深基坑鋼板樁計(jì)算書(shū)

深基坑鋼板樁計(jì)算書(shū)深基坑鋼板樁計(jì)算書(shū)深基坑鋼板樁計(jì)算書(shū)深基坑鋼板樁計(jì)算書(shū)編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:新建京張高鐵7標(biāo)深基坑鋼板樁計(jì)算書(shū)一、工程概況新建鐵路北京至張家口鐵路工程JZSG-7標(biāo)段，其中橋梁有特大、大中橋5座，全長(zhǎng)（含全部橋面系，不含預(yù)制簡(jiǎn)支箱梁的預(yù)制架設(shè)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(jiǎn)支梁、（+4×+）連續(xù)梁，橋全長(zhǎng)。本橋承臺(tái)16個(gè)，其中張家口臺(tái)承臺(tái)基坑開(kāi)挖深度超過(guò)5m，地層主要為新黃土；按設(shè)計(jì)要求1#、2#墩基礎(chǔ)位于沖溝邊上，承臺(tái)基坑開(kāi)挖時(shí)根據(jù)需要采用鋼板樁防護(hù)。橋名編號(hào)地面實(shí)測(cè)高程（m）承臺(tái)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(tái)2、戴家營(yíng)大橋，中心里程：DK139+，橋跨布置：簡(jiǎn)支梁，橋全長(zhǎng)。本橋承臺(tái)11個(gè)，擴(kuò)大基礎(chǔ)1個(gè)。本橋除4#、5#、張家口臺(tái)外，其余承臺(tái)基坑開(kāi)挖深度均超過(guò)5m，地層主要為新黃土。橋名編號(hào)地面實(shí)測(cè)高程（m）承臺(tái)底高程（m）高差（m）備注戴家營(yíng)大橋京臺(tái)1#2#3#擴(kuò)大基礎(chǔ)4#5#6#7#8#9#10#張臺(tái)3、戴家營(yíng)北大橋，中心里程：DK140+，橋跨布置：簡(jiǎn)支梁+簡(jiǎn)支梁+簡(jiǎn)支梁，橋全長(zhǎng)。本橋承臺(tái)6個(gè)，除4#承臺(tái)外，其余承臺(tái)基坑開(kāi)挖深度均超過(guò)5m，地層主要為新黃土。橋名編號(hào)地面實(shí)測(cè)高程（m）承臺(tái)底高程（m）高差（m）備注戴家營(yíng)北大橋京臺(tái)1#2#3#4#溝底張臺(tái)4、戴家營(yíng)北特大橋，中心里程：DK141+，橋跨布置：簡(jiǎn)支梁，橋全長(zhǎng)。本橋承臺(tái)17個(gè)，其中1#、2#、3#、8#、9#、10#、14#、15#承臺(tái)基坑開(kāi)挖深度均超過(guò)5m，地層主要為新黃土；按設(shè)計(jì)要求11#、12#墩基礎(chǔ)位于道路處，承臺(tái)基坑開(kāi)挖時(shí)采用鋼板樁防護(hù)。橋名編號(hào)地面實(shí)測(cè)高程（m）承臺(tái)底高程（m）高差（m）備注戴家營(yíng)北特大橋京臺(tái)1#2#6143#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#15#張臺(tái)5、董家莊大橋，中心里程DK144+，橋跨布置：簡(jiǎn)支梁，橋全長(zhǎng)178m。本橋承臺(tái)6個(gè)，其中1#、2#、3#、張臺(tái)承臺(tái)基坑開(kāi)挖深度均超過(guò)5m，地層主要為新黃土；按設(shè)計(jì)要求1#、2#墩位于瀝青路處，承臺(tái)基坑開(kāi)挖時(shí)采用鋼板樁防護(hù)。橋名編號(hào)地面實(shí)測(cè)高程（m）承臺(tái)底高程（m）高差（m）備注董家莊大橋京臺(tái)1#2#3#4#張臺(tái)二、地質(zhì)特點(diǎn)線路地質(zhì)主要為新黃土、粉質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)角礫土、卵石土、粗角礫土、弱風(fēng)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(fēng)化砂巖、全～強(qiáng)風(fēng)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(jí)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(jí)一般為Ⅰ～Ⅱ級(jí)，局部可達(dá)Ⅲ～Ⅳ級(jí)。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(jì)算根據(jù)當(dāng)?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(kāi)挖高度驗(yàn)算，基坑開(kāi)挖對(duì)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(yàn)算布置示意圖四、作用于板樁上的土壓力強(qiáng)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(dòng)土壓力系數(shù)ψ——土體內(nèi)摩擦角表面土壓力強(qiáng)度為：δa=qKa-2c√Ka=-2*18*√=式中：δa——表面土壓力強(qiáng)度q——土體表層均布荷載，因土體表層無(wú)均布荷載，故q=0Ka——主動(dòng)土壓力系數(shù)C——土體粘聚力基坑開(kāi)挖前必須進(jìn)行降水作業(yè)，土方施工在干燥基底進(jìn)行，故δb=γhKa-2c√Ka=18***18*√=式中：δb——底層土壓力強(qiáng)度r——天然容重Ka——主動(dòng)土壓力系數(shù)C——土體粘聚力h——開(kāi)挖高度壓力分布圖見(jiàn)下圖五、計(jì)算反彎點(diǎn)位置假定鋼板樁上土壓力為零的點(diǎn)為反彎點(diǎn)，假定其位于開(kāi)挖點(diǎn)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(diǎn)位置r——天然容重Ka——主動(dòng)土壓力系數(shù)h——開(kāi)挖高度Kx——放大后的被動(dòng)土壓力系數(shù)由以上結(jié)果知，鋼板樁上受力零點(diǎn)位置至基坑表面距離為，鋼結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)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(shè)樁反彎點(diǎn)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(dòng)土壓力系數(shù)Kx——放大后的被動(dòng)土壓力系數(shù)z1——最小入土深度所在反轉(zhuǎn)點(diǎn)以下的高度t1——計(jì)算所得的最小入土深度t——實(shí)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(hào)為SP-Ⅳ拉森鋼板樁作為本項(xiàng)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(yīng)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(qiáng)度由于樁身所受應(yīng)力小于鋼板樁抗折強(qiáng)度，故SP-Ⅳ拉森鋼板滿足要求。九、鋼板樁穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)實(shí)際情況，需要對(duì)基底隆起安全系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，以結(jié)構(gòu)層底面作為求極限承載力的基準(zhǔn)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(kāi)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(shè)計(jì)規(guī)范要求，地板抗隆起安全系數(shù)為，本項(xiàng)目經(jīng)計(jì)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(jì)算可知，本項(xiàng)目?jī)蓚?cè)鋼板樁入土深度大于時(shí)，滿足基坑穩(wěn)定性要求，則最小樁長(zhǎng)Lmin=+=，因計(jì)算時(shí)采用斷面為標(biāo)段鋼板樁施工時(shí)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(xiàng)為確保鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。設(shè)置內(nèi)支撐及角撐，內(nèi)支