鋼板樁計(jì)算書(shū)箱涵

PAGEPAGE1玉祥門(mén)立交工程鋼板樁擋土墻計(jì)算書(shū)玉祥門(mén)立交工程項(xiàng)目部二OO九年十一月

1工程概況1.1工程概況玉祥門(mén)立交工程下穿通道橋，主體結(jié)構(gòu)由單孔箱涵構(gòu)成，凈寬均為16米，總長(zhǎng)205米。箱涵南北兩側(cè)設(shè)U型槽與道路擋墻連接，凈寬16米，其中南側(cè)U型槽長(zhǎng)度120米，北側(cè)U型槽長(zhǎng)度125米，通道橋總長(zhǎng)450米，起點(diǎn)位于K0+220，終點(diǎn)止于K0+670。為了防止通道橋在開(kāi)挖過(guò)程中垮塌，采用單層鋼板樁擋土墻進(jìn)行支護(hù)。鋼板樁采用拉森=4\*ROMANIV型鋼板樁，根據(jù)開(kāi)挖深度，鋼板樁長(zhǎng)度依次采用15m、12m。內(nèi)支撐采用一道、二道、三道內(nèi)支撐，鋼板樁頂標(biāo)高為0.0m，地面標(biāo)高為0.0m，第一層標(biāo)高為-1m，第二層標(biāo)高為-4m，第三層標(biāo)高為-7m，基坑開(kāi)挖至-10m?？紤]施工誤差基坑底標(biāo)高按-11米計(jì)算。2驗(yàn)算依據(jù)（1）《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.2-2005）。（2）《鐵路混凝土與砌體設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.4-2005）。（3）《基礎(chǔ)工程》（凌治平、易經(jīng)武主編）人民交通出版社，2004.7。（4）《土力學(xué)和基礎(chǔ)工程》（下冊(cè)）（劉成宇主編）中國(guó)鐵道出版社1981.4。（5）《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》（趙志縉主編）中國(guó)建筑工業(yè)出版社2000.4。（6）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）。（7）《簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)》（第三版）（汪正榮主編）中國(guó)建筑工業(yè)出版社2005.7。3基本參數(shù)（1）地質(zhì)資料（現(xiàn)場(chǎng)提供）基礎(chǔ)開(kāi)挖處土層為粘性土，內(nèi)摩擦角為30°，容重為20kN/m3，土層粘聚力C＝10kPa，施工荷載按照40kN/m2。（2）結(jié)構(gòu)參數(shù)（現(xiàn)場(chǎng)提供）圍堰鋼板樁采用拉森=4\*ROMANIV型鋼板樁，截面模量為2037cm3/m。水位在-5米。4鋼板樁強(qiáng)度及入土深度驗(yàn)算4.1計(jì)算方法：等值梁法4.2工況：4.2.1開(kāi)挖2米后，在-1米處安裝第一道支撐；4.2.2開(kāi)挖5米后，在-4米4.2.3抽水吸泥至－9m4.2.4然后在-7m處設(shè)置第三4.2.5抽水吸泥至基坑底－114.3計(jì)算土壓力粘性土主動(dòng)土壓力系數(shù)=粘性土主動(dòng)土壓力引起的側(cè)壓力的斜率20×0.333=6.66施工荷載引起的側(cè)壓力減去粘聚力=40×0.333-2×18×=1.78粘性土被動(dòng)土壓力系數(shù)=考慮板樁與土體的摩擦，由《簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)》查表得被動(dòng)土壓力提高系數(shù)K1＝1.8，被動(dòng)土壓力引起的側(cè)壓力的斜率=20*3*1.8=108粘聚力產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力：=34.64kPa4.4工況一、開(kāi)挖2米，在-1米處安裝第一道支撐4.5工況二、安裝好第一道內(nèi)支撐后，繼續(xù)開(kāi)挖至-5a、鋼板樁內(nèi)力及入土深度計(jì)算設(shè)側(cè)壓力強(qiáng)度為零的點(diǎn)離基坑底面的距離為x：由，整理得6.66*（5+X）+1.78=108X+34.64解此方程得：X=0.004m彎矩圖(kN.m)鋼板樁最大彎矩Mmax=42.7kN.m荷載(kN/m)及支撐反力(kN)第一道內(nèi)支撐處的反力R1=40.3kN/m4.6工況三、在-4米處安裝第二道內(nèi)支撐后，繼續(xù)開(kāi)挖至-9a、鋼板樁內(nèi)力及入土深度計(jì)算設(shè)側(cè)壓力強(qiáng)度為零的點(diǎn)離基坑底面的距離為x：由，整理得6.66*（9+X）+1.78=108X+34.64解此方程得：X=0.27m彎矩圖(kN.m)鋼板樁最大彎矩Mmax=113.5kN.m荷載(kN/m)及支撐反力(kN)鋼板樁的彎曲應(yīng)力：σ=＝<[200Mpa]，符合要求第一道內(nèi)支撐處的反力R1=6.84kN/m第二道內(nèi)支撐處的反力R2=192.6kN/m4.7工況四、在-9米處安裝第三道內(nèi)支撐后，繼續(xù)開(kāi)挖至a、鋼板樁內(nèi)力及入土深度計(jì)算設(shè)側(cè)壓力強(qiáng)度為零的點(diǎn)離基坑底面的距離為x：由，整理得6.66*（11+X）+1.78=108X+34.64解此方程得：X=0.4m彎矩圖(kN.m)鋼板樁最大彎矩Mmax=105.18kN.m荷載(kN/m)及支撐反力(kN)鋼板樁的彎曲應(yīng)力：σ=＝<[200Mpa]，符合要求第一道內(nèi)支撐處的反力R1=26.7kN/m第二道內(nèi)支撐處的反力R2=52.98kN/m第三道內(nèi)支撐處的反力R3=247.13kN/m側(cè)壓力強(qiáng)度為0的點(diǎn)的反力P0=110.71kN/m則得鋼板樁最小入土深度t0=x+y=0.4+2.56=2.96m，安全系數(shù)取1.1得：t=1.1t0=1.1×2.96=3.26m，故要求鋼板樁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度L>11+3.26=取鋼板樁長(zhǎng)度15m。開(kāi)挖深度大于9米，小于11米的可以采用三道支撐。當(dāng)開(kāi)挖深度小于9米，大于7米時(shí)，可以減少一道直撐，采用兩道直撐，鋼板樁用15米；當(dāng)深度小于7米，可以減少一道直撐，采用一道直撐，鋼板樁用12米。5內(nèi)支撐受力驗(yàn)算1、支撐梁橫梁受力計(jì)算：第一道內(nèi)支撐邊梁最大受力為40.3KN/m，任取30米單邊內(nèi)支撐受力圖彎矩圖(kN.m)荷載(kN/m)及支撐反力(kN)橫梁抗彎計(jì)算如下：Mmax=152.72kN.m=二片I45b工字鋼的截面模量為：1500m3×2=3000cm3>745cm3即采用二片I45b工字鋼滿足受力要求。內(nèi)內(nèi)撐直撐軸向壓力作用，F(xiàn)max=273.61KN軸向受壓計(jì)算：<156.45cm2采用一根Φ508mm*10mm管樁滿足要求。2、支撐梁橫梁受力計(jì)算：第二道內(nèi)支撐邊梁最大受力為192.6KN/m，任取26米單邊內(nèi)支撐受力圖彎矩圖(kN.m)荷載(kN/m)及支撐反力(kN)橫梁抗彎計(jì)算如下：Mmax=480.67kN.m=二片I45b工字鋼的截面模量為：1500m3×2=3000cm3>2344.7cm3即采用二片I45b工字鋼滿足受力要求。圍囹內(nèi)內(nèi)撐直撐軸向壓力作用，F(xiàn)max=1269.17KN軸向受壓計(jì)算：<156.45cm2采用一根Φ508mm*10mm管樁滿足要求。八字撐受力Fmax=283.18KN軸向受壓計(jì)算：<48.5cm2×2采用2I25A滿足要求3、支撐梁橫梁受力計(jì)算：第三道內(nèi)支撐邊梁最大受力為247.13KN/m，任取26米單邊內(nèi)支撐受力圖彎矩圖(kN.m)荷載(kN/m)及支撐反力(kN)橫梁抗彎計(jì)算如下：Mmax=590.26kN.m=三片I45b工字鋼的截面模量為：1500m3×3=4500cm3>2879.3cm3即采用三片I45b工字鋼滿足受力要求。圍囹內(nèi)內(nèi)撐直撐軸向壓力作用，F(xiàn)max=1649.56KN軸向受壓計(jì)算：<156.45cm2采用一根Φ508mm*10mm管樁滿足要求。八字撐受力Fmax=360.82KN軸向受壓計(jì)算：<48.5cm2×2采用2I25A滿足要求6抗管涌驗(yàn)算基坑深11米,土質(zhì)為粘土層,重度為γ=20kN/m3,離地面5米有水,γω=10kN/