深基坑鋼板樁計算書

深基坑鋼板樁計算書深基坑鋼板樁計算書深基坑鋼板樁計算書深基坑鋼板樁計算書編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:新建京張高鐵7標深基坑鋼板樁計算書一、工程概況新建鐵路北京至張家口鐵路工程JZSG-7標段，其中橋梁有特大、大中橋5座，全長（含全部橋面系，不含預制簡支箱梁的預制架設及支座工程），公路框架中橋1座，框架小橋3座，涵洞6座。1、下花園北大橋，中心里程DK139+，橋跨布置：簡支梁、（+4×+）連續(xù)梁，橋全長。本橋承臺16個，其中張家口臺承臺基坑開挖深度超過5m，地層主要為新黃土；按設計要求1#、2#墩基礎(chǔ)位于沖溝邊上，承臺基坑開挖時根據(jù)需要采用鋼板樁防護。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注下花園北大橋1#下花園北大橋2#下花園北大橋張臺2、戴家營大橋，中心里程：DK139+，橋跨布置：簡支梁，橋全長。本橋承臺11個，擴大基礎(chǔ)1個。本橋除4#、5#、張家口臺外，其余承臺基坑開挖深度均超過5m，地層主要為新黃土。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注戴家營大橋京臺1#2#3#擴大基礎(chǔ)4#5#6#7#8#9#10#張臺3、戴家營北大橋，中心里程：DK140+，橋跨布置：簡支梁+簡支梁+簡支梁，橋全長。本橋承臺6個，除4#承臺外，其余承臺基坑開挖深度均超過5m，地層主要為新黃土。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注戴家營北大橋京臺1#2#3#4#溝底張臺4、戴家營北特大橋，中心里程：DK141+，橋跨布置：簡支梁，橋全長。本橋承臺17個，其中1#、2#、3#、8#、9#、10#、14#、15#承臺基坑開挖深度均超過5m，地層主要為新黃土；按設計要求11#、12#墩基礎(chǔ)位于道路處，承臺基坑開挖時采用鋼板樁防護。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注戴家營北特大橋京臺1#2#6143#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#15#張臺5、董家莊大橋，中心里程DK144+，橋跨布置：簡支梁，橋全長178m。本橋承臺6個，其中1#、2#、3#、張臺承臺基坑開挖深度均超過5m，地層主要為新黃土；按設計要求1#、2#墩位于瀝青路處，承臺基坑開挖時采用鋼板樁防護。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注董家莊大橋京臺1#2#3#4#張臺二、地質(zhì)特點線路地質(zhì)主要為新黃土、粉質(zhì)粘土、粉砂、細角礫土、卵石土、粗角礫土、弱風化砂巖、雜填土、新黃土、粉質(zhì)粘土、粉砂，下伏基巖主要為凝灰?guī)r、弱風化砂巖、全～強風化凝灰?guī)r。特殊巖土為濕陷性黃土，主要分布于宣化盆地二級以上階地或山前傾斜平原區(qū)、部分丘陵區(qū)及坡麓地帶，為非自重濕陷性黃土，濕陷等級一般為Ⅰ～Ⅱ級，局部可達Ⅲ～Ⅳ級。局部地區(qū)分布的侏羅系泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、凝灰?guī)r中部分夾層具有中等膨脹性。三、鋼板樁計算根據(jù)當?shù)氐刭|(zhì)條件查知基坑內(nèi)外均為粉質(zhì)粘土，天然容重加權(quán)平均值γ=18KN/m3，內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值為ψ=20°，粘聚力加權(quán)平均值C=10Kpa，取最大開挖高度驗算，基坑開挖對鋼板樁穩(wěn)定性要求最高的斷面如下圖。圖一鋼板樁斷面圖圖二鋼板樁穩(wěn)定性驗算布置示意圖四、作用于板樁上的土壓力強度及壓力分布因鋼板樁表面豎直、平滑，墻后填土面水平，符合朗肯土壓力條件，故：Ka=tan2（45°-ψ/2）=tan2（45°-20/2）=式中：Ka——主動土壓力系數(shù)ψ——土體內(nèi)摩擦角表面土壓力強度為：δa=qKa-2c√Ka=-2*18*√=式中：δa——表面土壓力強度q——土體表層均布荷載，因土體表層無均布荷載，故q=0Ka——主動土壓力系數(shù)C——土體粘聚力基坑開挖前必須進行降水作業(yè)，土方施工在干燥基底進行，故δb=γhKa-2c√Ka=18***18*√=式中：δb——底層土壓力強度r——天然容重Ka——主動土壓力系數(shù)C——土體粘聚力h——開挖高度壓力分布圖見下圖五、計算反彎點位置假定鋼板樁上土壓力為零的點為反彎點，假定其位于開挖點以下y處，則有Ka=tan2（45°-ψ/2）=tan2（45°-20/2）=Kx=tan2（45°+ψ/2）=tan2（45°+20/2）=rKxy=rKa（h+y）y=rKah/（rKx-rKa）=18**（18**）=式中：y——基坑底部至鋼板樁上土壓力零點位置r——天然容重Ka——主動土壓力系數(shù)h——開挖高度Kx——放大后的被動土壓力系數(shù)由以上結(jié)果知，鋼板樁上受力零點位置至基坑表面距離為，鋼結(jié)構(gòu)受力簡圖如下六、樁體的最大彎矩由上圖可知，最大土壓力Q為Q=**2=m最大彎矩處距鋼板樁插入地基處為x，則x=（h-z）/3=3=由∑Mi=0可知，最大彎矩Mmax為Mmax=***（+）+****2/3=（KN*m)故最大土壓力Q為m，最大彎矩Mmax為（KN*m)七、鋼板樁的最小入土深度由等值梁法可求算鋼板樁的最小入土深度，設樁反彎點以下z1為最小入土深度所在位置，故t1=z1+y。因樁端部所在地址仍為粉質(zhì)粘土，故取~系數(shù)，t=（~）t1取∑MQ=O，則Qx=1/6【Kxr（z1+y）-Kar（h+z1+y）】z12可得z1=√6Q/(Kxr-Kar)=√6*(18**=則t=*（+）=式中：Q——最大土壓力r——天然容重Ka——主動土壓力系數(shù)Kx——放大后的被動土壓力系數(shù)z1——最小入土深度所在反轉(zhuǎn)點以下的高度t1——計算所得的最小入土深度t——實際最小入土深度八、鋼板樁選型鋼板樁采用U型鋼板樁，選取型號為SP-Ⅳ拉森鋼板樁作為本項目鋼板樁，W=4670cm4，取折減系數(shù)β為，則δmax=Mmax/βW=*105/*4670)=16Mpa<【f】=200Mpa式中：δmax——樁身最大應力Mmax——鋼板樁最大彎矩β——鋼板樁截面抵抗矩的折減系數(shù)W——鋼板樁截面抵抗矩【f】——鋼板樁抗折強度由于樁身所受應力小于鋼板樁抗折強度，故SP-Ⅳ拉森鋼板滿足要求。九、鋼板樁穩(wěn)定性驗算根據(jù)實際情況，需要對基底隆起安全系數(shù)進行驗算，以結(jié)構(gòu)層底面作為求極限承載力的基準面，故K=（rNQ+cNc）/【r（h+t）+q】式中：r——天然容重c——樁底處地基土粘聚力q——坑外地面荷載h——基坑開挖深度t——鋼板入土深度Nc、Nq——地基承載力系數(shù)ψ——土體內(nèi)摩擦角K——抗隆起安全系數(shù)Nq=eπtgψtg2（45+ψ/2）Nc=（Nq-1）/tgψ則Nq=eπtg20tg2（45+20/2）=Nc=（-1）/tg20=K=（rNQ+cNc）/【r（h+t）+q】=（18*+10*）/18*（+）+0=>根據(jù)設計規(guī)范要求，地板抗隆起安全系數(shù)為，本項目經(jīng)計算后為，滿足規(guī)范要求且滿足鋼板樁穩(wěn)定性要求。由以上計算可知，本項目兩側(cè)鋼板樁入土深度大于時，滿足基坑穩(wěn)定性要求，則最小樁長Lmin=+=，因計算時采用斷面為標段鋼板樁施工時最高斷面，故全線采用L=10m鋼板樁能夠滿足施工要求。十、注意事項為確保鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。設置內(nèi)支撐及角撐，內(nèi)支