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、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?。粯蚨臻L24m，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。 、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型，樁長 12 米，內(nèi)部水平圍檁由單 根(500×300mm)

2、H型鋼組成，支撐桿設(shè)置在鋼板樁頂部，由直徑為 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 200× 200mm排水溝， 在基坑對角設(shè) 500× 500× 500mm集水坑，用泥漿泵將集水坑內(nèi)滲水及 時排出基坑。布置圖：4、基坑穩(wěn)定性驗算、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 基坑開挖寬度 26 米，坑底標高 0.0 米?；硬捎美摪鍢吨ёo， 圍檁由單根( 500×300mm)H型鋼組成，設(shè)單道樁頂支撐，支撐采用 直徑為 600mm，壁厚為 8mm鋼管作為支撐導(dǎo)梁，

3、鋼管與 H 型鋼進行嵌 固相連并焊接。驗算鋼板樁長度，選擇鋼板樁和導(dǎo)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。、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)： ； 支護結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： ；構(gòu)件計算綜合性系數(shù)：2 、材料力學(xué)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1500×300mmH型鋼(Q235)腰梁2151253252D600mm鋼管(Q235)內(nèi)支撐215125325

4、3鋼板樁樁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、單元計算 支護方案 連續(xù)墻支護 基本信息 內(nèi)力計算方法增量法規(guī)范與規(guī)程建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 JGJ 120-99基坑等級二級基坑側(cè)壁重要性系數(shù) 0基坑深度 H(m)嵌固深度 (m)墻頂標高 (m)連續(xù)墻類型鋼板樁每延米板樁截面面積A(cm2)每延米板樁壁慣性矩I(cm4)每延米板樁抗彎模量W(cm3)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 水平作用類水平力作用深是否參是否參

5、力型值度與與序號(kN)(m)傾覆穩(wěn)定整體穩(wěn)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)外側(cè)水位深度 (m)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彈性法計算方法m法 土層參數(shù) 層號土類名稱層厚(m)重度(kN/m 3)浮重度3(kN/m3)粘聚力 (kPa)內(nèi)摩擦角(度)1雜填土2淤泥質(zhì)土-3淤泥-層與錨固體摩粘聚力內(nèi)摩擦角水土計算方m,c,K 值抗剪強度號擦阻力 (kPa)水下 (kPa)水下(度)法(kPa)1合算m法-2合算m法-3合算m法-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 長度

6、 (m)1內(nèi)撐-支錨道數(shù) 1支錨 道號預(yù)加力(kN)支錨剛度(MN/m)錨固體 直徑 (mm)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)1-2-支錨道數(shù)1 支錨信息 土壓力模型及系數(shù)調(diào)整 彈性法土壓力模型 : 經(jīng)典法土壓力模型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 最大值 (kPa)1雜填土合算2淤泥質(zhì)土合算3淤泥合算 工況信息 工況號工況 類型深度(m)支錨 道號1開挖-2加撐-1. 內(nèi)撐3開挖- 設(shè)計結(jié)果 結(jié)構(gòu)計算 各工況：內(nèi)力位移包絡(luò)圖：地表沉降圖： 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 抗傾覆安全系數(shù)Mp被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩, 對于內(nèi)支

7、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。Ma主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。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)1內(nèi)撐 -Ks = >= , 滿足規(guī)范要求。 工況 2：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)1 內(nèi)撐 -Ks = >= ,滿足規(guī)范要求。工況 3：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)1

8、內(nèi)撐Ks = >= ,滿足規(guī)范要求。安全系數(shù)最小的工況號：工況 1。最小安全 Ks = >= , 滿足規(guī)范要求。 抗隆起驗算 Prandtl( 普朗德爾 )公式(Ks >= ，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 ）:Ks = >= ,滿足規(guī)范要求。Terzaghi( 太沙基 )公式(Ks >= ，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 ):Ks = >= ,滿足規(guī)范要求。 隆起量的計算 注意：按以下公式計算的隆起量，如果為負值，按0 處理 !式中 基坑底面向上位移 (mm); n從基坑頂面到基

9、坑底面處的土層層數(shù);ri 第 i 層土的重度 (kN/m 3) ； 地下水位以上取土的天然重度 (kN/m 3) ；地下水位以下取土的飽和重度 (kN/m 3); hi 第 i 層土的厚度 (m); q基坑頂面的地面超載 (kPa); D樁 ( 墻 )的嵌入長度 (m);H基坑的開挖深度 (m); c樁 ( 墻 )底面處土層的粘聚力 (kPa); 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); = 32(mm) 抗管涌驗算 抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù) (K >= :式中 0側(cè)壁重要性系數(shù) ;' 土的有效重度 (kN/m 3

10、); w地下水重度 (kN/m 3); h' 地下水位至基坑底的距離 (m); D樁 ( 墻 )入土深度 (m);K = >= , 滿足規(guī)范要求。 承壓水驗算 2 式中Pcz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 2);2 Pwy承壓水層的水頭壓力 (kN/m 2); K y 抗承壓水頭的穩(wěn)定性安全系數(shù)，取。Ky = = >= 基坑底部土抗承壓水頭穩(wěn)定 ! 嵌固深度計算 嵌固深度計算參數(shù)：嵌固深度系數(shù)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 hd：1) 按 ea1k = e p1k 確

11、定出支護結(jié)構(gòu)彎矩零點 hc1 =2) 支點力 Tc1 可按下式計算：h T1 = 3.000mT c1 = kN3) h d按公式： hpEpj + T c1(h T1+hd) - 0haEai>=0確定 = ， 0 =h p = 1.591m ，Epj = kPah a = 2.688m ，Eai = kPa得到 hd = 4.100m ， hd采用值為： 8.500m、圍堰圍囹(腰梁)及斜撐驗算根據(jù) 節(jié)單元計算， 取其最大反力作為圍囹均布荷載。 根據(jù) 第節(jié)計算知圍囹工況 3 反力最大為，因此均布荷載為 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=2523cm。3 Mmax=(qmaxLmax2)/8×= /8= max=Mmax/W×=103/2523