拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算.docx

1、拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算3、拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算3.1、基本情况城展路环城河桥桥台位于河岸上，基坑开挖深度较小；桥墩长24m宽1.7m，右偏角90,系梁底标高为0.0m，河床底标高0.0m,因此基坑底部尺寸考虑1m施工操作面要求，布置为长26m宽3.7m，不需土方开挖。环城河常水位2.6m, 1/20洪水位3.27m，河床底标高0.0m，河 底为淤泥土。考虑选择枯水期施工，堰顶标高为 3.5m。3.2、支护方案设计支护采用拉森钢板桩围堰支护，围堰平行河岸布置，平面布置详 见附图。堰体采用拉森钢板桩W型，桩长 12米，内部水平围檩由单根（500x 300mm H型钢组成，支撑

2、杆设置在钢板桩顶部，由直径为 600mm壁厚为8mm钢管组成。整个基坑开挖完成后，沿基坑四周挖出一条200x 200mn排水沟， 在基坑对角设500X 500x 500mn集水坑，用泥浆泵将集水坑内渗水及 时排出基坑。布置图：” 如涨绷|;1m、c =切0 = (1.0讪uee.砂丄r - fc.e工M附加水平力信息水平作用类水平力作用深是否参是否参力型值度与与序号(kN)(m)倾覆稳疋整体稳疋土层信息土层数3坑内加固土否内侧降水最终深度(m)3.500外侧水位深度(m)0.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)-弹性计算方法按土层指定X弹性法计算方法m法土层参数层号土类

3、名称层厚(m)重度(kN/m3)浮重度3(kN/m )粘聚力(kPa)内摩擦角(度)1杂填土3.5010.00.00.000.002淤泥质土3.7216.9 6.9-3淤泥10.5015.85.8-层 号与锚固体摩擦阻力(kPa)粘聚力水下(kPa)内摩擦角 水下(度)水土计算方 法m,c,K 值抗剪强度(kPa)1S0.000.00合算m法0.00-215.08.5011.80合算m法1.49-312.08.007.70合算m法0.63-支锚 道号支锚类型水平间距(m)竖向间距(m)入射角( )总长(m)锚固段长度(m)1内撑1.0000.500-支锚道数 1支锚 道号预加力(kN)支锚刚度

4、(MN/m)锚固体 直径(mm)工况号锚固力 调整系数材料抗力(kN)材料抗力 调整系数10.001281.00-2-4062.00r 1.00支锚道数1支锚信息土压力模型及系数调整 层号土类名称水土水压力 调整系数主动土压力 调整系数被动土压力 调整系数被动土压力最大值(kPa)1杂填土合算1.0001.0001.00010000.0002淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0003淤泥合算1.0001.0001.00010000.000弹性法土压力模型经典法土压力模型q。UILL吉kw,眾分布IW工况信息工况 号工况 类型深度(m)支锚 道号1开挖1.000-2加撑-1.

5、内撑3开挖3.500-设计结果结构计算各工况:l 兀n t e如)(-41l3-(33iDH13.Bem刚C-5.93)CftOO)(540匸59 左)-一(58,1 (-3000-(0i00)(-?9.49)-CfljOO)(0X1(0.0)倉so寸卜ftjOJ丄库ust2总2主j彖SS1丄 0S ms;68r(1?U5O(-2?.74)-(5fl.O3(-5ft7e)-(50je(-37/43)-(EP.57)地表沉降图:Wffnn) 三融蠶SLW 呈 48nn 舫必ftAWi 31nn抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数M被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩 ，对于内支撑支点力由内支撑抗压力决

6、定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。M主动土压力对桩底的倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。工况1:锚固力(kN/m)注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m)1 内撑 0.0004709.434 0.000Ks 2200.490Ks = 2.140 = 1.200, 满足规范要求。工况2：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 内撑 4062.000 -4709.434 46713.000Ks 2200.490 Ks = 23.368 = 1.200

7、, 满足规范要求。工况3：注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 内撑 4062.000 -3108.782 46713.000Ks2200.490Ks = 22.641 = 1.200, 满足规范要求。安全系数最小的工况号：工况 1。最小安全Ks = 2.140 = 1.200, 满足规范要求。抗隆起验算Prandtl（普朗德尔）公式（Ks = 1.11.2），注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97（冶金部）:jD N q cN cH D - qotan 4521N q -123.142tan 7.700e =2

8、.002tan Y=(7.700tan 45212.002 -1 =7.414tan 7.70016.281 8.500 2.002 8.000 7.41414.449 3.500 8.500 0.000Ks = 1.940 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi（太沙基）公式（Ks = 1.151.25），注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97（冶金部）:KsNqNqNcKsDNq cN ccos 4522Nco7.700cos 45 亠 2=2.14416.281一1 】 8464tan 7.7008.500 2.144 8.000 8.46414.449 3.50

9、0 8.500 - 0.000Ks = 2.101 = 1.15, 满足规范要求。隆起量的计算 注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按 0处理！n -0.5875 1 D 0.04 0.54i h i q ! -125 一 ! 亠 6.37 , c tan3 6 i =1 H式中 S 基坑底面向上位移 （mm）;n 从基坑顶面到基坑底面处的土层层数 ；ri 第i层土的重度（kN/m3）;地下水位以上取土的天然重度 （kN/m3）;地下水位以下取土的饱和重度 （kN/m3）;hi 第i层土的厚度（m）;q 基坑顶面的地面超载 （kPa）;D 桩（墙）的嵌入长度（m）;H 基坑的开挖深度 （

10、m）;c 桩（墙）底面处土层的粘聚力（kPa）;0 桩（墙）底面处土层的内摩擦角（度）;r 桩（墙）顶面到底处各土层的加权平均重度 （kN/m3）;875 - 1 35.0 0.03 61258.53.5-0.5-0.04 、.6.37 14.4 8.0 tan 7.70-0.54S = 32(mm)抗管涌验算抗管涌稳定安全系数(K = 1.5):式中 丫 0 侧壁重要性系数；丫 土的有效重度 (kN/m 3)；丫 w 地下水重度 (kN/m3);h 地下水位至基坑底的距离 (m);D 桩(墙)入土深度(m);K = 3.679 = 1.5, 满足规范要求。承压水验算PCZKyPwy式中 Pc

11、z 基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力Rvy 承压水层的水头压力 (kN/m );Ky 抗承压水头的稳定性安全系数，取 1.5 。2(kN/m );Ky = 33.80/30.00 = 1.12 = 1.05基坑底部土抗承压水头稳定 ！嵌固深度计算嵌固深度系数1.200抗渗嵌固系数1.200嵌固深度计算参数:嵌固深度计算过程：按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99单支点结构计算支点力和嵌固深度设计值 hd：1)按ea1k = e p1k确定出支护结构弯矩零点 hc1 = 0.0002)支点力Tc1可按下式计算：h T1 = 3.000mT c1 = 23.820 kN3) h

12、 d 按公式：hpE Ej + Td(hT1+hd) - 3y chaE 巳=0 确定3 = 1.200 , y 0 = 1.000h p = 1.591m，刀 b = 294.604 kPah a = 2.688m，刀曰=197.036 kPa得到 hd = 4.100m , hd采用值为：8.500m4.1.3 、围堰围囹(腰梁)及斜撑验算根据 4.1.2 节单元计算， 取其最大反力作为围囹均布荷载。 根据 第 4.1.2 节计算知围囹工况 3 反力最大为 24.08kN ，因此均布荷载为 24.08Kn/m内导梁最大弯矩Mmax采用的支撑最大间距Lmax=4.5m内导梁采用单片焊接 H型

13、钢 h=482mm,b=300mm,t=11mm,W=2523cm32Mmax=(qmaxLmax2)/8=(24.08x 4.5 )/8=67.0KNm(T max=Mmax/W=67.0 103/2523=26.6Mpav (T =180Mpa符合要求围囹体系最大变形为1.06mm小于允许值，满足要求。4.1.4 、内支撑验算支撑反力为 RX L=24.08 X 4.5=108.36KN.内支撑单根D600钢管最大自由长度2.8m，按两端铰接计L=2.8m,i=205.8mm入=L/i=13.6 查表得 =0.991108.36X 1000/15120=7.160.991 X 215=213，合格。