钢桩支护设计计算完整版.docx
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钢桩支护设计计算完整版
钢桩支护工程施工技术措施（设计计算完整版）
一、工程概况
1、歪头山铁矿选矿高压室改造工程位于歪头山选矿区内，工程项目是本钢（集团）维检项目。
根据2018年10月11日施工单位收到的施工图纸做如下施工技术措施准备。
2、设计说明如下：
1材料：
挡土墙采用C15毛石砼；
2挡土墙基础要求坐在老回填土层上，地基土承载力特性值fak=120KPa；
3挡土墙转角处及直段部分每隔15米设一道伸缩缝，缝宽20mm，
3、计划于2018年10月25日开始施工。
4、周边环境
本建筑工程施工作业区域：
1有选矿两道高压电缆落地敷设，自北向南约有80米，距离拟建挡土墙0-1m。
土方开挖工程将对电力运行产生较大的影响。
2有选矿电机车铁路线，道轨距离拟建挡土墙6-12m，
电力机车高压线拉杆距离土方底脚最短4米（水平距离）最大-10米（水平距离），
3铁路线（轨道平面）与挡土墙基底上下落差约7.6米（182.00—189.60）。
铁路线为老回填土，如果自然开挖放坡电力拉
线杆已经机车运行可能在施工过程中存在安全隐患
二保护电力机车拉线杆、以及电力电缆措施：
（1）保护电力机车拉线杆措施
初步选择使用钢桩打入回填土，保证正常开挖支护
1计算依据
建筑地基基础工程施工质量验收规范土方开挖
2.1土方开挖前应检查定位放线、排水和降低地下水位系统，合理安排土方运输车的行走路线及弃土场。
2.2施工过程中应检查平面位置、水平标高、边坡坡度、压实度、排水、降低地下水位系统，并随时观测周围的环境变化。
2.3临时性挖方的边坡值应符合表6.2.3的规定。
建筑地基基础工程设计规范
1对土质边坡，边坡主动土压力应按式（6.7.3-1）进行计算。
当填土为无粘性土时，主动土压力系数可按库伦土压力理论确定。
当支挡结构满足朗肯条件时，主动土压力系数可按朗肯土压力理论确定。
粘性土或粉土的主动土压力也可采用楔体试算法图解求得。
Ea1ah2Ka
2
（6.7.3-1）
式中：
Ea——主动土压力（kN）；
a——主动土压力增大系数，挡土墙高度小于5m时宜取1.0，高度5m~8m时宜取1.1，高度大于8m时宜取1.2；
γ——填土的重度（kPa）；
h——挡土结构的高度（m）；ka——主动土压力系数，按本规范附录L确定。
图6.7.3有限填土挡土墙土压力计算示意
主动土压力：
1）填土为粘性土时填土为粘性土时的朗肯主动土压力计算公式为pa=γztg2（45°-）-2c·tg（45°-）=γzKa-2ca（6-3）由公式（6-3），可知，主动土压力pa沿深度Z呈直线分布，如图6-5所示。
2c√KaγHKa
图5－5粘性土主动土压力分布图
当z=H时pa=γHKa-2cKa
在图中，压力为零的深度z0，可由pa=0的条件代入式（6-3）求得z02cKa（6-4）
在z0深度范围内pa为负值，但土与墙之间不可能产生拉应力，说明在z0深度范围内，填土对挡土墙不产生土压力。
墙背所受总主动土压力为Pa，其值为土压力分布图中的阴影部分面积，即
Pa1（HKa2cKa）（Hz0）
122c2（6-5）
1H2Ka2cHKa2c
2）填土为无粘性土（砂土）时
根据极限平衡条件关系方程式，主动土压力为
paztg2（452）zKa（6-6）
上式说明主动土压力Pa沿墙高呈直线分布，即土压力为三角形分布，如图6-6所示。
墙背上所受的总主动土压力为三角形的面积，即
Pa1H2Ka（6-7）
2
Pa的作用方向应垂直墙背，作用点在距墙底13H处。
被动土压力计算
填土为粘性土时
ppztg2（45）2ctg（45）zKp2cKp（6-8）
22
填土为无粘性土时
ppztg2（45）zKp（6-9）
2
式中：
Pp——沿墙高分布的土压力强度，kPa；
Kp——被动土压力系数，Kptg（45）；
2
其余符号同前。
关于被动土压力的分布图形，分别见图6-7及图6-8。
填土为粘性土时的总被动土压力为
Pp1H2Kp2cHKp（6-10）
2
填土为无粘土时的总被动土压力为
Pp1H2Kp（6-11）
2
作用方向和作用点的位置分别如图6-7、图6-8上所标示的方向和作用点；计算单位为kN/m。
按照上述公式计算：
主动土压力：
Ez=412.2KN
被动土压力：
Eb=1790KN
弯矩：
M=1133.55KN.M
剪力：
V=412.2KN
见附件计算书1、2、3
钢桩支护工程
1.1岩、土质场地建、构筑物的基坑开挖与支护，包括桩式和墙式支护、岩层或土层锚杆以及采用逆作法施工的基坑工程应符合本章的规定。
1.2基坑支护设计应确保岩土开挖、地下结构施工的安全，并应确保周围环境不受损害。
1.3基坑工程设计应包括下列内容：
1支护结构体系的方案
2基坑支护体系的稳定性验算；
3支护结构的强度、稳定和变形计算；
4地下水控制设计；
5对周边环境影响的控制设计；
6基坑土方开挖方案；
7基坑工程的监测要求。
建筑钢结构设计规范》
整体稳定
第4.2.1条符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性：
一、有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。
二、工字形截面筒支梁受压翼缘的自由长度L1与其宽度B1之比不超过表4.2.1所规定的数值时。
经过计算稳定性能没有到达设计要求，必须满足4.2.1规定：
钢桩顶端使用连接钢梁（槽钢36#）连续设置。
钢梁与钢桩之间全部满焊缝，焊角高度大于12mm
强度
第4.1.1条在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度应按下列规定计算：
一、承受静力荷载或间接承受动力荷载时
根据以上公式计算：
选择使用工字钢（工36b#）满足设计要求
7条×（工36b#）/m详见钢结构设计手册、计算书附3
三钢桩施工
建筑桩基础施工技术规程》
钢桩可采用管型、H型或其他异型钢材。
钢桩的分段长度宜为12～15m。
钢桩焊接接头应采用等强度连接。
钢桩的端部形式，应根据桩所穿越的土层、桩端持力层性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合考虑确定，并可按下列规定采用：
1钢管桩可采用下列桩端形式：
1）敞口：
带加强箍（带内隔板、不带内隔板）；不带加强箍（带内隔板、不带内隔板）。
2）闭口：
平底；锥底。
2H型钢桩可采用下列桩端形式：
1）带端板；
2）不带端板：
锥底；平底（带扩大翼、不带扩大翼）。
附件图：
1-2-3
（一）锤击沉桩
1、采用正常的柴油打桩机进行施工。
按照规范要求打入钢桩，保证入土深度、灌入度的要求，采用以上方法必要建设单位同铁路交通管理部门协调沟通。
大型设备（打桩机）进入线路6米之内施工可行性。
设备的运输、安装、操作必须满足铁路运输的相关规定。
沉桩前必须处理空中和地下障碍物，场地应平整，排水应畅通，并应满足打桩所需的地面承载力。
桩锤的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件等因素确定，也可按本规范附录H选用。
桩打入时应符合下列规定：
1桩帽或送桩帽与桩周围的间隙应为5～10mm；
2锤与桩帽、桩帽与桩之间应加设硬木、麻袋、草垫等弹性衬垫；
3桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上；
4桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5％。
如果不能采用以上方式进行钢桩支护的施工，可以采用与桩机设备同
等冲击力的挖掘机替代。
打桩流程图：
导向卡具安装
钢桩固定
塔吊起吊就位
挖掘机锤击沉桩
拆卸卡具沉桩完成
重复进行！
主要材料：
名称
规格
长度
数量
备注
钢桩
工32b
15.25m
581
7根/m
连接钢梁
槽钢36
83m
1
连续
四、电力电缆保护
按照电力工程施工验收规范，现场的两条高压电缆应该使用标准的拉线进行固定，保证土方开挖以及钢桩施工过程中电缆的安全运行。
主要方式：
按照电力工程电杆拉线的标准要求进行设置（9米电杆）主要的材料参照规范标准采购、安装。
拉线间距@50000㎜拉线埋深大于1.2米保证电力电缆的承载力可靠均衡。
主要材料：
名称
规格
长度
数量
备注
钢绞线
4.5
9.25m
18
1根/5m
拉线盘
18
紧线器
18
卡具
18
绝缘子
18
预制混凝土
块
18
详见电力材料规定标准
计算书附件1-3
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附图1-2
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