kj順德大橋鋼板樁圍堰計(jì)算書(shū)定稿

1、順德水道特大橋 59#70#水中墩鋼 板 樁 圍 堰 施 工 支 護(hù) 計(jì) 算 書(shū)- 1 -目目 錄錄一、概述一、概述.- 3 -二、計(jì)算模型的建立二、計(jì)算模型的建立.- 3 -三、計(jì)算結(jié)果三、計(jì)算結(jié)果.43.1 59#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果.43.1.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算.43.1.2 鋼板樁封底計(jì)算.83.1.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算.93.2 60#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果. - 10 -3.2.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算.- 10 -3.2.2 鋼板樁封底計(jì)算.- 14 -3.2.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算.163.3 61#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果.173.3.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算.173.3.2 鋼板樁封底計(jì)算.

2、213.3.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算.- 22 -3.4 62#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果.243.4.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算.243.4.2 鋼板樁封底計(jì)算.283.4.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算.303.5 63#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果.- 31 - 2 -3.5.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算.- 31 -3.5.2 鋼板樁封底計(jì)算.353.5.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算.363.6 64#、65#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果.383.6.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算.383.6.2 鋼板樁封底計(jì)算.- 42 -3.6.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算.- 43 -3.7 66#、67#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果.453.7.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算.453.7.2

3、鋼板樁封底計(jì)算.483.7.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算.- 50 -3.8 68、69#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果.- 51 -3.8.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算.- 51 -3.8.2 鋼板樁封底計(jì)算.553.8.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算.573.9 70#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果.583.9.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算.583.9.2 鋼板樁封底計(jì)算.623.9.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算.63四、結(jié)論四、結(jié)論.65- 3 -順德水道特大橋 59#70#水中墩鋼 板 樁 圍 堰 施 工 支 護(hù) 計(jì) 算 書(shū)一、概述一、概述順德水道特大橋 59#70#水中墩設(shè)計(jì)為深水低樁承臺(tái)，水深高達(dá) 21米，施工時(shí)采用鋼板樁圍堰進(jìn)行支護(hù)，為保證支護(hù)的

4、安全，對(duì)鋼板樁圍堰支護(hù)的強(qiáng)度與穩(wěn)定進(jìn)行了驗(yàn)算。二、計(jì)算模型的建立二、計(jì)算模型的建立各墩支護(hù)的設(shè)計(jì)圖附后。計(jì)算時(shí)按施工水位的最大標(biāo)高取鋼板樁圍堰的頂標(biāo)高為+4.0 米。支護(hù)的最不利工況為澆筑封底混凝土后并把圍堰內(nèi)的水抽光，取此工況對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)所受的側(cè)面壓力，在河床以上的范圍內(nèi)為靜水壓力，在河床以下至封底混凝土底面以上的范圍內(nèi)為靜水壓力以及主動(dòng)土壓力之和。其中靜水壓力為三角形荷載：，為距離水面的高度；主動(dòng)1ghpa1h土壓力根據(jù)肯朗土壓力理論來(lái)進(jìn)行計(jì)算：主動(dòng)土壓力系數(shù)為：，圍堰開(kāi)挖范圍內(nèi)的土質(zhì)為粉砂或淤泥質(zhì)土，偏于安全，)245(tan2ak內(nèi)摩擦角取為 10 度，則，土的飽和容重為：70

5、4. 0)21045(tan2ak，主動(dòng)土壓力為：，為距河床底的高度。32/0 . 9mkn22bapk h2h考慮到圍堰的高度較高，承受較大的水壓力和土壓力，為保證圍堰的安全，故采用拉森鋼板樁 iv 型，鋼板樁的截面如下圖所示，尺寸以毫米記，- 4 -圖 1 鋼板樁橫斷面尺寸在建立計(jì)算模型的時(shí)候，采用板單元，根據(jù)等剛度的原則將以上的鋼板樁截面換算為等效的矩形板截面。查得一片 0.4 米寬的鋼板樁截面對(duì)重心軸x-x 的慣性矩為：i=12629.4cm4，則等效的 0.4 米寬矩形鋼板截面的厚度為：，則在計(jì)算模型中的板厚采用cmbib54.1540/4 .1262912/123315.54cm。

6、計(jì)算采用 midas civil 6.1.1，其中鋼板樁圍堰采用板單元模擬，支撐與圍檁采用梁?jiǎn)卧M。三、計(jì)算結(jié)果三、計(jì)算結(jié)果3.1 59#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果3.1.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算圖 2 為 59#墩圍堰的計(jì)算模型圖，支撐圍檁的構(gòu)造圖見(jiàn)圖 3 所示。59#墩圍堰的支撐的標(biāo)高及數(shù)量見(jiàn)表 1，采用的兩根 i56a 工字鋼截面的工字鋼；豎撐采用單根 i56a 的工字鋼。表 1 59#墩支護(hù)各支撐的標(biāo)高編號(hào)1標(biāo)高3.5- 5 -截面尺寸2i56a圖 2 59#墩計(jì)算模型圖 3 支撐圍檁構(gòu)造 在側(cè)向壓力的作用下，結(jié)構(gòu)的最大位移為 4.68mm，如圖 4 所示。

7、- 6 - 圖 4 結(jié)構(gòu)變形計(jì)算結(jié)果支撐、圍檁的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖 5 所示，支撐圍檁的最大應(yīng)力達(dá)到31.1mpa，在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。 圖 5 支撐、圍檁的應(yīng)力- 7 -圖 6 板樁圍堰每延米寬度承受繞水平軸的彎矩計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸的最大彎矩為 132.9kn*m/m，如圖 6 所示。計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸最大彎矩為 132.9kn*m/m。取一片鋼板樁來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算：鋼板樁的寬度為 0.4m，查得鋼板樁邊緣斷面的模量為：w=814.8cm3=0.0008148m3,則可以得到鋼板樁外緣的應(yīng)力為：360.4 132.9 1065.243 106

8、5.2430.0008148mpampaw在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計(jì)算結(jié)果如下圖，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為58.18，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能滿足要求。- 8 -圖 7 結(jié)構(gòu)的第一階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使用要求。3.1.2 鋼板樁封底計(jì)算鋼板樁封底計(jì)算（1） 浮力控制計(jì)算封底厚度作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰的自重以及圍堰在土中的摩擦阻力平衡的，當(dāng)板樁打入基坑底以下的深度不大時(shí)，從安全角度考慮，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：)(xhxwc解得=0.310（4+4）/(23-10)=1.85（m）wcwhx其中為考慮未計(jì)算樁土間

9、摩阻力和圍堰自重的修正系數(shù)，憑經(jīng)驗(yàn)取為0.4。封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 1.85+0.35=2.2m。- 9 -（2）封底最大應(yīng)力控制計(jì)算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式計(jì)算:6simtmtjwmhbr式中:封底混凝土的厚度(m);th 在最大均布反力作用下的最大設(shè)計(jì)彎矩(kn.m),按支承條件考tmm慮的荷載系數(shù)可由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取; 混凝土彎曲抗拉極限強(qiáng)度;jwr 荷載安全系數(shù),此處=1.1;sisi 材料安全系數(shù), 此處=2.31;mm b計(jì)算寬度, 此處取 1m.由于板是邊長(zhǎng) 191

10、2 米的矩形，故雙向板的彎矩系數(shù)為 0.0257，均布?jí)毫?p10（6+2.2）232.231.4（kpa） ，故雙向板單位板寬最大彎矩為：0.025731.41219=183.99(knm/m)tmm故封底混凝土的厚度為:=1.469 米6simtmtjwmhbr6 1.1 2.31 0.183991 1.3封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 1.469+0.5=1.969m。綜上所述, 封底厚度 x 取為 2m。3.1.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）坑底流砂驗(yàn)算- 10 -在坑底內(nèi)抽水可能

11、引起流砂的危險(xiǎn)，采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行驗(yàn)算。其原則是板樁有足夠的入土深度以增大滲流長(zhǎng)度，減小向上動(dòng)水力。由于基坑內(nèi)抽水后引起的水頭差為 h造成的滲流，其最短滲流途徑為 h1t，在流程 t 中水對(duì)土粒動(dòng)水力應(yīng)是垂直向上的，故可要求此動(dòng)水力不超過(guò)土的浮重 b，則不產(chǎn)生流砂的安全條件為：kiwbk 為安全系數(shù),取為 2.0，i 為水力梯度,即0.431hht7.512.55而 w10，b9 則 kiw =2.0*0.43*10=8.46b9,不滿足要求。故入土深度需重新取值,將 t 取為 7 米,則 i =0.4481117.57故 kiw =2.0*0.449*10=8.96 b9,滿足入土深度要求

12、所以鋼板樁底標(biāo)高可改為-15.5 米。- 17 - 結(jié)合樁底地質(zhì)，樁底標(biāo)高取為-20 米。（2）坑底隆起驗(yàn)算較深的軟土基坑在水壓力作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆起現(xiàn)象，用滑動(dòng)面簡(jiǎn)單方法進(jìn)行驗(yàn)算。滑動(dòng)力矩為：22dwxmh穩(wěn)定力矩為：20(),2rumxsxd 其中=atan()=atan()=1.256，h 為最底層內(nèi)支撐相對(duì)封砼頂高度,bbh18.4/23為坑底一半長(zhǎng)度.為滑動(dòng)面上不排水抗剪強(qiáng)度,取土層滑動(dòng)面的平均不排us水抗剪強(qiáng)度=50kpaus則安全系數(shù)為：=2.2608 1.2，滿足dsrmkm(2 )ush(3.142 1.256) 5010 12.5 坑底隆起驗(yàn)算。3.3 6

13、1#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果3.3.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算圖 14 為 61#墩圍堰的計(jì)算模型圖，支撐圍檁的構(gòu)造圖見(jiàn)圖 15 所示。原設(shè)計(jì)不滿足要求，故在對(duì)支撐的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整（見(jiàn)表 3） ，同時(shí)在橫向支撐 3、4、5、6 間每間距 4.425 米加一道橫撐，每層共 24 道豎向支撐，使橫向支撐 3、4、5、6 連成整體，各側(cè)面每道豎向支撐采用一根 i56a 的工字鋼；在 6 橫向支撐和封底混凝土的豎撐加入一根 i40a 的剪刀撐，如圖26 所示。表 3 61#墩支護(hù)各支撐的標(biāo)高- 18 -編號(hào)123456標(biāo)高2.50.0-3.0-6.0-9.0-12.5截面尺寸2

14、i40a2i40a2i56a2i56a2i56a2i56a圖 14 61#墩計(jì)算模型圖 15 支撐圍檁構(gòu)造- 19 -在側(cè)向壓力的作用下，結(jié)構(gòu)的最大位移為 6.8mm，如圖 16 所示。圖 16 結(jié)構(gòu)變形計(jì)算結(jié)果支撐、圍檁的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖 17 所示，最下面一道支撐圍檁的最大應(yīng)力達(dá)到 88.85mpa，在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。圖 17 支撐、圍檁的應(yīng)力- 20 -圖 18 板樁圍堰每延米寬度承受繞水平軸的彎矩計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸最大彎矩為 254.64kn*m/m。取一片鋼板樁來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算：鋼板樁的寬度為 0.4m，查得鋼板樁邊緣斷面的模量為：w=814.8

15、cm3=0.0008148m3,則可以得到鋼板樁外緣的應(yīng)力為：360.4 254.64 10124.92 10124.920.0008148mpampaw在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計(jì)算結(jié)果如圖 19 所示，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為 6.104，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能滿足要求。- 21 -圖 19 結(jié)構(gòu)的第一階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使用要求。3.3.2 鋼板樁封底計(jì)算鋼板樁封底計(jì)算（1） 浮力控制計(jì)算封底厚度作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰的自重以及圍堰在土中的摩擦阻力平衡的，當(dāng)板樁打入基坑底以下的深度不大時(shí)，從安全角度考慮，平衡浮力主要

16、靠封底混凝土的自重，由：)(xhxwc解得=0.310（4+16）/(23-10)=4.65（m）wcwhx其中為考慮未計(jì)算樁土間摩阻力和圍堰自重的修正系數(shù)，憑經(jīng)驗(yàn)取為0.3。封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層- 22 -浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 4.65+0.35=5m。（2） 封底最大應(yīng)力控制計(jì)算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式計(jì)算:6simtmtjwmhbr式中:封底混凝土的厚度(m);th 在最大均布反力作用下的最大設(shè)計(jì)彎矩(kn.m),按支承條件考tmm慮的荷載系數(shù)可由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取; 混凝土彎曲抗拉極限強(qiáng)度;j

17、wr 荷載安全系數(shù),此處=1.1;sisi 材料安全系數(shù), 此處=2.31;mm b計(jì)算寬度, 此處取 1m.由于板是邊長(zhǎng) 17.7 米的正方形，故雙向板的彎矩系數(shù)為 0.0368，均布?jí)毫?p10（20+5）235135（kpa） ，故雙向板單位板寬最大彎矩為：0.036813517.717.7=1556.4(knm/m)tmm故封底混凝土的厚度為:=4.27 米6simtmtjwmhbr6 1.1 2.31 1.5561 1.3封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 4.27+0.35=4.62m。綜

18、上所述, 封底厚度 x 取為 5m。- 23 -3.3.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算（1） 坑底流砂驗(yàn)算在坑底內(nèi)抽水可能引起流砂的危險(xiǎn)，采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行驗(yàn)算。其原則是板樁有足夠的入土深度以增大滲流長(zhǎng)度，減小向上動(dòng)水力。由于基坑內(nèi)抽水后引起的水頭差為 h造成的滲流，其最短滲流途徑為 h1t，在流程 t 中水對(duì)土粒動(dòng)水力應(yīng)是垂直向上的，故可要求此動(dòng)水力不超過(guò)土的浮重 b，則不產(chǎn)生流砂的安全條件為：kiw bk 為安全系數(shù),取為 2.0，i 為水力梯度,即0.551hht22346而 w10，b9 則 kiw =2.0*0.55*10=11b9,不滿足要求故入土深度需重新取值,將 t 取為

19、9 米,則 i =0.44917409故 kiw =2.0*0.449*10=8.98 b9,滿足入土深度要求所以鋼板樁底標(biāo)高可改為-27 米；結(jié)合樁底地質(zhì)，樁底標(biāo)高取為-26 米。（2） 坑底隆起驗(yàn)算較深的軟土基坑在水壓力作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆起現(xiàn)象，用滑動(dòng)面簡(jiǎn)單方法進(jìn)行驗(yàn)算?；瑒?dòng)力矩為：22dwxmh穩(wěn)定力矩為：20(),2rumxsxd - 24 -其中=atan()=arctan()=1.24，h 為最底層內(nèi)支撐相對(duì)封砼頂高度,bbh17.7/23為坑底一半長(zhǎng)度.為滑動(dòng)面上不排水抗剪強(qiáng)度,取土層滑動(dòng)面的平均不排us水抗剪強(qiáng)度=50kpaus則安全系數(shù)為：=1.27 1.2

20、，滿足坑底dsrmkm(2 )ush(3.142 1.24) 5010 22 隆起驗(yàn)算。3.4 62#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果3.4.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算圖 20 為 62#墩圍堰的計(jì)算模型圖，支撐圍檁的構(gòu)造圖見(jiàn)圖 21 所示。原設(shè)計(jì)不滿足要求，故在對(duì)支撐的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整（見(jiàn)表 4） ，同時(shí)在橫向支撐 3、4、5、6、7 間加多 12 道豎向支撐，使橫向支撐3、4、5、6、7 連成整體，每道豎向支撐都采用單根 i56a 的工字鋼；剪刀撐采用單根 i40a 的工字鋼，見(jiàn)圖 31。表 4 62#墩支護(hù)各支撐的標(biāo)高編號(hào)1234567標(biāo)高2.50-2.5-5.5-8.5-

21、11.5-15.0截面尺寸2i40a2i40a2i56a2i56a2i56a2i56a2i56a- 25 -圖 20 62#墩計(jì)算模型圖 21 支撐圍檁構(gòu)造 在側(cè)向壓力的作用下，結(jié)構(gòu)的最大位移為 4.8mm，如下圖 22 所示。- 26 - 圖 22 結(jié)構(gòu)變形計(jì)算結(jié)果支撐、圍檁的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖 23 所示，最下面一道支撐圍檁的最大應(yīng)力達(dá)到 80.02mpa，在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。圖 23 支撐、圍檁的應(yīng)力- 27 - 圖 24 板樁圍堰每延米寬度承受繞水平軸的彎矩計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸最大彎矩為 280.378kn*m/m。取一片鋼板樁來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算：鋼板樁的

22、寬度為 0.4m，查得鋼板樁邊緣斷面的模量為：w=814.8cm3=0.0008148m3,則可以得到鋼板樁外緣的應(yīng)力為：=m/w=0.4*280.378/0.0008148=137.642mpa在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。需要特別指出的是,雖然板的最大應(yīng)力達(dá)到 137.642mpa,但該處是工字鋼和鋼板樁的相交處,該處在模型處理過(guò)程中由于共節(jié)點(diǎn)而產(chǎn)生應(yīng)力集中，板的其它部位是安全和可靠的。結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計(jì)算結(jié)果如圖 25 所示，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為 6.097，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能滿足要求。- 28 -圖 25 結(jié)構(gòu)的第 1 階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使

23、用要求。3.4.2 鋼板樁封底計(jì)算鋼板樁封底計(jì)算（1） 浮力控制計(jì)算封底厚度作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰的自重以及圍堰在土中的摩擦阻力平衡的，當(dāng)板樁打入基坑底以下的深度不大時(shí)，從安全角度考慮，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：)(xhxwc解得=0.210（4+24.5）/(23-10)=4.38（m）wcwhx其中為考慮未計(jì)算樁土間摩阻力和圍堰自重的修正系數(shù)，憑經(jīng)驗(yàn)取為0.2。封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層- 29 -浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x=4.38+0.5=4.88m,x 取整 5米。（2） 封底最大應(yīng)力控制計(jì)

24、算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式計(jì)算:6simtmtjwmhbr式中:封底混凝土的厚度(m);th 在最大均布反力作用下的最大設(shè)計(jì)彎矩(kn.m),按支承條件考tmm慮的荷載系數(shù)可由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取; 混凝土彎曲抗拉極限強(qiáng)度;jwr 荷載安全系數(shù),此處=1.1;sisi 材料安全系數(shù), 此處=2.31;mm b計(jì)算寬度, 此處取 1m.由于板是邊長(zhǎng) 20.2 米*23 米的長(zhǎng)方形，故雙向板的彎矩系數(shù)為0.0353，均布?jí)毫?p10（22.5+5）235160（kpa） ，故雙向板單位板寬最大彎矩為：0.035316020.223=2624.1(knm/m)tmm故封底混凝土的厚度為:=5

25、.5 米6simtmtjwmhbr6 1.1 2.31 2.6241 1.3封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 5.5+0.5=6m。綜上所述, 封底厚度 x 取為 6m。- 30 -3.4.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）坑底流砂驗(yàn)算在坑底內(nèi)抽水可能引起流砂的危險(xiǎn)，采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行驗(yàn)算。其原則是板樁有足夠的入土深度以增大滲流長(zhǎng)度，減小向上動(dòng)水力。由于基坑內(nèi)抽水后引起的水頭差為 h造成的滲流，其最短滲流途徑為 h1t，在流程 t 中水對(duì)土粒動(dòng)水力應(yīng)是垂直向上的，故可要求此動(dòng)水力不超過(guò)土的浮重

26、b，則不產(chǎn)生流砂的安全條件為：kiw bk 為安全系數(shù),取為 2.0，i 為水力梯度,即0.51hht24.531 6而 w10，b9 則 kiw =2.0*0.5*10=10b9,不滿足要求故入土深度需重新取值,將 t 取為 9 米,則 i =0.42224.5499故 kiw =2.0*0.422*10=8.4 b9,滿足入土深度所以鋼板樁底標(biāo)高可改為-30 米；結(jié)合樁底地質(zhì)，樁底標(biāo)高取為-26 米。（2）坑底隆起驗(yàn)算較深的軟土基坑在水壓力作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆起現(xiàn)象，用滑動(dòng)面簡(jiǎn)單方法進(jìn)行驗(yàn)算。滑動(dòng)力矩為：22dwxmh穩(wěn)定力矩為：20(),2rumxsxd 其中=atan(

27、)=atan()=1.15，h 為最底層內(nèi)支撐相對(duì)封砼頂高度,b 為bh23/23- 31 -坑底一半長(zhǎng)度.為滑動(dòng)面上不排水抗剪強(qiáng)度,取土層滑動(dòng)面的平均不排水us抗剪強(qiáng)度=50kpaus則安全系數(shù)為：=1.7 1.2，滿足坑底dsrmkm(2 )ush(3.142 1.15) 5010 17 隆起驗(yàn)算。3.5 63#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果3.5.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算圖 26 為 63#墩圍堰的計(jì)算模型圖，支撐圍檁的構(gòu)造圖見(jiàn)圖 27 所示。原設(shè)計(jì)不滿足要求，故在對(duì)支撐的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整（見(jiàn)表 5） ，同時(shí)在橫向支撐 2、3、4 間加多 12 道豎向支撐，使橫向支撐

28、2、3、4 連成整體，每道豎向支撐都采用單根 i40a 的工字鋼；剪刀撐用單根 i40a 的工字鋼。表 5 63#墩支護(hù)各支撐的標(biāo)高編號(hào)1234標(biāo)高2.5-1.5-5.5-9.2截面尺寸2i40a2i40a2i56a2i56a- 32 -圖 26 63#墩計(jì)算模型圖 27 支撐圍檁構(gòu)造 在側(cè)向壓力的作用下，結(jié)構(gòu)的最大位移為 13.8mm，如圖 28 所示。- 33 -圖 28 結(jié)構(gòu)變形計(jì)算結(jié)果支撐、圍檁的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖 29 所示，最下面一道支撐圍檁的最大應(yīng)力達(dá)到 118.6mpa，在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。圖 29 支撐、圍檁的應(yīng)力- 34 -圖 30 板樁圍堰每延米寬

29、度承受繞水平軸的彎矩計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸的最大彎矩為 298.9kn*m/m，如圖 30 所示。計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸最大彎矩為 298.9kn*m/m。取一片鋼板樁來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算：鋼板樁的寬度為 0.4m，查得鋼板樁邊緣斷面的模量為：w=814.8cm3=0.0008148m3,則可以得到鋼板樁外緣的應(yīng)力為：360.4 298.9 10142.9 10142.90.0008148mpampaw在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計(jì)算結(jié)果如圖 31 所示，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為 1.67，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能滿足要求。- 35 -圖 31 結(jié)構(gòu)

30、的第一階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使用要求。3.5.2 鋼板樁封底計(jì)算鋼板樁封底計(jì)算（1） 浮力控制計(jì)算封底厚度作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰的自重以及圍堰在土中的摩擦阻力平衡的，當(dāng)板樁打入基坑底以下的深度不大時(shí)，從安全角度考慮，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：)(xhxwc解得=0.310（4+17.52）/(23-10)=5（m）wcwhx其中為考慮未計(jì)算樁土間摩阻力和圍堰自重的修正系數(shù)，憑經(jīng)驗(yàn)取為0.3。封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層- 36 -浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 5+0.5=5.5m

31、。（2） 封底最大應(yīng)力控制計(jì)算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式計(jì)算:6simtmtjwmhbr式中:封底混凝土的厚度(m);th 在最大均布反力作用下的最大設(shè)計(jì)彎矩(kn.m),按支承條件考tmm慮的荷載系數(shù)可由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取; 混凝土彎曲抗拉極限強(qiáng)度;jwr 荷載安全系數(shù),此處=1.1;sisi 材料安全系數(shù), 此處=2.31;mm b計(jì)算寬度, 此處取 1m.由于板是邊長(zhǎng) 2320.2 米的矩形，故雙向板的彎矩系數(shù)為 0.0353，均布?jí)毫?p10（16.715+5.5）235.595.65（kpa） ，故雙向板單位板寬最大彎矩為：0.035395.652320.2=1568.696

32、(knm/m)tmm故封底混凝土的厚度為:=4.28 米6simtmtjwmhbr6 1.1 2.31 1.568.6961 1.3封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 4.28+0.5=4.78m。綜上所述, 封底厚度 x 取為 5.0m。- 37 -3.5.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）坑底流砂驗(yàn)算在坑底內(nèi)抽水可能引起流砂的危險(xiǎn)，采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行驗(yàn)算。其原則是板樁有足夠的入土深度以增大滲流長(zhǎng)度，減小向上動(dòng)水力。由于基坑內(nèi)抽水后引起的水頭差為 h造成的滲流，其最短滲流途徑為 h1t，在流程

33、t 中水對(duì)土粒動(dòng)水力應(yīng)是垂直向上的，故可要求此動(dòng)水力不超過(guò)土的浮重 b，則不產(chǎn)生流砂的安全條件為：kiwbk 為安全系數(shù),取為 2.0，i 為水力梯度,即0.5971hht16.71521.56.5而 w10，b9 則 kiw =2.0*0.597*10=11.938b9,不滿足要求。故入土深度需重新取值,將 t 取為 16 米,則 i =0.44516.71521.5 16故 kiw =2.0*0.445*10=8.9 b9,滿足入土深度要求所以鋼板樁底標(biāo)高可改為-33.5 米。結(jié)合樁底地質(zhì)，樁底標(biāo)高取為-26 米。（2）坑底隆起驗(yàn)算較深的軟土基坑在水壓力作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆

34、起現(xiàn)象，用滑動(dòng)面簡(jiǎn)單方法進(jìn)行驗(yàn)算?；瑒?dòng)力矩為：22dwxmh穩(wěn)定力矩為：20(),2rumxsxd - 38 -其中=atan()=atan()=1.316，h 為最底層內(nèi)支撐相對(duì)封砼頂高度,b 為bh23/23坑底一半長(zhǎng)度.為滑動(dòng)面上不排水抗剪強(qiáng)度,取土層滑動(dòng)面的平均不排水us抗剪強(qiáng)度=50kpaus則安全系數(shù)為：=1.29 1.2，滿足坑dsrmkm(2 )ush(3.142 1.316) 5010 22.715 底隆起驗(yàn)算。3.6 64#、65#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果3.6.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算圖 32 為 64#墩圍堰的計(jì)算模型圖，支撐圍檁的構(gòu)造圖見(jiàn)圖

35、 33 所示。原設(shè)計(jì)不滿足要求，故在對(duì)支撐的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整（見(jiàn)表 6） ，同時(shí)在橫向支撐 2、3、4、5 每層加 12 道豎向支撐，使橫向支撐 2、3、4、5 連成整體，每道豎向支撐都采用單根 i56a 的工字鋼；在 4、5 層的相鄰的豎撐之間加入單根 i40a 的剪刀撐。表 6 64#、65#墩支護(hù)各支撐的標(biāo)高編號(hào)12345標(biāo)高2.5-0.5-3.5-6.0-9.2截面尺寸2i40a2i56a2i56a2i56a2i56a- 39 -圖 32 64#、65#墩計(jì)算模型圖 33 支撐圍檁構(gòu)造 在側(cè)向壓力的作用下，結(jié)構(gòu)的最大位移為 5.71mm，如圖 34 所示。- 40 -圖 34 結(jié)構(gòu)變形計(jì)算

36、結(jié)果支撐、圍檁的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖 45 所示，從圖中可以看到，在側(cè)向力的作用下，最下面一道支撐圍檁的最大應(yīng)力達(dá)到 95.7a，在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。- 41 -圖 35 支撐、圍檁的應(yīng)力圖 36 板樁圍堰每延米寬度承受繞水平軸的彎矩計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸的最大彎矩為 251.8m，如圖36 所示。計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸最大彎矩為 251.8m。取一片鋼板樁來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算：鋼板樁的寬度為 0.4m，查得鋼板樁邊緣斷面的模量為：w=814.8cm3=0.0008148m3,則可以得到鋼板樁外緣的應(yīng)力為：360.4 251.8 10119.64 10119

37、.640.0008148mpampaw在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計(jì)算結(jié)果如圖 37 所示，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為 2.679 體穩(wěn)定性能滿足要求。- 42 -圖 37 結(jié)構(gòu)的第一階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使用要求。3.6.2 鋼板樁封底計(jì)算鋼板樁封底計(jì)算（1） 浮力控制計(jì)算封底厚度作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰的自重以及圍堰在土中的摩擦阻力平衡的，當(dāng)板樁打入基坑底以下的深度不大時(shí)，從安全角度考慮，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：)(xhxwc解得=0.310（4+17.4）/(23-10)=5（m）wcwhx其中為考慮未計(jì)算樁

38、土間摩阻力和圍堰自重的修正系數(shù)，憑經(jīng)驗(yàn)取為0.3。封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層- 43 -浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 5+0.5=5.5m。（2）封底最大應(yīng)力控制計(jì)算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式計(jì)算:6simtmtjwmhbr式中:封底混凝土的厚度(m);th 在最大均布反力作用下的最大設(shè)計(jì)彎矩(kn.m),按支承條件考tmm慮的荷載系數(shù)可由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取; 混凝土彎曲抗拉極限強(qiáng)度;jwr 荷載安全系數(shù),此處=1.1;sisi 材料安全系數(shù), 此處=2.31;mm b計(jì)算寬度, 此處取 1m.由于板是邊長(zhǎng) 2320

39、.2 米的矩形，故雙向板的彎矩系數(shù)為 0.0353，均布?jí)毫?p10（16.715+5.5）235.595.65（kpa） ，故雙向板單位板寬最大彎矩為：0.035395.652320.2=1568.696(knm/m)tmm故封底混凝土的厚度為:=4.28 米6simtmtjwmhbr6 1.1 2.31 1.568.6961 1.3封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 4.28+0.5=4.78m。綜上所述, 封底厚度 x 取為 5.0m。- 44 -3.6.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）坑

40、底流砂驗(yàn)算在坑底內(nèi)抽水可能引起流砂的危險(xiǎn)，采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行驗(yàn)算。其原則是板樁有足夠的入土深度以增大滲流長(zhǎng)度，減小向上動(dòng)水力。由于基坑內(nèi)抽水后引起的水頭差為 h造成的滲流，其最短滲流途徑為 h1t，在流程 t 中水對(duì)土粒動(dòng)水力應(yīng)是垂直向上的，故可要求此動(dòng)水力不超過(guò)土的浮重 b，則不產(chǎn)生流砂的安全條件為：kiwbk 為安全系數(shù),取為 2.0，i 為水力梯度,即0.5971hht16.71521.56.5而 w10，b9 則 kiw =2.0*0.597*10=11.938b9,不滿足要求。故入土深度需重新取值,將 t 取為 16 米,則 i =0.44516.71521.5 16故 kiw =

41、2.0*0.445*10=8.9 b9,滿足入土深度要求所以鋼板樁底標(biāo)高可改為-27.75 米，可取-26.0 米。（2）坑底隆起驗(yàn)算較深的軟土基坑在水壓力作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆起現(xiàn)象，用滑動(dòng)面簡(jiǎn)單方法進(jìn)行驗(yàn)算?；瑒?dòng)力矩為：22dwxmh穩(wěn)定力矩為：20(),2rumxsxd 其中=atan()=atan()=1.316，h 為最底層內(nèi)支撐相對(duì)封砼頂高度,b 為hb23/23坑底一半長(zhǎng)度.為滑動(dòng)面上不排水抗剪強(qiáng)度,取土層滑動(dòng)面的平均不排水us- 45 -抗剪強(qiáng)度=50kpaus則安全系數(shù)為：=1.29 1.2，滿足坑(2 )dusrmskmh(3.142 1.316) 5010

42、22.715 底隆起驗(yàn)算3.7 66#、67#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果3.7.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算圖 38 為 67#墩圍堰的計(jì)算模型圖，支撐圍檁的構(gòu)造圖見(jiàn)圖 39 所示。67#墩圍堰的設(shè)計(jì)采用兩根 i40a 及 i56a 的工字鋼截面；水平橫撐4、5 之間設(shè) 12 道豎撐，4、5 層水平橫撐間相鄰的豎撐之間設(shè)剪刀撐，剪刀撐采用單根 i40a 的工字鋼，如圖 39 所示。表 7 66#、67#墩支護(hù)各支撐的標(biāo)高編號(hào)12345標(biāo)高2.50-3.5-6.5-10.0截面尺寸2i40a2i40a2i56a2i56a2i56a- 46 -圖 38 67#墩計(jì)算模型圖 3

43、9 支撐圍檁構(gòu)造在側(cè)向壓力的作用下，結(jié)構(gòu)的最大位移為 3.978mm，如圖 50 所示。- 47 -圖 40 結(jié)構(gòu)變形計(jì)算結(jié)果支撐、圍檁的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖 41 所示，最下面一道支撐圍檁的最大應(yīng)力達(dá)到 62.53mpa，在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。圖 41 支撐、圍檁的應(yīng)力- 48 - 圖 42 板樁圍堰每延米寬度承受繞水平軸的彎矩計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸的最大彎矩為 312kn*m/m，如圖 42 所示。計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸最大彎矩為 312kn*m/m。取一片鋼板樁來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算：鋼板樁的寬度為 0.4m，查得鋼板樁邊緣斷面的模量為：w=814.8cm

44、3=0.0008148m3，則可以得到鋼板樁外緣的應(yīng)力為：360.4 312 10153 101530.0008148mpampaw在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計(jì)算結(jié)果如下圖，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為6.704，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能滿足要求。- 49 -圖 43 結(jié)構(gòu)的第一階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使用要求。3.7.2 鋼板樁封底計(jì)算鋼板樁封底計(jì)算(1) 浮力控制計(jì)算封底厚度作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰的自重以及圍堰在土中的摩擦阻力平衡的，當(dāng)板樁打入基坑底以下的深度不大時(shí)，從安全角度考慮，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：)(xhx

45、wc解得=0.310（4+13.5）/(23-10)=4.04（m）wcwhx其中為考慮未計(jì)算樁土間摩阻力和圍堰自重的修正系數(shù)，憑經(jīng)驗(yàn)取為0.3。封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層- 50 -浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 4.04+0.35=4.39m。(2) 封底最大應(yīng)力控制計(jì)算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式計(jì)算:6simtmtjwmhbr式中:封底混凝土的厚度(m);th 在最大均布反力作用下的最大設(shè)計(jì)彎矩(kn.m),按支承條件考tmm慮的荷載系數(shù)可由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取; 混凝土彎曲抗拉極限強(qiáng)度;jwr 荷載安全系數(shù),此處

46、=1.1;sisi 材料安全系數(shù), 此處=2.31;mm b計(jì)算寬度, 此處取 1m.由于板是邊長(zhǎng) 17.717.7 米的正方形，故雙向板的彎矩系數(shù)為0.0368，均布?jí)毫?p10（17.5+4.4）234.4117.8（kpa） ，故雙向板單位板寬最大彎矩為：0.0368117.817.717.7=1358.12(knm/m)tmm故封底混凝土的厚度為:=3.99 米6simtmtjwmhbr6 1.1 2.31 1.3581 1.3封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 3.99+0.4=4.39m。

47、綜上所述, 封底厚度 x 取為 5.0m。- 51 -3.7.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）坑底流砂驗(yàn)算在坑底內(nèi)抽水可能引起流砂的危險(xiǎn)，采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行驗(yàn)算。其原則是板樁有足夠的入土深度以增大滲流長(zhǎng)度，減小向上動(dòng)水力。由于基坑內(nèi)抽水后引起的水頭差為 h造成的滲流，其最短滲流途徑為 h1t，在流程 t 中水對(duì)土粒動(dòng)水力應(yīng)是垂直向上的，故可要求此動(dòng)水力不超過(guò)土的浮重 b，則不產(chǎn)生流砂的安全條件為：kiw bk 為安全系數(shù),取為 2.0，i 為水力梯度,即0.481hht17.5288.5而 w10，b9 則 kiw =2.0*0.48*10=9.6b9,不滿足要求。故入土深度需重新取值

48、,將 t 取為 9.6 米,則 i 0.4517.529.1 9.6故 kiw =2.0*0.45*10b9,滿足入土深度所以鋼板樁底標(biāo)高可改為-25.1 米；結(jié)合樁底地質(zhì)，樁底標(biāo)高取為-26 米。（2）坑底隆起驗(yàn)算較深的軟土基坑在水壓力作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆起現(xiàn)象，用滑動(dòng)面簡(jiǎn)單方法進(jìn)行驗(yàn)算?；瑒?dòng)力矩為：22dwxmh穩(wěn)定力矩為：20(),2rumxsxd 其中=atan ()=atan()=1.24，h 為最底層內(nèi)支撐相對(duì)封砼頂高度,bbh17.7/23- 52 -為坑底一半長(zhǎng)度.為滑動(dòng)面上不排水抗剪強(qiáng)度,取土層滑動(dòng)面的平均不排us水抗剪強(qiáng)度=50kpaus則安全系數(shù)為：=1.

49、61 1.2，滿足坑底dsrmkm(2 )ush(3.142 1.24) 5010 17.5 隆起驗(yàn)算3.8 68、69#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果3.8.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算圖 44 為 68、69#墩圍堰的計(jì)算模型圖，支撐圍檁的構(gòu)造圖見(jiàn)圖 45 所示。對(duì)原圍堰的設(shè)計(jì)支撐的標(biāo)高及數(shù)量進(jìn)行調(diào)整（見(jiàn)表 8） ，均采用兩根i40a 工字鋼截面。表 8 68、69#墩支護(hù)各支撐的標(biāo)高編號(hào)12345標(biāo)高2.50-2.5-5.5-8.5截面尺寸2i40a2i40a2i40a2i56a2i56a- 53 -圖 44 68、69#墩計(jì)算模型圖 45 支撐圍檁構(gòu)造在側(cè)向壓力的作用

50、下，結(jié)構(gòu)的最大位移為 3.67mm，如圖 46 所示。- 54 - 圖 46 結(jié)構(gòu)變形計(jì)算結(jié)果支撐、圍檁的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖 47，最下面一道支撐圍檁的最大應(yīng)力達(dá)到 59.23mpa，在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。圖 47 支撐、圍檁的應(yīng)力- 55 - 圖 48 板樁圍堰每延米寬度承受繞水平軸的彎矩計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸的最大彎矩為255.195kn*m/m，如圖 48 所示。計(jì)算得到鋼板樁圍堰每延米的繞水平軸最大彎矩為255.195kn*m/m。取一片鋼板樁來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算：鋼板樁的寬度為 0.4m，查得鋼板樁邊緣斷面的模量為：w=814.8cm3=0.0008148m3

51、,則可以得到鋼板樁外緣的應(yīng)力為：360.4 255.195 10125.297 10125.2970.0008148mpampaw在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計(jì)算結(jié)果如下圖，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為7.845，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能滿足要求。- 56 -圖 49 結(jié)構(gòu)的第一階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使用要求。3.8.2 鋼板樁封底計(jì)算鋼板樁封底計(jì)算（1） 浮力控制計(jì)算封底厚度作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰的自重以及圍堰在土中的摩擦阻力平衡的，當(dāng)板樁打入基坑底以下的深度不大時(shí)，從安全角度考慮，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：)(xhxw

52、c解得=0.310（4+12.5）/(23-10)=3.81（m）wcwhx其中為考慮未計(jì)算樁土間摩阻力和圍堰自重的修正系數(shù)，憑經(jīng)驗(yàn)取為0.3。- 57 -封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 3.81+0.35=4.16m。（2） 封底最大應(yīng)力控制計(jì)算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式計(jì)算:6simtmtjwmhbr式中:封底混凝土的厚度(m);th 在最大均布反力作用下的最大設(shè)計(jì)彎矩(kn.m),按支承條件考tmm慮的荷載系數(shù)可由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)查取; 混凝土彎曲抗拉極限強(qiáng)度;jwr 荷載安全系數(shù),此處=

53、1.1;sisi 材料安全系數(shù), 此處=2.31;mm b計(jì)算寬度, 此處取 1m.由于板是邊長(zhǎng) 17.717.7 米的正方形，故雙向板的彎矩系數(shù)為0.0368，均布?jí)毫?p10（16.5+4.16）234.16110.9（kpa） ，故雙向板單位板寬最大彎矩為：0.0368110.917.717.7=1278.57(knm/m)tmm故封底混凝土的厚度為:=3.87 米6simtmtjwmhbr6 1.1 2.31 1.2781 1.3封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過(guò) 0.250.5 米,以便在抽水后將頂層浮漿和軟弱層鑿除,以保證質(zhì)量。所以封底厚度 x 取為 3.87+0.4=4.27m

54、。綜上所述, 封底厚度 x 取為 4.0m。- 58 -3.8.3 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算（1） 坑底流砂驗(yàn)算在坑底內(nèi)抽水可能引起流砂的危險(xiǎn)，采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行驗(yàn)算。其原則是板樁有足夠的入土深度以增大滲流長(zhǎng)度，減小向上動(dòng)水力。由于基坑內(nèi)抽水后引起的水頭差為 h造成的滲流，其最短滲流途徑為 h1t，在流程 t 中水對(duì)土粒動(dòng)水力應(yīng)是垂直向上的，故可要求此動(dòng)水力不超過(guò)土的浮重 b，則不產(chǎn)生流砂的安全條件為：kiw bk 為安全系數(shù),取為 2.0，i 為水力梯度,即0.521hht16.5256.5而 w10，b9 則 kiw =2.0*0.52*10=10.4b9,不滿足要求。故入土深度需重

55、新取值,將 t 取為 9 米,則 i 0.4516.527.59故 kiw =2.0*0.45*10b9,滿足入土深度所以鋼板樁底標(biāo)高可改為-25 米；結(jié)合樁底地質(zhì)，樁底標(biāo)高取為-26 米。（2）坑底隆起驗(yàn)算較深的軟土基坑在水壓力作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆起現(xiàn)象，用滑動(dòng)面簡(jiǎn)單方法進(jìn)行驗(yàn)算?；瑒?dòng)力矩為：22dwxmh穩(wěn)定力矩為：20(),2rumxsxd 其中=atan ()=atan()=1.24，h 為最底層內(nèi)支撐相對(duì)封砼頂高度,bbh17.7/23- 59 -為坑底一半長(zhǎng)度.為滑動(dòng)面上不排水抗剪強(qiáng)度,取土層滑動(dòng)面的平均不排us水抗剪強(qiáng)度=50kpaus則安全系數(shù)為：=1.61 1

56、.2，滿足坑底dsrmkm(2 )ush(3.142 1.24) 5010 17.5 隆起驗(yàn)算3.9 70#墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果墩支護(hù)計(jì)算結(jié)果3.9.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算圖 50 為 70#墩圍堰的計(jì)算模型圖，支撐圍檁的構(gòu)造圖見(jiàn)圖 51 所示。由計(jì)算看出，70#墩圍堰的設(shè)計(jì)無(wú)法達(dá)到要求，故在對(duì)支撐的標(biāo)高結(jié)構(gòu)和數(shù)量進(jìn)行調(diào)整（見(jiàn)表 9） ，除第一層支撐用兩根 i40a 截面外，其他采用兩根 i56a 工字鋼截面；豎撐及剪刀撐采用 i56a 的工字鋼。表 9 70#墩支護(hù)各支撐的標(biāo)高編號(hào)1234標(biāo)高2.5-1.0-4.5-7.5截面尺寸2i40a2i56a2i56a2i56a- 60 -圖 50 70#墩計(jì)算模型圖 51 支撐圍檁構(gòu)造 在側(cè)向壓力的作用下，結(jié)構(gòu)的最大位移為 5.783mm，如圖 52 所示。- 61 -圖 52 結(jié)構(gòu)變形計(jì)算結(jié)果支撐、圍檁的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖 53 所示，從圖中可以看到，在側(cè)向力的作用下，最下面一道支撐圍檁的最大應(yīng)力達(dá)到 93.8mpa，在 a3 級(jí)鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，能夠滿足要求。圖 53 支撐、圍檁的應(yīng)力