水上钻孔平台计算书.docx
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水上钻孔平台计算书
XX市轨道交通1号线一期高架土建工程GTJ1110标段
GS23号墩钻孔平台计算书
编制：
受控状态：
复核：
审核：
批准：
有效状态：
中铁XX集团第二工程有限公司XX轨道GTJ1110项目经理部
二0一二年三月
1编制依据2
2工程概况2
3钻孔桩平台方案综述4
4材料及机械设备4
4.1机械设备性能指标4
4.2材料物理及力学性能1.0
5、结构检算1.1
5.1面板计算1.1
5.2、纵梁检算12
5.3、横梁检算1.5
5.4、钢管桩承载力检算（长度确定）17......
5.5、钢管桩稳定性检算20
5.6、钢护筒及钻孔桩施工20
&计算结果汇总表21
GS23号墩钻孔平台计算书
1编制依据
（1）中铁大桥勘测设计研究院《高桥西至石路头停车场区间桥梁下部结构<变更设计A版〉》图纸
（2）浙江省工程勘察院二0—0年十月《高桥西站至石路头停车场区间岩土工程勘察报告<详堪〉》图纸
（3）《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）
（4）《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（J286-2004）
（5）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
（6）《铁路桥涵钢筋砼和预应力砼结构设计规范》（TB10002.3-2005J462-2005）
（7）《路桥施工计算手册》
（8）《简明施工计算手册》（第三版）
（9）MIDAS2006计算软件
2工程概况
轨道交通1号线一期工程西起XX市西部的高桥镇，沿甬梁公路、望春路和中
山西路到天一广场，我标段范围为石路头停车场出入段至梁祝站的四段区间（高桥西站至石路头停车场出入段、高桥西站至高桥站、高桥站至梁祝站、梁祝站至芦港站）和三座车站（高桥西站、高桥站、梁祝站）的所有上、下部结构及附属工程。
GS23号墩位于GS区间跨大西坝河连续梁中墩，桥墩位于离岸4m的河道中，墩位东侧路面高程2.60m，常水位高程1.45m，河床高程0.47m。
GS23号墩承台平面尺寸为7.2*9.2m（纵*横），承台厚度2.5m，承台底高程：
-4.994m，墩位处平面图如图1-1〜3所示。
根据浙江省工程勘察院二0—0年十月《高桥西站至石路头停车场区间岩土
工程勘察报告＜详堪〉》图纸，选择临近墩位，地勘点资料见下表。
墩号
地勘点编号
地勘点里程
墩中心里程
GS23
SG-XZ07
CK0+621.97
CK0+647.176
地质柱状图如下:
选择SG-XZ07地勘点作为计算依据
3钻孔桩平台方案综述
承台位于河道中，为满足钻孔桩施工要求，须在承台范围搭设钻孔平台，钻孔平台由①600*10mm钢管桩基础和“3工45a”工字钢横梁、“工16”工字钢纵梁和“10mm”花纹钢板面板组成。
荷载考虑50t履带吊机上平台打拔桩、25t汽车吊上平台吊装10t以内物品、
8立方砼搅拌车上平台灌注和钻机正常钻进灌注施工。
吊车、砼搅拌车不得在平台上掉头，只能沿指定方向做前后运动。
4材料及机械设备
4.1机械设备性能指标
（1）、永安DZJ-90型振动锤
XJj^MoterpowerCKw;
偏」I1■力拒EcxentrkMomerit（Nm）邀振力Driuina
務速Speed（rymin）
振幅Amplitude（r-1m]摄:
大拔桩力MaximumLinePull
KLength（m）宽Widtti（rr）■j^Heightfruj重量VVeight（kg）
（2）、PD-100履带起重器（50t履带吊）
主要技术性能表
项目
单位
数据
规
格
最大额定总起重
量
t
主钩
50（3〜3.7m
时）
副钩
5
最大工作幅度
m
主钩
34
副钩
34
最大幅度时起重
量
t
主钩
1.5
副钩
1.5
最大起重咼度
m
主钩
48
副钩
53
主
要尺寸
臂杆长度
m
13〜52（3m一档）
付臂长度
m
6.1〜15.25（3.05m一档）
臂杆变幅角度
0
30〜80（50m时为50°〜80°）
履带长X宽
m
4.66X0.76
两履带中心距离
缩回时
2.54
张开时
3.54
总重量
t
KH-180-2
45.8
PD-10C
）48.8
地面压力
kPa
KH-180-2
59.8
PD-10C
）63.7
输送时尺寸
m
长X宽X高11X3.3X3.2
主臂⑴
b;
13.0
16.0
19.0
22.0
25.0
28.0
31.0:
34.0:
疗.040.043.04
■6.04
9.05
2.0
3.7
50.0
（4.5
0
m）
4.0
44.8
44.8
36.5
（5.5
5
0
5
m）
5.0
31.0
30.9
30.8
30.8
26.5
0
0
5
5
5
6.0
23.5
23.5
23.4
23.4
23.3
23.3
5
0
0
0
0
0
7.0
18.9
18.8
18.8
18.7
18.6
18.6
18.5
8
5
0
5
5
0
5
8.0
15.7
15.6
15.6
15.5
15.5
15.4
15.3
15.3
15.2
5
5
0
5
0
5
5
0
0
9.0
13.4
13.3
13.3
13.2
13.1
13.1
13.0
12.9
12.9
12.8
12.7
5
5
0
5
5
0
5
5
0
5
5
10.0
11.7
11.6
11.5
11.5
11.4
11.3
11.2
11.2
11.1
11.0
11.0
10.9
10.8
0
0
5
0
0
5
5
0
5
5
0
0
5
12.0
9.20
9.15
9.06
9.08
3.90；
3.85
8.80{
k708
1.658
1.558
1.508
.408
.358
.25
14.0
8.95
7.45
7.40
7.35
7.25
7.20
7.10
7.05
6.95
6.90（
5.80（
）.756
i.656
>.60
16.0
（12.3
6.90
6.20
6.15
6.05
6.00
5.90
5.85
5.75
5.70!
5.60t
5.555
i.455
i.35
m）
18.0
（14.9
m）
5.50
（17.5
5.20
5.15
5.05
5.00
4.98
4.85
4.75-
4.70-
4.604
1.554
L45
20.0
m）
4.50
4.45
4.35
4.30
4.20
4.15
4.05
3.95；
3.903
L803
L75
22.0
3.85
3.80
3.70
3.65
3.55
3.50
3.40
3.35
；.25:
k15
24.0
3.70
3.35
3.25
3.20
3.10
3.08
2.95
2.85
2.80:
2.70
26.0
15.5
（22.7
3.10
2.85
2.80
2.70
2.65
2.55
2.46
2.35
2.25
5
m）
（25.3
28.0
m）
2.55
2.45
2.35
2.30
2.20
2.10
2.00
1.90
30.0
（27.9
2.15
2.10
2.00
1.90
1.80
1.70
1.60
m）
32.0
2.10
1.80
1.70
1.60
1.50
1.40
1.30
34.0
（30.5
1.70
1.50
1.35
1.25
1.15
1.05
m）
（33.0
m）
注：
a.表示主臂长（m）；b.表示工作幅度（m）
（3）、GPS-20钻盘式回旋钻机
7-鮎塔
项目卩
单d
卷藪|
产晶型号*
GPS处
钻孔直轻4
m+J
2q
钻孔深度"
m+J
80^
转盘舉大把鉅"
kN■tn+
32
rpnid
8,14J8>
36,32,5^
主卷摘单绳提升能力
时
妙
副卷扬单童电提升能力
kNP
32
钻塔领定负荷P
KNp
18^
钻塔高度P
m#1
井
钻机功率P
kWP
37（或45^
主机外政长憑诸）・
57x24x^3^
主机重量P
忖
12
（4）、PY25型汽车起重机
容段【立方1
8^-10礬谓年型
整车尺寸迖宽高mm：
：
9115X249&X5850
总质宣｛kg）
2EOOO
药定載质鐘氷力
11S5O
整备備量【kg）
13010
车辆翁数
接近角.；离去角：
mm）
20/20
前恳.■■后悬：
min）
1550/2390
轴取mm）
3S254-1350
轮赋前丿后）
2022/1630
项恥
最A额总瞳量门
主心
p9
付4
3p
规」
聚丸工作磁4
m*3
2裁
遛次厘厦时起重量口
t+>
06^
It
0L加
最大起重高度"
325^
403*^
臂杆长度/
0W3X四节臂卩
主屮
臂杆变幅肩度J
°相
•竿弋『作业时’
册弋（Tp
轴距P
计
43251-1350^
A
轮距P
ilW
2耐
后轮匸
18^5p
甩
±MXiE离户
m卢
5.9e
纵向匚
S16P
寸申
息t釘
P
292p
t+»
165p
后桥+■■
22"
轮廊尺寸“
长潼X高
X25<121*
n
（4）、斯太尔8-10方砼搅拌车
4.2
材料物理及力学性能
（1）、
“^B0mm”花纹钢板
a、
钢板厚度：
10mm
b、容重：
78.5kN/m
c、力学性能指标
w=1.3145=188MPai=1.3140=182MPaE2J1011Pa
85*1.3110MPa
（2）、“工16”普通工字钢
a、截面尺寸：
88*160mm
b、容重：
0.205kN/m
c、力学性能指标
w=1.3145=188MPal=1.3140=182MPaE2.11011Pa
85*1.3110MPa
A2611mm2,Ix1.127*107mm4,Wx140875mm3,ix65.7mm
（3）、“工45”普通工字钢
a、截面尺寸：
150*450mm
b、容重：
0.804kN/m
c、力学性能指标
85*1.3110MPa
（4）、“（600*10”螺旋钢管
a、截面尺寸：
①600*10mm
b、容重：
1.46kN/m
c、力学性能指标
w=1.3145=188MPal=1.3140=182MPaE2.11011Pa
85*1.3110MPa
A18526mm2,Ix8.067*108mm4,Wx2.689*106mm3,ix209mm
5、结构检算
5.1面板计算
面板采用厚度10mm的花纹钢板，钢板下设置间距350mm的（净间距）“工16”工字钢纵梁（顺桥向放置）。
5.1.1、荷载组合
（1）、履带吊荷载
履带吊自重50t,90型振动锤自重5.8t、最大拔桩力25.4t,9m长①600*10mm
钢管自重1.3t，因此拔桩时履带接地压力最大，
即：
q1（50058254）/（2*4.6*0.76）116.2kN/m2
（2）、汽车吊机及砼搅拌车荷载
PY25汽车吊机自重29.2t，最大起重量为25t（但起重时支腿下垫有垫木，将荷载直接传递到横梁上，因此计算面板是仅考虑其自重即可）；斯太尔8-10方砼搅拌车自重13t、8立方砼自重19.2t，总重为32.2t。
搅拌车和吊车后轴均为双轴双轮，因此按前轴计算，按前轴轴重7吨、后轴28吨计，
即：
q27/（2*0.2）175kN/m（单胎宽度按200mm计）
因此荷载选用q27/（2*0.2）175kN/m，取1m宽板按简支梁计算。
5.1.2、计算模型
0000000000
1500050501
1111111111
i
h!
1
h1
1LJ
h:
i
d
I
5.1.3、承载力检算
（a）、强度
fmax
0.85mm4000.9mm，合格。
5.2、纵梁检算
面板下设置净间距350mm的“工16”工字钢纵梁，工字钢纵梁安装在桩顶横梁上，桩顶横梁中心间距2.8+2.5+2.8m，按连续梁检算。
5.2.1、荷载组合
（1）、履带吊荷载
履带吊自重50t,90型振动锤自重5.8t、最大拔桩力25.4t,9m长①600*10mm钢管自重1.3t，因此拔桩时履带接地压力最大，履带长度4.66m，因此每根履带荷载由13根纵梁承受，每根纵梁受力按集中力计：
即：
q1（50058254）/（2*13）31.3kN
（2）、汽车吊机及砼搅拌车自重荷载
PY25汽车吊机自重29.2t，最大起重量为25t（但起重时支腿下垫有垫木，将荷载直接传递到横梁上，因此计算面板是仅考虑其自重即可）；斯太尔8-10方砼搅拌车自重13t、8立方砼自重19.2t，总重为32.2t。
搅拌车和吊车后轴均为双轴双轮，因此按前轴计算，按前轴轴重7吨、后双轴28吨计，
即：
q228/47kN
（3）、汽车吊机吊重状态支腿荷载
PY25汽车吊机自重29.2t，最大起重量为25t，按最大起吊重量下单侧两个支腿承受全车（物）重量，每个支腿由两根型钢纵梁承重（支腿下垫木长度1m），
即：
q3（29.225）/（2*2）13.55kN
因此荷载选用q1（50058254）/（2*13）31.3kN，作为集中力作用在单根
“工16”工字钢纵梁上，纵梁跨度为2.8+2.5+2.8m。
5.2.2、计算模型
000
030
00§000-3000§00
523、承载力检算
（a）、强度
iPToeq二
■丁
f"W■■:
dmMM"3i
AmwiOLZ
maxIIOMpa
188Mpa，合格;
（b）、刚度
fmax
3.3mm25006.25mm，合格。
400
（c）、支反力
Fmax36.4kN。
5.3、横梁检算
“工16”工字钢纵梁下（桩顶上）设置横桥向“3工45a”工字钢横梁，工字钢横梁安装在桩顶上，钢管2*6.5+7m，按连续梁检算。
5.3.1、荷载组合
（1）、履带吊机荷载
履带吊自重50t,90型振动锤自重5.8t、最大拔桩力25.4t,9m长①600*10mm
钢管自重1.3t，因此拔桩时履带接地压力最大，履带长度4.66m，按最不利横梁（中间两道横梁），履带吊机荷载全部作用在横梁上：
即：
q1（50058254）/（4.66）174.3kN/m
（2）、汽车吊机吊重状态支腿荷载
PY25汽车吊机自重29.2t，最大起重量为25t，按最大起吊重量下单侧两个支腿承受全车（物）重量，每个支腿由1根型钢横梁承重（支腿下垫木长度1m），
即：
q229.22554.2kN
（3）、钻机荷载
GPS-20钻机自重10t，工作时最大拉拔力按10t计，按全部荷载由前支点承
受，则支点集中荷载为：
q3100100200kN。
因此按较大荷载q1174.3kN/m（作用长度4.66m、加上部自重进行检算。
3工45a”横梁自重q43*0.8042.41kN/m
“工16a”自重：
q50.205*2.5*（1/0.35）1.47kN/m
面板钢板：
q62.5*1*0.01*78.51.96kN/m
材料自重荷载组合为：
qq4q5q62.411.471.965.84kN/m
5.3.2、计算模型
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4
5
4
5
4
5
4
5
4
5
4
5
4
4
8
4
t5
1
4
5
533、承载力检算
（a）、强度
弯矩图：
剪力图:
Mmax733kNm,Qmax502kN
max
max
3
733*10
3*1.433*106*10
3
502*10
4
*1.024*104*10
171Mpa
188Mpa
17Mpa
110Mpa，合格;
（b）、刚度
fmax
15mm瑞17.5mm'合格
（c）、支反力
Fmax618kN。
5.4、钢管桩承载力检算（长度确定）
采用①600*10mm钢管桩作为基础，计算地质资料见第2条。
5.4.1、荷载计算
钢管桩承受轴力采用5.3条最大支反力Fmax618kN，钢管桩采用封口桩，因此不计桩身自重（钢管桩浮力大于自重）即：
FFmax618kN
542、桩长计算
按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJD63-2007）第5.3.3节第2条沉桩
的容许承载力:
式中：
加」——单桩轴向受压承载力容许偵（卅），桩身自重与賈换丄重｛当自重计入浮力
时"置换土蛋也计人浮力）的差值作为荷载君虑*"——槌身周悅5”
t/d
0.3-04
07-1.0
牯：
1一-d为桩端沉渣耳憧和槌前
表酸去亠3漕底系数黒杠（1
«—土的层数匸
X—--承台底南或局部冲刷线以下各土层的厚度
时昇亡XKhmnd>
1,5m附.fwSOftran.H0,1
钿一与k对应的各土层与桩侧摩阻力标准值厲％），宜釆用单桩摩阻力试验确定或通过静力嫌探试脸测定，当无试验条件时按衣5”3一3~4选用;
仏——桩端处土的險載力标准值（kPa）,宜采用中桩试验确定或通过静力触探试验测定，当无试验条件时按表53.3-5选用；
宀——分别为换动沉桩对各土层桩侧摩阳力和桩端承载力的够响系数，按表5S3七采用卡对于锤击、静压沉桩其值均取为！
心
S5.3.3-6系融血妇氏上值
土类
—〜系数眄q、\、
・土
粉欣黏土
粉土
砂土
0.6
0.7
09
1.1
2,0^rf>08
0.6
0.7
0.9
L0
（f>2.0
0.5
0.6
0,7
09
因考虑河道淤泥厚度，承载力起算高程-1.93m（即从②1层开始计算承载力），不考虑冲刷影响。
有效土层参数表
层号
土层扌田述
高程（m）
层
厚
极限摩阻力（kPa）
i
层顶
层底
qik
qrk
②1
粘土
-1.93
-3.03
1.1
22
0
0.6
②
2-2
淤泥质粉质粘土
-3.03
-11.63
8.6
16
0
0.7
②3
淤泥质粘土
-11.63
-19.23
7.6
18
0
0.7
③2
粉质粘土
-19.23
-20.83
1.6
30
0
0.7
④
1-1
淤泥质粉质粘土
-20.83
-26.03
5.2
20
0
0.7
④2
粘土
-26.03
-32.83
6.8
28
0
0.6
⑤2
粉质粘土
-32.83
-34.63
1.8
55
1600
0.7
注：
表中取值来自2010年10月版详堪图表7.2-1及综合地质柱状图
计算过程:
层号
层顶咼
程（m）
层厚
（m）
极限承载
力
atai
本层承载力Fi（kN）
qik
qrk
桩周
桩周累计
桩尖
②1
-1.93
1.1
22
0
0.6
13.890
13.89
②2-2
-3.03
8.6
16
0
0.7
92.141
106.03
②3
-11.63
7.6
18
0
0.7
91.605
197.64
③2
-19.23
1.6
30
0
0.7
32.142
229.78
④1-1
-20.83
5.2
20
0
0.7
69.642
299.42
④2
-26.03
6.8
28
0
0.6
107.62
407.04
⑤2
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