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河特大橋連續(xù)梁主墩承臺(tái)鋼板樁圍堰施工計(jì)算書（22頁）.doc

資源ID：609931 資源大小：905KB 全文頁數(shù)：22頁
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河特大橋連續(xù)梁主墩承臺(tái)鋼板樁圍堰施工計(jì)算書（22頁）.doc

1、目錄1設(shè)計(jì)資料12鋼板樁入土深度計(jì)算12.1內(nèi)力計(jì)算12.2入土深度計(jì)算23鋼板樁穩(wěn)定性檢算33.1管涌檢算33.2基坑底部隆起驗(yàn)算44圍囹檢算54.1工況分析與計(jì)算54.1.1工況一54.1.2工況二64.1.3工況三74.1.4工況四84.1.5工況五94.1.6工況七114.1.7工況八124.1.8工況九134.2圍囹計(jì)算144.2.1頂層圍囹154.2.2第一層圍囹164.2.3第二層圍囹174.2.4第三層圍囹174.2.5第四層圍囹185對(duì)撐和斜撐檢算19河特大橋連續(xù)梁主墩承臺(tái)鋼板樁圍堰施工計(jì)算書1設(shè)計(jì)資料(1)樁頂高程H1：8.0m，汛期施工水位：7.0m。(2)地面標(biāo)高H0：

2、8m；基坑底標(biāo)高H3：-1.54m；開挖深度H：9.54m。(3)封底混凝土采用C30混凝土，封底厚度為1m。(3)坑內(nèi)、外土的天然容重加權(quán)平均值、均為：18.9KN/m3；內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值；粘聚力C：24KPa。(4)地面超載：按70噸考慮，換算后為10KN/m2。(5)鋼板樁采用國產(chǎn)拉森鋼板樁，選用鞍IV型（新）（見施工計(jì)算手冊(cè)中國建筑工業(yè)出版社P290頁）鋼板樁參數(shù) A=98.70cm2，W=2043cm3，=200Mpa，樁長18m。2鋼板樁入土深度計(jì)算2.1內(nèi)力計(jì)算(1)作用在鋼板樁上的土壓力強(qiáng)度及壓力分部見圖2.1根據(jù)簡明施工計(jì)算手冊(cè)中國建筑工業(yè)出版社，P284頁(5-89、5-

3、90）公式得：鋼板樁均布荷載換算土高度：(2)支撐層數(shù)及間距按等彎矩布置確定各層支撐的間距,則拉森型鋼板樁頂部懸臂端的最大允許跨度，根據(jù)簡明施工計(jì)算手冊(cè)中國建筑工業(yè)出版社，P284頁(5-96）公式得：=2940mm=2.9mh1=1.11h=1.11*2.9=3.2mh2=0.88h=0.88*2.9=2.6mh3=0.77h=0.77*2.9=2.2m根據(jù)施工需要調(diào)整支撐布置h1=2.1m，h2=2.1m，h3=1.6層數(shù)為3層。受力簡圖見圖2.1圖2.1 鋼板樁受力簡圖2.2入土深度計(jì)算用盾恩近似法計(jì)算鋼板樁入土深度主動(dòng)土壓力系數(shù)，被動(dòng)土壓力系數(shù)從上可知：、圖2.2 鋼板樁計(jì)算簡圖根據(jù)假

4、定作用在鋼板樁AB段上的荷載ABCD，一半傳至A點(diǎn)上，另一半由坑底土壓力EBF承受，由圖2.2所示，幾何關(guān)系根據(jù)簡明施工計(jì)算手冊(cè)中國建筑工業(yè)出版社，P288頁(5-99）公式得：根據(jù)入土部分的固定點(diǎn)，被動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)在離坑底處，所以鋼板樁最下面一跨的跨度為0.84+4.012=4.852m處。故鋼板樁的總長度至少為,即鋼板樁長度為15.563m，入土深度為6.032m時(shí)能保證樁體本身的穩(wěn)定性，選用18m鋼板樁，實(shí)際入土深度為8.46m。3鋼板樁穩(wěn)定性檢算3.1管涌檢算管涌的原因主要收水的作用影響，計(jì)算時(shí)考慮有水一側(cè)，基坑抽水后水頭差為h1=8.54m，入土深度h2=x，最短的滲流途徑如

5、圖2-1所示為h1+h22，不產(chǎn)生管涌的安全條件，根據(jù)根據(jù)簡明施工計(jì)算手冊(cè)中國建筑工業(yè)出版社，P284頁(5-107）公式得：式中為安全系數(shù)取1.7；水容重取；土的浮容重為；水力梯度；計(jì)算得時(shí)，不會(huì)發(fā)生管涌。所需樁長選用18m鋼板樁，則入土深度為8.46，反算抗管涌安全系數(shù),不會(huì)發(fā)生管涌。3.2基坑底部隆起驗(yàn)算基底抗隆起穩(wěn)定性分析采用,，抗隆驗(yàn)算方法。根據(jù)基礎(chǔ)工程中國建筑工業(yè)出版社P308頁（8-30）公式：、安全系數(shù)=5.69=13.78=3.541.7即鋼板樁打入深度8.46m，地基土穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生隆起。4圍囹檢算4.1工況分析與計(jì)算工況分析模型加載力按照主動(dòng)土壓力強(qiáng)度，被動(dòng)土壓力強(qiáng)度

6、4.1.1工況一參照簡明施工計(jì)算手冊(cè)中國建筑工業(yè)出版社P284,施作樁頂圍囹和支撐后,開挖基坑至+4.6m，即3.4m深，未安裝第一道支撐前，鋼板樁為頂部簡支的單錨淺埋板，則支撐受力為。假定鋼板樁所需入土深度為t，為使鋼板樁保持穩(wěn)定，在鋼板樁頂部力矩應(yīng)等于零因此最小入土深度因此剪力為零的點(diǎn)據(jù)支撐點(diǎn)的距離取K=1.53，h=0.84m。故此工況下鋼板樁能夠滿足要求。4.1.2工況二安裝好第一道支撐，開挖至標(biāo)高+2.5，即5.5m深，第二道支撐沒有施作。此時(shí)鋼板樁可看作為在樁頂和第一道支撐處簡支，基坑以下2m處固結(jié)的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。則建模如下：受力布置圖(KN/m）剪力圖（KN）彎矩圖（KNm）計(jì)算

7、得鋼板樁：、，最大支撐反力104.82KN。作用在第一層圍囹和支撐處。則此時(shí)鋼板樁的應(yīng)力為故此工況下鋼板樁能夠滿足要求。4.1.3工況三安裝好第二道支撐，繼續(xù)開挖至標(biāo)高+0.4m處，即基坑7.6m深，此時(shí)鋼板樁可看作為在樁頂、第一和第二道支撐處簡支，在基底以下2m處固結(jié)的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，則建模如下：受力布置圖(KN/m）剪力圖（KN）彎矩圖（KNm）計(jì)算得鋼板樁：、，最大支撐反力161.45KN。作用在第二層圍囹和支撐處。則此時(shí)鋼板樁的應(yīng)力為故此工況下鋼板樁能夠滿足要求。4.1.4工況四安裝好第三道支撐，繼續(xù)開挖至基坑底，底標(biāo)高-1.54m處，即基坑9.54m深，此時(shí)鋼板樁可看作為在樁頂、第一道

8、、第二道和第三道支撐處簡支，在基底以下2m處固結(jié)的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，則建模如下：受力布置圖(KN/m）剪力圖（KN）彎矩圖（KNm）計(jì)算得鋼板樁：、，最大支撐反力223.79KN。作用在第三層圍囹和支撐處。則此時(shí)鋼板樁的應(yīng)力為故此工況下鋼板樁能夠滿足要求。4.1.5工況五安裝好第四道圍囹和支撐，繼續(xù)開挖至封底混凝土底面，即標(biāo)高為-2.54m，此時(shí)鋼板樁可看做為在樁頂、第一道到第四道支撐處簡支，在基底以下2m處固結(jié)的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，則建模如下：受力布置圖(KN/m）剪力圖（KN）彎矩圖（KNm）計(jì)算得鋼板樁：、，最大支撐反力228.10KN。作用在第四層圍囹和支撐處。則此時(shí)鋼板樁的應(yīng)力為故此工況下鋼板樁能

9、夠滿足要求。4.1.6工況六安裝好第四道支撐，清基，灌注封底混凝土，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，封底混凝土作為第一道支撐，拆除第四道支撐和圍囹，拆除第三道支撐，圍囹保留，此時(shí)鋼板樁可視為在樁頂、第一道、第二道支撐和第三道圍囹處簡支，封底混凝土頂固結(jié)的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，則建模如下：受力布置圖(KN/m）剪力圖（KN）彎矩圖（KNm）計(jì)算得鋼板樁：、，第三層最大反力為155.351KN，作用在第三層圍囹處、第二層支撐最大反力160.007KN作用在第二層圍囹和支撐處。則此時(shí)鋼板樁的應(yīng)力為故此工況下鋼板樁能夠滿足要求。封底混凝土需要的強(qiáng)度、假設(shè)是支撐，則面積。4.1.6工況七第一層承臺(tái)施工完畢，拆模，養(yǎng)生至強(qiáng)

10、度達(dá)到20Mpa以上時(shí)，恢復(fù)第三道支撐，臨時(shí)支撐在第一層承臺(tái)側(cè)壁上，拆除第二道支撐，圍囹保留。此時(shí)鋼板樁可視為在樁頂、第一道、第三道支撐和圍囹處簡支，在封底頂固結(jié)的連續(xù)梁，建模如下：受力布置圖(KN/m）剪力圖（KN）彎矩圖（KNm）計(jì)算得鋼板樁：、，第三層最大反力為227.21KN，作用在第三層支撐及圍囹處、第二層支撐最大反力101.21KN作用在第二層圍囹處。則此時(shí)鋼板樁的應(yīng)力為故此工況下鋼板樁能夠滿足要求。4.1.7工況八第二層承臺(tái)施工完畢，拆模，養(yǎng)生至強(qiáng)度達(dá)到20MPa以上時(shí)，恢復(fù)第二道支撐，臨時(shí)支撐在第二層承臺(tái)側(cè)壁上，拆除第三層圍囹和支撐，回填基坑至第二層圍囹底，拆除第二層圍囹和支撐

11、，此時(shí)鋼板樁可視為樁頂、第一道支撐和圍囹處簡支，在原第二層圍囹以下2m處固結(jié)的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，建模如下：受力布置圖(KN/m）剪力圖（KN）彎矩圖（KNm）計(jì)算得鋼板樁：、，第一層支撐最大反力97.84KN作用在第一層圍囹處。則此時(shí)鋼板樁的應(yīng)力為故此工況下鋼板樁能夠滿足要求。4.1.8工況九第二道圍囹和支撐拆除后繼續(xù)回填至第一道圍囹和支撐處，拆除第一道圍囹和支撐，工況回到工況一，已經(jīng)經(jīng)過檢算鋼板樁能滿足受力要求。通過以上計(jì)算可知，在八種工況下采用IV型拉森鋼板樁受力均能滿足要求。4.2圍囹計(jì)算圍囹設(shè)四個(gè)腳撐和兩道對(duì)撐，結(jié)構(gòu)如下圖圍囹及支撐結(jié)構(gòu)圖（m）各工況下層圍囹受力情況如下表所示：圍囹受力工況

12、圍囹受力（KN/延米）頂層第一層第二層第三層第四層工況一40.3540000工況二8.76104.82000工況三9.469.88161.4500工況四13.2169.88101.21223.790工況五13.2169.88101.21126.61228.10工況六9.469.88160.007155.3510工況七9.499.24101.21227.210工況八7.5497.84000工況九40.3540000最大值40.354104.82161.45227.21228.104.2.1頂層圍囹最大支撐反力40.354KN/m，即為作用在圍囹上的均布荷載順橋向圍囹建模平面如下：受力布置圖（K

13、N/m）剪力圖(KN)彎矩圖（KNm）圍囹受力：、，斜撐最大支撐反力為107.00KN橫橋向圍囹建模平面如下：受力布置圖（KN/m）剪力圖(KN)彎矩圖（KNm）圍囹受力：、，對(duì)撐最大支撐反力為134.18KN，斜撐最大支撐反力為85.60KN。圍囹所需截面：選用I40a工字鋼，,，故頂層圍囹采用I40a工字鋼能滿足受力要求。4.2.2第一層圍囹最大支撐反力104.82KN/延米，即為作用在圍囹上的均布荷載，建模與4.2.1相同，反力為4.2.1的104.82/40.35=2.59，故圍囹受力：、，對(duì)撐最大反力，斜撐最大支撐反力為。圍囹所需截面：選用I40a工字鋼，,，故頂層圍囹采用I40a

14、工字鋼能滿足受力要求。4.2.3第二層圍囹最大支撐反力161.45KN/延米，即為作用在圍囹上的均布荷載，建模與4.2.1相同，反力為4.2.1的161.45/40.35=4.001，故圍囹受力：圍囹受力：、，對(duì)撐最大反力，斜撐最大支撐反力為。圍囹所需截面：選用I50c工字鋼，,，故頂層圍囹采用I50c工字鋼能滿足受力要求。4.2.4第三層圍囹最大支撐反力227.21KN/延米，即為作用在圍囹上的均布荷載，建模與4.2.1相同，反力為4.2.1的227.21/40.35=5.63，故圍囹受力：、，對(duì)撐最大反力，斜撐最大支撐反力為。圍囹所需截面：選用雙I50c工字鋼，,，故頂層圍囹采用I50

15、c工字鋼能滿足受力要求。4.2.5第四層圍囹最大支撐反力228.1KN/延米，即為作用在圍囹上的均布荷載，建模與4.2.1相同，反力為4.2.1的228.1/40.35=5.65，故圍囹受力：、，對(duì)撐最大反力，斜撐最大支撐反力為。圍囹所需截面：選用I50c工字鋼，,，故頂層圍囹采用I50c工字鋼能滿足受力要求。5對(duì)撐和斜撐檢算對(duì)撐和斜撐采用螺旋鋼管樁，各工況下斜撐和對(duì)撐受力情況如下表所示：支撐受力支撐位置支撐受力頂層第一層第二層第三層第四層斜撐107278.2428.11602.41604.55對(duì)撐134.18348.81536.85755.43758.12最大值758.12對(duì)撐承受軸向力，最大為758.12KN，為對(duì)撐處，采用400鋼管，管壁厚，最長對(duì)撐。根據(jù)長細(xì)比，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附表得穩(wěn)定系數(shù)=0.43。自重彎矩滿足要求。綜上計(jì)算可知，采用拉森IV型鋼板樁作為基坑開挖防護(hù)結(jié)構(gòu)，長18m，頂標(biāo)高+8.0m，入土深度8.46m，頂層圍囹采用I40a工字鋼能滿足要求，第一層圍囹采用I40a工字鋼能滿足要求，第二層圍囹、第三層圍囹、第四層圍囹采用I50c均能滿足要求。對(duì)撐斜撐采用400螺旋鋼管，壁厚14mm鋼管能滿足要求。

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