1+ Mmax2=137 KN.m拉森型鋼板樁1米寬截面抵抗矩為2037cm3,則最大抗壓強(qiáng)度為:= MmaxCE/W=137KN.m/2037cm3=67.3 Mpa=170 Mpa 安全2、B點(diǎn)橫梁（縱橋向19.5m）及支撐（橫橋向16.5m）驗(yàn)算 橫梁驗(yàn)算B點(diǎn)橫梁承受一半AB與BD段的土壓力強(qiáng)度: qB=*Ka*HB*（h2+h1）/2 ： 粘性土容重，=18 KN/m3; Ka：土的壓力系數(shù)，為0.568，

10、Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。 HB：橫梁距基坑頂?shù)木嚯x，為：h2+h3=3m； H2：AB點(diǎn)間距，為2.1m； H1：BD點(diǎn)間距，為4.5m；則 qB=101.2 KN/m B橫梁上的支撐最大水平間距為5m，相鄰跨間距為2.5m，按三跨不等跨計(jì)算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax= 0.219×qB*2.52=138.5 KN.m W= Mmax/ W：橫梁的截面抵抗矩； ：A3鋼的容許抗彎強(qiáng)度，為170Mpa； 則：W=814.8 cm3 橫梁選用I36a工字鋼，W=875 cm3814.8cm3 可以支撐驗(yàn)算 支撐最大水平間距為5m，相鄰跨為2.5m，則每

11、根支撐上的軸向壓力為： RB= qB*（5+2.5）/2=379.5 KN 擬采用232b槽鋼 長細(xì)比：=l/I l：支撐長度，取1600 cm；i：支撐回轉(zhuǎn)半徑，i=12.11cm；=132.1，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為： =0.372 支撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/*A N：支撐的軸向壓力，N= RB=379.5 KN； A：支撐的截面積，A=2A32b=2×54.9=109. 8 cm2； =34.5 Mpa =140 Mpa 可以3、A點(diǎn)橫梁（縱橋向19.5m）及支撐（橫橋向16.5m）驗(yàn)算 橫梁驗(yàn)算A點(diǎn)橫梁承受一半AB與全部h3段的土壓力強(qiáng)度: qA=*Ka*HA*h2/2

12、+*Ka*HA*h3 ： 粘性土容重，=18 KN/m3; Ka：土的壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。 HA：橫梁距基坑頂?shù)木嚯x，為： h3=0.9m； h2：AB點(diǎn)間距，為2.1m； h3：A點(diǎn)距基坑頂?shù)木嚯x，為0.9m；則 qA=17.9 KN/m A橫梁上的支撐最大水平間距為5m，相鄰跨間距為2.5m，按三跨不等跨連續(xù)梁計(jì)算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax=0.219 ×qA*2.52=24.5 KN.m W= Mmax/ W：橫梁的截面抵抗矩； ：A3鋼的容許抗彎強(qiáng)度，為170Mpa； 則：W=144.1 cm3 橫梁選用I18工

13、字鋼，W=185.4 cm3144.1 cm3 可以 支撐驗(yàn)算 支撐水平間距為2.5m+5m+2.5m，則支撐上的最大軸向壓力為： RA= qA*（5+2.5）/2=67.1 KN 擬采用32b槽鋼 長細(xì)比：=l/I l：支撐長度，取1650 cm；i：支撐回轉(zhuǎn)半徑，i=12.11cm；=132.2，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為： =0.372 支撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/*A N：支撐的軸向壓力，N= RA=67.1 KN； A：支撐的截面積，A=A32b=54.9 cm2； =32.8 Mpa =145 Mpa 可以三、橫橋向（16.5m方向）橫梁及角撐驗(yàn)算1、A點(diǎn)橫梁（橫橋向16.5m）及

14、角撐驗(yàn)算 225 1300 2 橫梁驗(yàn)算 19.5m 330 =34.2。由二中的3知A點(diǎn)橫梁承受的土壓力強(qiáng)度: 330=38.7。qA= qA=17.9 KN/m 圖6 A橫梁上的角撐水平間距為3.3m，按簡支梁計(jì)算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax= qA*l2/8=24.4 KN.m W= Mmax/ W：橫梁的截面抵抗矩； ：A3鋼的容許抗壓強(qiáng)度，為145Mpa； 則：W=168.3 cm3 橫梁選用I18工字鋼，W=185.4 cm3138.6 cm3 可以角撐驗(yàn)算 角撐水平間距為3.3m，則每根角撐上的軸向壓力為： RA1= qA*3.3/cos=97.35 KN 擬采用20

15、b槽鋼 長細(xì)比：=l/I l：角撐長度，l= 2252+3302 =399.4cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=7.64cm；=52.3，屬于短粗桿,不必進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算 角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/ A N：角撐的軸向壓力，N= RA1=97.35 KN； A：角撐的截面積，A=A20b=32.83 cm2； =29.7 Mpa =140 Mpa 可以 RA2= qA*3.3/cos=103.2 KN 擬采用20b槽鋼 長細(xì)比：=l/I l：角撐長度，l= (225+300)2+(330+330)2 =843.3cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=7.64cm；=110，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為： =0.4

16、69 角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/A N：角撐的軸向壓力，N= RA2=103.2 KN； A：角撐的截面積，A=A20b=32.83 cm2； =54.8 Mpa =140 Mpa 可以2、B點(diǎn)橫梁（橫橋向16.5m）及角撐驗(yàn)算 橫梁驗(yàn)算 由二中的2知B點(diǎn)橫梁承受的土壓力強(qiáng)度: qB= qB=101.2 KN/m B橫梁上的角撐水平間距為3.3m，按簡支梁計(jì)算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax= qB*l2/8=137.8 KN.m W= Mmax/ W：橫梁的截面抵抗矩； ：A3鋼的容許抗壓強(qiáng)度，為140Mpa； 則：W=984.2 cm3 橫梁選用I40b工字鋼，W=1139.0 c

17、m3984.2 cm3 可以角撐驗(yàn)算 角撐水平間距為3.3m，則每根角撐上的軸向壓力為： RB1= qB*3.3/cos=403.8 KN 擬采用32b槽鋼 長細(xì)比：=l/I l：角撐長度，l= 2252+3302 =399.4cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=12.11cm；=33，屬于短粗桿,不必進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算 角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/ A N：角撐的軸向壓力，N= RB1=403.8 KN； A：角撐的截面積，A=A32b=32.83 cm2； =73.6 Mpa =140 Mpa 可以 RB2= qB*3.3/cos=427.9 KN 擬采用32b槽鋼 長細(xì)比：=l/I l：角撐長度，l=

18、(225+300)2+(330+330)2 =843.3cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=12.11cm；=69.6，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為： =0.731 角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/A N：角撐的軸向壓力，N= RB2=427.9 KN； A：角撐的截面積，A=A32b=32.83 cm2； =106.6 Mpa =140 Mpa 可以3、C點(diǎn)橫梁（橫橋向16.5m）及角撐驗(yàn)算 橫梁驗(yàn)算 由一中的3知C點(diǎn)橫梁承受的土壓力強(qiáng)度: qC= qC=292.7 KN/m C橫梁上的角撐水平間距為3.3m，按三等跨連續(xù)梁計(jì)算，則橫梁上最大彎矩為： Mmax= qC*l2*Km=263.43 KN.m

19、Km為彎距系數(shù)取0.1 W= Mmax/ W：橫梁的截面抵抗矩； ：A3鋼的容許抗壓強(qiáng)度，為140Mpa； 則：W=2276.8 cm3 橫梁選用I56a工字鋼，W=2342.31 cm32276.8 cm3 可以角撐驗(yàn)算 角撐水平間距為3.3m，則每根角撐上的軸向壓力為： RC1= qC*3.3/cos=1167.8 KN 擬采用240b槽鋼 長細(xì)比：=l/I l：角撐長度，l= 2252+3302 =399.4 cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=14.71 cm；=27.2，屬于短粗桿,不必進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算 角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/ A N：角撐的軸向壓力，N= RC1=1167.8 KN； A：角撐的截面積，A=2A40c=182.08 cm2； =64.1 Mpa =140 Mpa 可以 RC2= qC*3.3/cos=1237.7 KN 擬采用40c槽鋼 長細(xì)比：=l/I l：角撐長度，l=