拉森鋼板樁基坑支護方案設(shè)計和計算

1、3、拉森鋼板樁基坑支護方案設(shè)計和計算3.1、基本情況城展路環(huán)城河橋橋臺位于河岸上，基坑開挖深度較??；橋墩長24m， 寬1.7m，右偏角90，系梁底標高為0.0m，河床底標高0.0m，因此 基坑底部尺寸考慮1m施工操作面要求，布置為長26m，寬3.7m，不 需土方開挖。環(huán)城河常水位2.6m，1/20洪水位3.27m，河床底標高0.0m，河底為 淤泥土?？紤]選擇枯水期施工，堰頂標高為3.5m。3.2、支護方案設(shè)計支護采用拉森鋼板樁圍堰支護，圍堰平行河岸布置，平面布置詳 見附圖。堰體采用拉森鋼板樁W型，樁長12米，內(nèi)部水平圍檁由單 根(500X300mm) H型鋼組成，支撐桿設(shè)置在鋼板樁頂部，由直徑

2、為 600mm，壁厚為8mm鋼管組成。整個基坑開挖完成后，沿基坑四周挖出一條200X200mm排水溝，在 基坑對角設(shè)500X 500X500mm集水坑，用泥漿泵將集水坑內(nèi)滲水及時 排出基坑。布置圖:覲心|.兀2-，if.7700F睥帆地購 Cg就蛀.ZJJtmi ：m牝-4、基坑 穩(wěn)定性驗算4.1、橋墩基坑穩(wěn)定性驗算 鋼板樁長度為12米，樁頂支撐，標高3.5米，入土長度8.5米?；娱_挖寬度26米，坑底標高0.0米?；硬捎美摪鍢吨ёo，圍檁由單根(500X300mm) H型鋼組成，設(shè)單道樁頂支撐，支撐采用直徑為600mm，壁厚為8mm鋼管作為支撐導梁，鋼管與H型鋼進行嵌 固相連并焊接。驗算

3、鋼板樁長度，選擇鋼板樁和導梁型號，驗算基底 穩(wěn)定性。采用理正深基坑軟件對支護結(jié)構(gòu)和圍囹支撐體系等變形與內(nèi)力整體 計算分析；支護結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性、抗隆起、抗管涌、嵌固深度采 用理正深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件單元計算進行分析。4.1.1、設(shè)計標準及參數(shù)1、基坑設(shè)計等級及設(shè)計系數(shù)二級，重要性系數(shù)：1.0；支護結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0;構(gòu)件計算綜合性系數(shù)：1.25。2、材料力學性能指標序號/材料名稱規(guī)格使用 部位強度設(shè)計值(Mpa)抗拉、壓、彎抗剪承壓1型鋼(Q235) X500300mmH腰梁2151253252D600mm 鋼管(Q235)內(nèi)支撐2151253253鋼板樁W樁2954.1.2、施工

4、工況定義1、單元分析工況定義、工況1：打鋼板樁，水面以下3.5m；、工況2：在樁頂以下0.5m處安裝第一道內(nèi)支撐;、工況3：抽水；2、單元計算支護方案連續(xù)墻支護己理土 r =花誠 匚-8.5 0 二 J1.8r C0UI hjr X/ r- njo I I cooMOJnJI基本信息增量法內(nèi)力計算方法規(guī)范與規(guī)程JGJ 120-99建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程基坑等級二級Y0基坑側(cè)壁重要性系數(shù)1.00H(m)基坑深度3.500(m )嵌固深度8.500(m)墻頂標高0.000連續(xù)墻類型鋼板樁卜每延米板樁截面面枳 A(cm2)236.00卜每延米板樁壁慣性矩 I(cm4)39600.00L每延米板樁抗彎模

5、量W(cm3)2200.00有無冠梁無放坡級數(shù)0超載個數(shù)0支護結(jié)構(gòu)上的水平集中力0附加水平力信息是否參是否參作用類水平力作用深水平與值與型度力 整體穩(wěn)(m)序號傾覆穩(wěn)(kN)定定土層信息土層數(shù)3坑內(nèi)加固土否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)3.500(m)外側(cè)水位深度0.000內(nèi)側(cè)水位是否隨開挖過程變化否內(nèi)側(cè)水位距開挖面距離(m)彈性計算方法按土層指定乂彈性法計算方法法m土層參數(shù)層號土類名稱層厚(m)重度(kN/m)浮重度(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3.7216.96.93淤泥10.5015.85.8層 號與錨固體摩 擦阻力(kPa)

6、粘聚力 水下(kPa)內(nèi)摩擦 角)(水下 度水土計算方 法m,c,K值抗剪強度 (kPa)10.10.000.00合算 1=1舁m法0.00215.08.5011.80合算算m法1.49312.08.007.70合算算m法0.63支錨信息1支錨道數(shù)支錨 道號支錨類型水平間距 (m)豎向間距 (m)入射角) (總長(m)錨固段(m) 長度1內(nèi)撐1.0000.500支 錨 道號預加力 (kN)支錨剛度 (MN/m)錨固體 (mm)直徑工況 號錨固力調(diào)整系數(shù)材料抗力 (kN)材料抗力 調(diào)整系數(shù)10.001281.0024062.001.00土壓力模型及系數(shù)調(diào)整彈性法土壓力模型:一般分布經(jīng)典法土壓力模

7、型：um一般層 號土類名 稱水土水壓力調(diào)整 系數(shù)主動土壓力調(diào)整系數(shù)被動土壓力調(diào)整系數(shù)被動土壓力(kPa)最大值1雜填土合算 合算1.0001.0001.00010000.0002淤泥質(zhì) 土合算算1.0001.0001.00010000.0003淤泥合算 口算1.0001.0001.00010000.000工況信息工況號工況類型7.700?45cos2深度(m)支錨道號1 ? N72.144開挖 1?8.464?11.0002c加撐內(nèi)撐1.3開挖3.500設(shè)計結(jié)果結(jié)構(gòu)計算各工況:代 J.iJUii 11 1-41.-J?jon1(-597?)C58.1B (-5.93)(0.50)(Ourij(

8、i7)-nfr-.)們禎)-5 閣-一處區(qū)-)W-N.Hj 蟠 UXKN) (-33)TEE (D,W-tO,OO)I317-：lcU5U(-.74)-&.O3)地表沉降圖:北m?i記川5 口 一 m勺? p己jiuJf.二1hIL5_ 一1L/. 11210 口 30 40 50 60 70 80 ?0 1U0 謁寅而）10 嶙論-M ；：Jnn躍;始 昧憾收 抵偵麻咀48nr 了己叫抗傾覆穩(wěn)定性驗算 抗傾覆安全系數(shù):MpKsMa m被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩，對于內(nèi)支撐支點力由內(nèi)支撐抗壓 力決定；對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。主動土壓力對樁底的傾覆彎

9、矩。注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。工況1:注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)4709.434 ?0.000?Ks2200.490滿足規(guī)范要求。據(jù)錨桿實際錨固長度計算。1 內(nèi)撐0.000-K = 2.140 = 1.200, 工況2：注意：錨固力計算依s(kN/m)支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力序號4062.0001 內(nèi)撐4709.434 ?46713.000K?s2200.490滿足規(guī)范要求。K = 23.368 = 1.200,3：工況s注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算(kN/m)材料抗力支錨類型(kN/m)錨

10、固力序號 - 內(nèi)撐4062.00013108.782 ?46713.000?Ks2200.490滿足規(guī)范要求。K = 22.641 = 1.200,s1。安全系數(shù)最小的工況號：工況滿足規(guī)范要求。=2.140 = 1.200, K最小安全s抗隆起驗算.u1 160 0Hu.逐心.r - 1B.3 c - 6.5，注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范=1.11.2）Prandtl（普朗德爾）公式（K YB9258-97（冶金部?Nc?ND cqK?s?DqH?Y2taneN?tan45q219 ?91?N?NK?(pq227.7003.i42tan7.700?45?eN?2.002tan1? 7.

11、4141?N?2.002?c7.700tan7.414?8.0002.00216.281?8.500? ?Ks?0.0003.500?8.50014.449?K 滿足規(guī)范要求。=1.940 = 1.1,.s，注：安全系數(shù)取自建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范1.25）（K = 1.15Terzaghi （太沙基）公式）：YBs?Nc?ND cq?Ks?q?DH241e?NQ q 平兀521 :?。?1N?N%tan7.7003?3.1427.700tan(p?241e2.144?N?q2 7.700tan8.464?2.144?8.000?16.281?8.500 ?KS?0.00014.449?3.500

12、8.500?K = 2.101 = 1.15,滿足規(guī)范要求。s隆起量的計算!?0處理注意：按以下公式計算的隆起量，如果為負值，按(mm);式中5基坑底面向上位移；從基坑頂面到基坑底面處的土層層數(shù)n )； i ri第層土的重度(kN/m); 地 333下水位以上取土的天然重度(kN/m(kN/m)；地下水位以下取土的飽和重度(m);層土的厚度第hii(kPa); q基坑頂面的地面超載(m);)的嵌入長度樁D（墻（m）;H基坑的開挖深度（kPa）;底面處土層的粘聚力樁c（墻）;底面處土層的內(nèi)摩擦角墻樁山（）（度？；頂面到底處各土層的加權(quán)平均重度（kN/m（r 一樁墻）?o.5?8.51875?o.

13、54?o.O4? ?7.700.035.0?8.0?6.37?125?14.4?tan3.563=32(mm) 6抗管涌驗算(K = 1.5):抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)?，？1.5hDh2?woy / /;側(cè)壁重要性系數(shù)式中Y 土的有效重度(kN/my);3地下水重度 Y (kN/m (m);3w(m); )(D樁墻入土深度K = 3.679 = 1.5,滿足規(guī)范要求。.地下水位至基坑底的距離h承壓水驗算）；0Pcz?KyPwy式中P基坑開挖面以下至承壓水層頂板間覆蓋土的自重壓力(kN/m);2P承壓水層的水頭壓力(kN/m);cz2w K抗承壓水頭的穩(wěn)定性安全系數(shù)，取1.5。yK = 33.80/

14、30.00 = 1.12 = 1.05基坑底部土抗承壓水頭穩(wěn)定！y嵌固深度計算1.200嵌固深度系數(shù)1.200抗?jié)B嵌固系數(shù) 嵌固深度計算過程:按建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99單支點結(jié)構(gòu)計算支點力和嵌固深度設(shè)計值h：d1)按e = e確定出支護結(jié)構(gòu)彎矩零點h = 0.000如皿 2)支點力T可按下式計算：“h = 3.000m T =T1B = 1.200 , y = 1.000? E?hhEpCalaCp1?Tclh?hclT123.820 kN13) h 按公式：hEE + T(h+h) - 0yhEE=0 確定 .血h = 1.591m,EE = 294.604 kPa h = 2.688m,EE = 197.036 kPapjp得到h = 4.100m, h采用值為：8.500maia dd 4.1.3、圍堰圍囹(腰梁)及斜撐驗算根據(jù)4.1.2節(jié)單元計算，取其最大反力作為圍囹均布荷載。根據(jù) 第4.1.2節(jié)計算知圍囹工況3反力最大為24.08kN，因此均布荷載為 24.08Kn/m內(nèi)導梁最大彎矩Mmax采用的支撐最大間距Lmax=4.5m內(nèi)導梁采用 單片焊接 H 型鋼 h=482mm,b=300mm,t=11mm,W=2523cm3。2)/8=67.0KNmMmax=(qmaxLmax2