16m長鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)計算

鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)計算1、設(shè)計參數(shù)（1）主跨墩處河道內(nèi)主要為礫砂土，其土體力學性能如下：土體容重：r=18KN/m3土體內(nèi)摩擦角：φ=36°（2）鋼板樁力學性能：鋼板樁采用IV型拉森樁，重量75kg/m，每1米寬截面模量W=2037cm3,允許應(yīng)力為[σ]=210Mpa。（3）承臺尺寸：8.4m×12.3m×3.5m，圍堰尺寸：10.8m×15.5m。（4）計劃采用拉森Ⅳ鋼板樁,技術(shù)參數(shù):寬度高度單位重截面模量w400mm155mm77.72037cm（5）根據(jù)地質(zhì)情況（見圖1）20m范圍加權(quán)平均：主動土壓力系數(shù)：Ka＝tg2（45－φ/2）＝0.60被動土壓力系數(shù)：Kp＝tg2（45＋φ/2）＝1.6682、計算內(nèi)容（1）內(nèi)支撐層數(shù)及間距按照等彎矩布置確定各層支撐的間距，根據(jù)拉森Ⅳ型鋼板樁承受的最大彎矩確定板樁頂懸臂端的最大允許跨度：＝γ：取加權(quán)平均16.5，h1＝0.88h＝2.62mh2＝0.77h＝2.29mh3＝0.65h＝1.94m根據(jù)具體情況，確定采用的立面布置形式如下圖所示：（2）計算板樁墻上土壓力零點離開挖面的距離y，在y處板樁墻的被動土壓力等于板樁后的主動土壓力：γKKpy＝γKa（H＋y）y＝式中K-主動土壓力修正系數(shù)，取1.2（3）鋼板樁零點以下入土深度x的確定：由力矩分配法計算的如下：P0=47.7KNP1=8.2KN/mP2=63.3KN/mP3=129KN/mP4=80.1KN/m最大彎矩在8.9m處,Mmax=98.3KN.M采用等值梁法計算原理，土壓力零點處的支撐反力與該點以下鋼板樁土壓力對樁底的力矩平衡，假設(shè)土壓力零點以下鋼板樁零點以下鋼板樁埋深為x，建平衡方程。P0＝x＝＝＝3.52m鋼板樁入土深度t0＝x＋y＝3.81＋3.52＝7.33m，則t＝1.2×7.33＝8.8m（4）抗管涌檢算根據(jù)不發(fā)生管涌條件：γˊ≥K×j，其中j＝i×rw＝K－抗管涌安全系數(shù)，取K＝1.8γˊ－土的浮容重，γˊ＝γ－γw＝6.5KN/mj－最大滲流力（動水壓力）i－水頭梯度t－排樁的入土深度,8.8hˊ－地下水到坑底的距離為8.9m計算得：j＝3.36，K×j=6.05<γˊ，故滿足要求。（5）抗浮穩(wěn)定性驗算1）混凝土厚度確定：假設(shè)混凝土厚度為2.5m土壓力形成的荷載：p＝γKah－2.5×24＝16.5×0.6×11.4－48＝64.86KN/M2M＝×p×l12＝0.125×42×64.86＝129.72KN.M混凝土截面模量W=＝129.72÷1100＝0.118m3h＝+0.5＝1.19＋0.5＝1.69滿足要求fct－C20混凝土抗拉強度設(shè)計值，，取1.1Mpaγc－混凝土的比重取2.5T/m32)、抗浮穩(wěn)定性檢算G－鋼板樁重量＋內(nèi)支撐重量＋混凝土自重＋側(cè)阻力F－浮力G=237.762+112.151+1012＋1689＝3050.913tF＝2348t，＞1，故安全。3、圍囹及內(nèi)支撐計算（1）圍囹根據(jù)現(xiàn)場情況，圍囹采用I45b，具體布置見圖內(nèi)支撐布置：第一道為雙層I45b，兼作導向框架第二道為雙層I45b第三層為三層I45b根據(jù)受力分析只需計算第三道內(nèi)支撐即可,圍囹主要承受彎矩應(yīng)力和軸向壓力，I45b抗彎截面系數(shù)w＝1500cm長邊受力分析：圍囹慣性半徑：r＝λ＝，φ＝0.995容許應(yīng)力δ＝φ［δ］＝0.995×170＝169.15Mpaδ＝＜［δ］短邊受力分析：圍囹慣性半徑：r＝λ＝，φ＝0.996容許應(yīng)力δ＝φ［δ］＝0.996×170＝169