gs號墩承臺圍堰計(jì)算書

編制依據(jù) 12工程概況 13鋼板樁圍堰方案綜述 34、結(jié)構(gòu)計(jì)算 34.1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù) 44.1.1、基坑設(shè)計(jì)等級及設(shè)計(jì)系數(shù) 44.1.2、材料力學(xué)性能指標(biāo) 44.1.3、內(nèi)支撐剛度 44.1.4、內(nèi)支撐材料抗力 44.2、荷載計(jì)算 54.3、計(jì)算模型 54.4、施工工況定義 54.4.1、整體分析工況定義 54.4.2、單元分析工況定義 54.5、圍堰結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 64.5.1、整體分析 64.5.1.1、圍堰結(jié)構(gòu)變形 64.5.1.2、圍堰鋼板樁驗(yàn)算 64.5.2、單元計(jì)算 74.5.3、圍堰圍囹（腰梁）及斜撐驗(yàn)算 225、附件 25承臺鋼板樁圍堰計(jì)算書（適用于GS22、23、24、27、28號墩）1編制依據(jù)（1）XX大橋勘測設(shè)計(jì)研究院《XX西至XX頭停車場區(qū)間橋梁下部結(jié)構(gòu)<變更設(shè)計(jì)A、B、C版>》圖紙（2）XX省工程勘察院二0一0年十月《XX西站至XX頭停車場區(qū)間巖土工程勘察報(bào)告<詳堪>》圖紙（3）《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（TZ203-2008）（4）《鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（J286-2004）（5）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）（6）《鐵路橋涵鋼筋砼和預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.3-2005J462-2005）（7）《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）（8）《路橋施工計(jì)算手冊》（9）《簡明施工計(jì)算手冊》（第三版）（10）MIDAS2006計(jì)算軟件2工程概況軌道交通1號線一期工程西起XX市西部的XX鎮(zhèn)，沿甬XX路、XX路和XX路到XX廣場，我標(biāo)段范圍為XX頭停車場出入段至XX站的四段區(qū)間（XX西站至XX頭停車場出入段、XX西站至XX站、XX站至XX站、XX站至蘆港站）和三座車站（XX西站、XX站、XX站）的所有上、下部結(jié)構(gòu)及附屬工程。GS22、23、24、27、28號墩位于XX西站至XX頭區(qū)間，GS22、24、27、28均位于農(nóng)田地內(nèi)，GS23位于XX河道內(nèi)，但XX河屬內(nèi)河，為靜水，因此不考慮沖刷,橋墩基本參數(shù)如表1：表1：橋墩基本參數(shù)表墩號承臺底

高程m承臺厚m承臺平面尺寸mm（縱X橫）現(xiàn)狀地

面高程mm基坑最小深度

（包包括15ccm墊層）mGS28-4.8852.57.2X9.221.96.94GS27-4.5852.57.2X9.221.96.64GS24-4.6342.57.2X9.221.86.58GS23-4.9942.57.2X9.221.86.94GS22-4.6542.57.2X9.221.86.60根據(jù)XX省工程勘察院二0一0年十月《XX西站至XX頭停車場區(qū)間巖土工程勘察報(bào)告<詳堪>》圖紙，選擇臨近墩位，地勘點(diǎn)資料見表-2。墩號地勘點(diǎn)編號地勘點(diǎn)里程墩中心里程GS23SG-XZ077CK0+6211.97CK0+6477.1766GS24SG-XZ066CK0+7100.07CK0+6977.1766GS27SG-XJ022CK0+7966.27CK0+7888.1766GS28SG-XZ033CK0+9188.47CK0+8488.1766表2：土層參數(shù)表土層編號土層名稱土層厚度(m))土層底標(biāo)高(mm)重力密度γ(kN/m3)內(nèi)摩擦角Φc(°)粘聚力Cc(kpa)側(cè)阻力fs(kpa)①1a雜填土1.8-0.0318.713.833.514.1①3淤泥質(zhì)粘土1.9-1.9317.09.013.35.2②1粘土1.1-3.0318.011.018.312.8②2-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土土8.6-11.6317.49.014.95.2②3淤泥質(zhì)粘土7.6-19.2317.29.516.310.0③2粉質(zhì)粘土1.6-20.8318.511.719.120.3④1-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土土5.2-26.0317.610.519.513.2④2粘土6.8-32.8317.211.522.217.2⑤2粘土1.8-34.6319.217.436.850.1⑥2粉質(zhì)粘土6.1-40.7318.614.331.423.1注：1、內(nèi)摩擦角和粘聚力取固結(jié)快剪值；2、重力密度、內(nèi)摩擦角、粘聚力、側(cè)阻力均取“地基土物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表”中平均值（表中無數(shù)據(jù)，取相似土層數(shù)據(jù)）。選擇深度最大的GS23作為計(jì)算墩位，采用SG-XZ07地勘點(diǎn)作為計(jì)算依據(jù)，基坑深度按6.94m計(jì)，即地面高程1.8m（樁頂高出地面0.5m），坑底高程-5.144m。3鋼板樁圍堰方案綜述GS22、24、27、28位于農(nóng)田地內(nèi)，GS23號墩位于XX河道內(nèi)，但XX河為內(nèi)河，無沖刷，采用筑島鋼板樁圍堰，因此均按無沖刷陸地鋼板樁圍堰計(jì)算，承臺平面尺寸為9.2m×7.2m，承臺底高程為-4.63m。采用一根長17m，寬0.4m的《熱軋U型鋼板樁》（GBT20933-2007）中400*170*15.5mm鋼板樁，鋼圍堰平面尺寸為12m×10m，地面高程1.8m，各結(jié)構(gòu)高程見圖1-1、1-2。結(jié)合實(shí)際，基坑內(nèi)共設(shè)置兩道支撐圍囹，每層間隔2.7m，首層設(shè)置在地面以下1m，每層圍囹采用“3工36a”工字鋼制成，每層圍囹內(nèi)側(cè)采用“2工36a”工字鋼斜支撐，最大自由長度為6.43m。內(nèi)支撐圍囹平面圖如下：4、結(jié)構(gòu)計(jì)算采用理正深基坑6.5軟件對支護(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，并通過Midas/Civil2006計(jì)算內(nèi)支撐及圍囹進(jìn)行對比分析。4.1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)4.1.1、基坑設(shè)計(jì)等級及設(shè)計(jì)系數(shù)二級，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。4.1.2、材料力學(xué)性能指標(biāo)序號材料名稱/規(guī)格格使用部位強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MMpa)抗拉、壓、彎抗剪承壓1工字鋼/工366a(Q2355)腰梁2151253253鋼板樁/4000X1700X15..5(Q2295bzz)樁2954.1.3、內(nèi)支撐剛度圍囹（腰梁）采用“3工36a”工字鋼，內(nèi)支撐采用“2工36a”工字鋼，最大自由長度6.43m。采用《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）附錄C.2.2（詳見計(jì)算總說明）：取值如下：4.1.4、內(nèi)支撐材料抗力T—為支撐材料抗力(kN)；A—為支撐斷面積(mm2)；fy—為抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)；—為與長細(xì)比有關(guān)調(diào)整系數(shù)；ξ—為工程形式有關(guān)的調(diào)整系數(shù)(通常對稱支撐取1.0)?！?工36a”工字鋼，自由長度6.43m，，，查表得4.2、荷載計(jì)算根據(jù)規(guī)范要求，基坑邊緣設(shè)置20kpa超載，整個施工過程中坑邊荷載不得大于20kpa。4.3、計(jì)算模型采用理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.5軟件按鋼板樁連續(xù)墻建模，如圖：4.4、施工工況定義4.4.1、整體分析工況定義（1）、工況1：開挖至原地面以下1.5m；（2）、工況2：開挖至原地面以下4.2m；（3）、工況3：開挖至原地面以下7.1m（基底）；（4）、工況4：拆除第二道支撐；4.4.2、單元分析工況定義（1）、工況1：開挖至原地面以下1.5m（第一道內(nèi)支撐以下0.5m）；（2）、工況2：在原地面以下1.0m處安裝第一道內(nèi)支撐；（3）、工況3：開挖至原地面以下4.2m（第二道內(nèi)支撐以下0.5m）；（4）、工況4：在原地面以下3.7m處安裝第二道內(nèi)支撐；（5）、工況5：開挖至原地面以下7.1m（基底），澆筑30cm厚C15墊層；4.5、圍堰結(jié)構(gòu)驗(yàn)算4.5.1、整體分析4.5.1.1、圍堰結(jié)構(gòu)變形如圖所示，圍堰結(jié)構(gòu)最大變形發(fā)生在工況3，最大變形為21.6mm。4.5.1.2、圍堰鋼板樁驗(yàn)算由于鋼板樁數(shù)量較多，限于篇幅此處僅列出最大內(nèi)力單元數(shù)據(jù)。鋼板樁（墻）最大豎向彎矩發(fā)生在工況3[（1）Z-1]，最大彎矩為。選用《熱軋U型鋼板樁》（GBT20933-2007）中400*170*15.5mm鋼板樁：，合格。4.5.2、單元計(jì)算[支護(hù)方案]排樁支護(hù)[基本信息]內(nèi)力計(jì)算方法增量法規(guī)范與規(guī)程《建筑基坑支護(hù)護(hù)技術(shù)規(guī)程程》JGJJ1200-99基坑等級二級基坑側(cè)壁重要性性系數(shù)γ01.00基坑深度H(mm)7.100嵌固深度(m))7.900樁頂標(biāo)高(m))0.000樁材料類型鋼板樁├每延米截面面積積A(cmm2)236.00├每延米慣性矩II(cm44)39600.000└每延米抗彎模量量W(cmm3)2200.000有無冠梁無放坡級數(shù)0超載個數(shù)1支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水水平集中力力0[超載信息]超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號(kPa,kN//m)(m)(m)(m)(m)120.000[附加水平力信息息]水平力作用類型水平力值作用深度是否參與是否參與序號(kN)(m)傾覆穩(wěn)定整體穩(wěn)定[土層信息]土層數(shù)10坑內(nèi)加固土否內(nèi)側(cè)降水最終深深度(m)7.100外側(cè)水位深度((m)1.000內(nèi)側(cè)水位是否隨隨開挖過程程變化否內(nèi)側(cè)水位距開挖挖面距離(m)彈性計(jì)算方法按按土層指定定ㄨ彈性法計(jì)算方法法m法[土層參數(shù)]層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土1.8018.78.733.5013.802淤泥質(zhì)土1.9017.07.013.309.003粘性土1.1018.08.018.3011.004粉土8.6017.47.414.909.005淤泥質(zhì)土7.6017.27.26粉土1.6018.58.57淤泥質(zhì)土5.2017.67.68粘性土6.8017.27.29粘性土1.8019.59.210粉土6.1018.68.6層號與錨固體摩粘聚力內(nèi)摩擦角水土計(jì)算方法m,c,K值抗剪強(qiáng)度擦阻力(kPaa)水下(kPa)水下(度)(kPa)114.128.5010.80合算m法5.7825.28.306.00合算m法2.05312.813.308.00合算m法3.1545.29.906.00合算m法2.21510.011.306.50合算m法1.33620.314.108.70合算m法2.05713.214.507.50合算m法1.83817.217.208.50合算m法2.32950.131.8014.40合算m法5.891023.126.4011.30合算m法4.06[支錨信息]支錨道數(shù)2支錨支錨類型水平間距豎向間距入射角總長錨固段道號(m)(m)(°)(m)長度(m)1內(nèi)撐1.0001.0002內(nèi)撐1.0002.700支錨預(yù)加力支錨剛度錨固體工況錨固力材料抗力材料抗力道號(kN)(MN/m)直徑(mm)號調(diào)整系數(shù)(kN)調(diào)整系數(shù)10.00882.002～1568.0001.0020.00882.004～1568.0001.00[土壓力模型及系系數(shù)調(diào)整] 彈性法土壓力模模型: 經(jīng)典法土土壓力模型型:層號土類名稱水土水壓力主動土壓力被動土壓力被動土壓力調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)最大值(kPaa)1雜填土合算1.0001.0001.00010000.00002淤泥質(zhì)土合算1.0001.0001.00010000.00003粘性土合算1.0001.0001.00010000.00004粉土合算1.0001.0001.00010000.00005淤泥質(zhì)土合算1.0001.0001.00010000.00006粉土合算1.0001.0001.00010000.00007淤泥質(zhì)土合算1.0001.0001.00010000.00008粘性土合算1.0001.0001.00010000.00009粘性土合算1.0001.0001.00010000.000010粉土合算1.0001.0001.00010000.0000[工況信息]工況工況深度支錨號類型(m)道號1開挖1.5002加撐1.內(nèi)撐3開挖4.2004加撐2.內(nèi)撐5開挖7.100[設(shè)計(jì)結(jié)果][結(jié)構(gòu)計(jì)算]各工況：內(nèi)力位移包絡(luò)圖圖：地表沉降圖：[整體穩(wěn)定驗(yàn)算]計(jì)算方法：瑞典典條分法應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)應(yīng)力法條分法中的土條條寬度:1.000m滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系系數(shù)Ks=00.8522圓弧半徑(m))R==14..089圓心坐標(biāo)X(mm)X=-00.6577圓心坐標(biāo)Y(mm)Y=6..149[抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算]抗傾覆安全系數(shù)數(shù): Mp——被動土壓力及支支點(diǎn)力對樁樁底的抗傾傾覆彎矩,對于內(nèi)支支撐支點(diǎn)力力由內(nèi)支撐撐抗壓力決決定;對于錨桿桿或錨索，支支點(diǎn)力為錨錨桿或錨索索的錨固力力和抗拉力力的較小值值。 Ma——主動土壓力對樁樁底的傾覆覆彎矩。 注意：錨固力計(jì)計(jì)算依據(jù)錨錨桿實(shí)際錨錨固長度計(jì)計(jì)算。工況11：注意：錨錨固力計(jì)算算依據(jù)錨桿桿實(shí)際錨固固長度計(jì)算算。 序號 支錨類型型 材料抗力(kN//m) 錨固力(kN/mm)11 內(nèi)撐 0.0000 22 內(nèi)撐 0.0000 Ks=66.7744>=1.2000,滿足規(guī)范范要求。工況22：注意：錨錨固力計(jì)算算依據(jù)錨桿桿實(shí)際錨固固長度計(jì)算算。 序號 支錨類型型 材料抗力(kN//m) 錨固力(kN/mm)11 內(nèi)撐 15668.0000 22 內(nèi)撐 0.0000 Ks=118.9003>==1.2200,滿足規(guī)范范要求。工況33：注意：錨錨固力計(jì)算算依據(jù)錨桿桿實(shí)際錨固固長度計(jì)算算。 序號 支錨類型型 材料抗力(kN//m) 錨固力(kN/mm)11 內(nèi)撐 15668.0000 22 內(nèi)撐 0.0000 Ks=66.1600>=1.2000,滿足規(guī)范范要求。工況44：注意：錨錨固力計(jì)算算依據(jù)錨桿桿實(shí)際錨固固長度計(jì)算算。 序號 支錨類型型 材料抗力(kN//m) 錨固力(kN/mm)11 內(nèi)撐 15668.0000 22 內(nèi)撐 15668.0000 Ks=110.0119>==1.2200,滿足規(guī)范范要求。工況55：注意：錨錨固力計(jì)算算依據(jù)錨桿桿實(shí)際錨固固長度計(jì)算算。 序號 支錨類型型 材料抗力(kN//m) 錨固力(kN/mm)11 內(nèi)撐 15668.0000 22 內(nèi)撐 15668.0000 Ks=66.5755>=1.2000,滿足規(guī)范范要求。安全系系數(shù)最小的的工況號：：工況3。 最小小安全Ks=66.1600>=1.2000,滿足規(guī)范范要求。[抗隆起驗(yàn)算]]Prandtll(普朗德爾)公式(Ks>=1.1～1.2)，注：安安全系數(shù)取取自《建筑筑基坑工程程技術(shù)規(guī)范范》YB99258--97(冶金部): Ks=1.1449>==1.11,滿足規(guī)范范要求。Terzaghhi(太沙基)公式(Ks>=1.155～1.255)，注：安安全系數(shù)取取自《建筑筑基坑工程程技術(shù)規(guī)范范》YB99258--97(冶金部): Ks=1.2440>==1.115,滿足規(guī)范范要求。[隆起量的的計(jì)算]注意：按以下公公式計(jì)算的的隆起量，如如果為負(fù)值值，按0處理!式中 δ————基坑底面面向上位移移(mm);; n———從基坑頂頂面到基坑坑底面處的的土層層數(shù)數(shù); ri———第i層土土的重度(kN/mm3)； 地下水水位以上取取土的天然然重度(kN/mm3)；地下水水位以下取取土的飽和和重度(kN/mm3); hi———第i層土土的厚度(m); q———基坑頂面面的地面超超載(kPa)); D———樁(墻))的嵌入長長度(m); H———基坑的開開挖深度(m); c———樁(墻))底面處土土層的粘聚聚力(kPa));φ———樁(墻墻)底面處土土層的內(nèi)摩摩擦角(度); r———樁(墻))頂面到底底處各土層層的加權(quán)平平均重度(kN/mm3);δ=130((mm)[抗管涌驗(yàn)算]]抗管涌穩(wěn)定安全全系數(shù)(K>==1.55):式中 γ0————側(cè)壁重要要性系數(shù);γ'———土的有效效重度(kN/mm3);γw———地下水重重度(kN/mm3); h'———地下水位位至基坑底底的距離(m); D———樁(墻))入土深度(m); K=2.6642>>=1..5,滿足規(guī)范范要求。[抗承壓水(突涌涌)驗(yàn)算]式中 Pcz————基坑開挖挖面以下至至承壓水層層頂板間覆覆蓋土的自自重壓力(kN/mm2); Pwwy———承壓水層層的水頭壓壓力(kN/mm2);KKy———抗承壓水水頭(突涌)穩(wěn)定性安安全系數(shù)，規(guī)規(guī)范要求取取大于1.0550。Ky=34.880/300.00=1..15>>=1..05基坑底部土抗承承壓水頭穩(wěn)穩(wěn)定![嵌固深度計(jì)算]嵌固深度計(jì)算參參數(shù)：抗?jié)B嵌固系數(shù)1.200整體穩(wěn)定分項(xiàng)系系數(shù)1.300圓弧滑動簡單條條分法嵌固固系數(shù)1.100嵌固深度考慮支支撐作用ㄨ嵌固深度計(jì)算過過程：按《建建筑基坑支支護(hù)技術(shù)規(guī)規(guī)程》JGJJ1200-99圓弧滑動動簡單條分分法計(jì)算嵌嵌固深度：：圓心((-2.4426，10.5538)，半徑=26.6649m，對對應(yīng)的安全全系數(shù)Ks=11.3100≥1.3300嵌固深深度計(jì)算值值h0=16.0000m嵌固深深度設(shè)計(jì)值值hd=αh0==1.1100×116.0000==17..600mm嵌固深深度采用值值ld=7..900mm此嵌固值值未考慮內(nèi)內(nèi)支撐作用用，因此根根據(jù)實(shí)際選選用17m長鋼板樁樁（取1m寬度驗(yàn)驗(yàn)算）進(jìn)行行驗(yàn)算：根據(jù)內(nèi)力包絡(luò)圖圖，計(jì)算圖圖示：計(jì)算公式：（即即分別由主主動力和被被動力向鋼鋼板樁底O取矩）其中：K—計(jì)計(jì)算嵌固深深度的系數(shù)數(shù)，當(dāng)K>1時，嵌固固深度滿足足要求；F1——第一道支支撐單位長長度反力（kN）；F2——第二道支支撐單位長長度反力（kN）；L1——第一道支支撐至鋼板板樁底O點(diǎn)距離（m）；L2——第二道支支撐至鋼板板樁底O點(diǎn)距離（m）；ep——