某特大橋鋼板樁圍堰計算書

XX特大橋鋼板樁圍堰計算書工程概括XX為新建鐵路XX至XX城際軌道上一座特大橋，主墩187＃、188＃墩均位于望虞河中。主墩樁基為19根1.5m直徑的鉆孔樁，承臺為直徑17.7m、高度3m的圓柱形。承臺上臺下口直徑為12.1m，上口直徑為7.1m。河床土層以粉質黏土、粉土為主。二、圍堰的布置及計算假設1、圍堰的布置鋼板樁的具體布置如下圖：（立面圖）（平面圖）2、計算假設本計算中土層參數按經驗取值如下：序號土層名稱容重（kN/mm3）內摩擦角（o）粘聚力（kPa）1粉質黏土18.518122粉砂2026.5163黏土172213.5圍堰設計時計算水位按＋2.0m考慮。三、圍堰計算1、土壓力計算本工程土壓力計算采用不考慮水滲流效應的水土分算法，即鋼板樁承受孔隙水壓力、有效主動土壓力及有效被動土壓力。以水位標高＋2.0以基準，計算各高度點的水壓力、有效土壓力。（1）、主動土壓力系數粉質黏土：Ka＝tg2(45-)＝0.528，＝0.727粉砂：Ka＝tg2(45-)＝0.383，＝0.619黏土：Ka＝tg2(45-)＝0.455，＝0.675被動土壓力系數粉質黏土：Kp＝tg2(45＋)＝1.894，＝1.376粉砂：Kp＝tg2(45＋)＝2.611，＝1.616黏土：Kp＝tg2(45＋)＝2.198，＝1.483（2）、有效主動土壓力的計算a、h＝4.5m時，Pa’=0b、h＝10.7m（上）時，Pa’=0.528×6.2×8.5－2×12×0.727＝10.38KN/m2c、h＝10.7m（下）時，Pa’=0.383×6.2×10－2×16×0.619＝3.94KN/m2d、h＝17.2（上）m時，Pa’=0.383×12.7×10－2×16×0.619＝28.83KN/m2e、h＝17.2（下）m時，Pa’=0.455×12.7×7－2×13.5×0.675＝22.22KN/m2f、h＝19m時，Pa’=0.455×14.5×7－2×13.5×0.675＝27.96KN/m2（3）、孔隙水壓力的計算a、h＝0時，Pw=0KN/m2b、h＝4.5m時，Pw＝45KN/m2c、h＝10.7m時，Pw＝107KN/m2d、h＝17.2m時，Pw＝172KN/m2e、h＝19m時，Pw＝190KN/m2（4）、土壓力合力a、h＝4.5m時，Pa=45KN/m2b、h＝10.7m（上）時，Pa＝117.38KN/m2c、h＝10.7m（下）時，Pa=110.94KN/m2d、h＝17.2（上）m時，Pa=200.83KN/m2e、h＝17.2（下）m時，Pa=194.22KN/m2f、h＝19m時，Pa=218KN/m22、各施工工況及內力計算本圍堰施工時，按上層支撐已安裝，并抽水（吸泥）至待安裝支撐下100cm處，計算各支撐在各階段可能出現的最大反力和鋼板樁最大內力。在計算時，各階段鋼板樁計算長度按等值梁法確定，從主動土壓力與被動土壓力相等的反彎矩截面（即凈土壓力為零或彎矩為零）截斷形成等值梁計算支撐反力和鋼板樁彎矩。根據施工工序，分為四個工況；工況一：圍堰第一道支撐加好后，抽水到－3.5m標高時；鋼板樁受被動土壓力a、h＝5.5m時，Pp=2×12×1.376=33.02KN/m2b、h＝10.7m時，Pp＝1.894×8.5×5.2＋2×12×1.376＝116.74KN/m2考慮到鋼板樁樁前土體摩擦作用，被動土壓力給予提高，查表得，提高系數K＝1.5，則：a、h＝5.5m時，Pp=33.02×1.5＝49.53KN/m2b、h＝10.7m時，Pp＝116.74×1.5＝175.11KN/m2鋼板樁所受水、土壓力分布圖如下：（彎矩圖）（反力圖）工況二：圍堰第二道支撐加好后，向圍堰內注水至圍堰外水位，水下吸泥、清淤到－12.557m標高時；鋼板樁受被動土壓力a、h＝14.557m時，Pp=2×16×1.616=51.7KN/m2b、h＝19m時，Pp＝2.611×10×4.443＋2×16×1.616＝167.72KN/m2考慮到鋼板樁樁前土體摩擦作用，被動土壓力給予提高，查表得，提高系數K＝1.7，則：a、h＝14.557m時，Pp=51.7×1.7＝87.89KN/m2b、h＝19m時，Pp＝167.72×1.7＝285.12KN/m2鋼板樁所受水、土壓力分布圖如下：（彎矩圖）（反力圖）工況三：封底砼達到設計強度后，圍堰內抽水至－7.0米標高處；（彎矩圖）（反力圖）工況四：第三道支撐加好后，圍堰內抽水至－10.057米標高處。（彎矩圖）（反力圖）以各道支撐在四個工況下的最大反力作為圈梁的設計依據，則第一至第三道支撐的支撐反力依次為：R1＝59.5KN/mR2＝482.8KN/mR3＝399.12KN/m鋼板樁在各工況下所受的最大彎矩：Mmax＝445.1KN.m，鋼板樁擬采用拉森Ⅵ型，其長度為18米，慣性矩為56700cm4/m,截面彈性模量為2700cm3/m,鋼材材質為SY295。σ=＝＝164.9Mpa＜0.6×295＝177Mpa，符合要求。3、內支撐的設計計算本工程圈梁采用組合型鋼結構，第一道圈梁組合型鋼如下圖截面A，第二、三、四道圈梁組合型鋼如下圖截面B。（截面A）（截面B）SA＝300×16×2＋（500－32）×16＝17088mm2SB＝400×16×2＋（500－32）×16×2＝27776