拉森鋼板樁基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)和計(jì)算

1、3、拉森鋼板樁基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1、基本情況城展路環(huán)城河橋橋臺(tái)位于河岸上，基坑開(kāi)挖深度較小；橋墩長(zhǎng)24m， 寬1.7m，右偏角90，系梁底標(biāo)高為0.0m，河床底標(biāo)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(zhǎng)26m，寬3.7m，不 需土方開(kāi)挖。環(huán)城河常水位2.6m，1/20洪水位3.27m，河床底標(biāo)高0.0m，河底為 淤泥土?？紤]選擇枯水期施工，堰頂標(biāo)高為3.5m。3.2、支護(hù)方案設(shè)計(jì)支護(hù)采用拉森鋼板樁圍堰支護(hù)，圍堰平行河岸布置，平面布置詳 見(jiàn)附圖。堰體采用拉森鋼板樁W型，樁長(zhǎng)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(gè)基坑開(kāi)挖完成后，沿基坑四周挖出一條200X200mm排水溝，在 基坑對(duì)角設(shè)500X 500X500mm集水坑，用泥漿泵將集水坑內(nèi)滲水及時(shí) 排出基坑。布置圖:覲心|.兀2-，if.7700F睥帆地購(gòu) Cg就蛀.ZJJtmi ：m牝-4、基坑 穩(wěn)定性驗(yàn)算4.1、橋墩基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算 鋼板樁長(zhǎng)度為12米，樁頂支撐，標(biāo)高3.5米，入土長(zhǎng)度8.5米?；娱_(kāi)挖寬度26米，坑底標(biāo)高0.0米。基坑采用拉森鋼板樁支護(hù)，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(dǎo)梁，鋼管與H型鋼進(jìn)行嵌 固相連并焊接。驗(yàn)算

3、鋼板樁長(zhǎng)度，選擇鋼板樁和導(dǎo)梁型號(hào)，驗(yàn)算基底 穩(wěn)定性。采用理正深基坑軟件對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍囹支撐體系等變形與內(nèi)力整體 計(jì)算分析；支護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件單元計(jì)算進(jìn)行分析。4.1.1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)1、基坑設(shè)計(jì)等級(jí)及設(shè)計(jì)系數(shù)二級(jí)，重要性系數(shù)：1.0；支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0;構(gòu)件計(jì)算綜合性系數(shù)：1.25。2、材料力學(xué)性能指標(biāo)序號(hào)/材料名稱規(guī)格使用 部位強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)算支護(hù)方案連續(xù)墻支護(hù)己理土 r =花誠(chéng) 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(jì)算方法規(guī)范與規(guī)程JGJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程基坑等級(jí)二級(jí)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(biāo)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(wú)冠梁無(wú)放坡級(jí)數(shù)0超載個(gè)數(shù)0支護(hù)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(hào)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(kāi)挖過(guò)程變化否內(nèi)側(cè)水位距開(kāi)挖面距離(m)彈性計(jì)算方法按土層指定乂彈性法計(jì)算方法法m土層參數(shù)層號(hào)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(hào)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(jì)算方 法m,c,K值抗剪強(qiáng)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(hào)支錨類型水平間距 (m)豎向間距 (m)入射角) (總長(zhǎng)(m)錨固段(m) 長(zhǎng)度1內(nèi)撐1.0000.500支 錨 道號(hào)預(yù)加力 (kN)支錨剛度 (MN/m)錨固體 (mm)直徑工況 號(hào)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(hào)土類名 稱水土水壓力調(diào)整 系數(shù)主動(dòng)土壓力調(diào)整系數(shù)被動(dòng)土壓力調(diào)整系數(shù)被動(dòng)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(hào)工況類型7.700?45cos2深度(m)支錨道號(hào)1 ? N72.144開(kāi)挖 1?8.464?11.0002c加撐內(nèi)撐1.3開(kāi)挖3.500設(shè)計(jì)結(jié)果結(jié)構(gòu)計(jì)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(yàn)算 抗傾覆安全系數(shù):MpKsMa m被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)樁底的抗傾覆彎矩，對(duì)于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓 力決定；對(duì)于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的傾覆彎

9、矩。注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。工況1:注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。序號(hào)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(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。1 內(nèi)撐0.000-K = 2.140 = 1.200, 工況2：注意：錨固力計(jì)算依s(kN/m)支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力序號(hào)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(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算(kN/m)材料抗力支錨類型(kN/m)錨

10、固力序號(hào) - 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(hào)：工況滿足規(guī)范要求。=2.140 = 1.200, K最小安全s抗隆起驗(yàn)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?tīng)枺┕剑↘ 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(jì)算!?0處理注意：按以下公式計(jì)算的隆起量，如果為負(fù)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(zhǎng)度樁D（墻（m）;H基坑的開(kāi)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(yàn)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(yàn)算）；0Pcz?KyPwy式中P基坑開(kāi)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(jì)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(jì)算過(guò)程:按建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)計(jì)算支點(diǎn)力和嵌固深度設(shè)計(jì)值h：d1)按e = e確定出支護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩零點(diǎn)h = 0.000如皿 2)支點(diǎn)力T可按下式計(jì)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(yàn)算根據(jù)4.1.2節(jié)單元計(jì)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(jì)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(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=2523cm3。2)/8=67.0KNmMmax=(qmaxLmax2