62#63#围堰计算书.docx
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62#63#围堰计算书
常德市沾天湖62#、63#围堰专项方案
计
算
书
编制：
审核：
审批：
湖南天鹰建设有限公司
二○一二年七月
一、围堰土压力计算
基坑深8米，钢管桩长１8米时的受力情况计算。
钢管桩总长18米，水面上高3米，且槽钢进入基坑底深7米.
土层情况：
6米深水，2米深淤泥，3米深淤泥质土，4米深粉质粘土。
1、条件：
（１）按地质报告，3米淤泥质土层的内聚力4Kpa,取4Kpa；内摩擦角3度，取3度；重度平均值19.5KN/m3。
4米粉质粘土层的内聚力40Kpa,取35Kpa；内摩擦角平均值17度，取15度；重度平均值19.5KN/m3。
C=（3×4+4×40）/7=24.6Kpa
=（3×3+17×4）/7=1１（取10度）
Ka=
tan2（45-5）=0.8392=0.7
Kp=
tan2（45+5）=1.192=1.42
（２）按地质报告，3米淤泥质土层的侧模阻力标准值30Kpa,特征值15Kpa；4米粉质粘土层的侧模阻力标准值60Kpa,特征值30Kpa。
桩侧摩阻力：
F=（3.14×0.63×3×15+3.14×0.63×4×30）×0.7=228.5KN
桩体自重：
G=3.14×0.099×20×10＝62.2KN
桩抗拔力：
P=F+G=290.7KN
2、8米深围堰水土压力计算
基坑底主动土压力：
ea=10×6+１9.5×2=99KN/m2
基坑底封底前9米深处主动土压力：
ea=10×6+１9.5×3=119KN/m2
基坑底被动土压力：
ep1=0+2×24.6×1.19=58.6KN/m2
桩底被动土压力ep2=7×19.5×1.42+2×24.6×1.19=252.4KN/m2
二、围堰抗水平力计算
桩底主动土压力合力：
Ea=99×0.5×8+99×7=1089KN/m
桩底被动土压力合力：
Ep=7×0.5×（252.4+58.6）=1089KN/m
则Ep=Ea，
为确保安全，我们采取在基坑底利用工程桩加顶撑，另外加上双排桩围堰的下部摩阻力，整个围堰水平方向受力满足要求!
三、围堰体系计算
1.钢板面板验算
面板采用钢板，厚度为10mm。
面板的截面抵抗矩（取300宽计算）W=5.0cm3；
截面惯性矩I=2.5cm4；
1.1强度验算
钢板按多跨连续板计算，其计算跨度取钢板底次楞间距，L=0.4m。
荷载计算
作用于钢板的均布线荷载为：
作用于300宽钢板的均布线荷载为：
q1=0.9×（99+119）×0.5×0.3×0.937=27.59kN/m
计算简图（kN）
弯矩图（kN.m）
经过计算得到从左到右各支座力分别为：
N1=4.356kN;N2=12.488kN;N3=10.746kN;N4=10.746kN;N5=12.488kN;N6=4.356kN;
最大弯矩Mmax=0.465kN.m
钢板抗弯强度设计值[f]（N/mm2）=215N/mm2；
钢板的弯曲应力按下式计算：
σ=
Mmax
=
0.465×106
=
93N/mm2<215N/mm2
W
5.0×103
满足要求!
（二）挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，故其作用效应的线荷载q=22.28kN/m；
计算简图（kN）
面板弹性模量:
E=206000N/mm2；
经计算，最大变形Vmax=0.5mm
梁底模板的最大容许挠度值:
400/250=1.6mm；
最大变形Vmax=0.5mm<1.6mm
满足要求!
2.板底加劲肋验算
板底次楞采用10号槽钢，其截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:
W=39.7cm3；I=198.3cm4；
2.1强度验算
最大弯矩考虑为永久荷载与可变荷载的计算值最不利分配的弯矩和，取受力最大的次楞，按照三跨连续梁进行计算，其计算跨度取次楞下主楞的间距，L=1m（钢管桩相邻，但考虑桩自由长度太大，施工偏差等计算加劲肋时取1000，计算钢管桩时取900）。
次楞计算简图
荷载设计值q=12.488/1=12.488kN/m；
最大弯距Mmax=0.1ql2=0.1×12.488×12=1.249kN.m；
次楞抗弯强度设计值[f]=205N/mm2；
σ=
Mmax
=
1.249×106
=32N/mm2>205N/mm2
W
39.7×103
次楞抗弯强度满足要求!
（二）挠度验算
次楞的最大容许挠度值：
l/150=1000/150=6.7mm；
验算挠度时不考虑可变荷载值，只考虑永久荷载标准值:
q=10.085/1=10.085N/mm；
次楞弹性模量:
E=206000N/mm2；
ν=
0.677ql4
=
0.677×10.085×10004
=0.2Mm<6.7mm
100EI
100×206000×198.3×104
次楞挠度满足要求!
3.钢板主楞验算
主楞采用:
630*8钢管桩
截面抵拒矩W=1822cm3
截面惯性矩I=75574cm4
集中荷载P为次楞传递荷载。
计算简图（kN）
3.1抗弯强度验算
弯矩图（kN.m）
经计算，从左到右各支座力分别为：
N1=12.29kN;N2=30.59kN;N3=12.29kN;
最大弯矩Mmax=2.933kN.m；
主楞抗弯强度设计值[f]（N/mm2）=205N/mm2；；
主楞弯曲应力按下式计算：
σ=
Mmax
=
2.933×106
=2N/mm2<205N/mm2
W
1822.00×103
主楞抗弯强度满足要求!
3.2挠度验算
主楞的最大容许挠度值:
L/150=900/150=6.0mm或10mm；
经计算，主楞的最大变形Vmax=0.1mm<6.0mm
主楞挠度满足要求!
3.3基坑底钢管桩抗弯强度验算
最大弯矩Mmax=1056kN.m；
主楞抗弯强度设计值[f]（N/mm2）=205N/mm2；；
主楞弯曲应力按下式计算：
σ=
Mmax
=
1056×106
=580N/mm2<205N/mm2
W
1822.00×103
钢管桩抗弯强度不满足要求!
我们采取一是钢管桩间距加密至630；二是双排桩且上部和中间间距不超过2米加焊顶撑，则实际最大弯矩Mmax=1056/3=352kN.m
主楞弯曲应力按下式计算：
σ=
Mmax
=
352×106
=193N/mm2<205N/mm2
W
1822.00×103
钢管桩抗弯强度满足要求!
四、围堰抗倾覆受力计算
我们采取在基坑底利用工程桩加顶撑，故仅计算基坑底以上的抗倾覆
1、基坑底以上主动土压力的倾覆力矩：
M1=99×0.5×8×８/3=1056KNm
2、二排桩形成的抗倾覆：
M2=P×L=290.7×2.5=726.8KNm
二排桩及桩间土体抗倾覆：
M3=G×L=20×2.5×8×1.25=500KNm
则有M1=1056满足要求!
五、底板抗渗流稳定性计算
mt/pw≥1.1
1０×t/（１０×9）≥1.1
则有t≥9.9米，基坑底仅有3米厚的淤泥质土和5米粉质粘土隔水层，故不可靠，另考虑到淤泥质土抗渗更不可靠，我们采取用1米以上的砼和松木桩封底，以确保安全。
满足要求!
六、结论
本围堰专项施工方案应注意以下几点：
一是下部利用工程桩加顶撑；二是转角位加斜撑；三是止水钢板施工要确保可靠和先填土后才能抽水和挖基坑，个别紧急情况处理可采取加贝雷架顶撑。
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