拉森钢板桩设计计算书.docx

1、拉森钢板桩设计计算书拉森钢板桩设讣计算书(1)钢板桩的设置位置要符合设讣要求，便于基础施工，即在基础最突出 的边缘外留有支模、拆模的余地。(2)基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角， 以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。(3)整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业 中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应 在支撑上搁置重物。2工艺流程根据施工图及高程放设沉桩定位线一引孔的施工一沉桩位置沟槽开挖1m 深一根据定位线设置沉桩导梁一整修、平整施工机械行走道路一钢板桩插 入和预打一静圧钢板桩一静圧机行走

2、路线处沟槽的平整一钢管桩的静压施工 -挖除地表面1.0m片土及放坡一开挖至第一道用標位置一设置圉標及支撑 一开挖至笫二道围標位置-设置圉擦及支撑一上方开挖一割除并吊出上部的 钢管桩(可根据钢管桩每节的长短进行工序的调整)一施工桥台至第二道支撑下 0.5m处一填土及拆除笫二道围標及支撑一施丄桥台至笫一道支撑下0.5m处 ”填土及拆除第一道围楝及支撑一主体结构施工完成一回填土 一拔除钢板 桩一在桩的缝隙处用细砂回填密实在施工过程中采用集水明排方式排出坑底汇水。3操作工艺(1)打桩机械主机釆用静压机，噪音及振动较小。圉標、支撑、板桩吊装采用25t汽车吊。 板桩围堰施工采用测量定位、屏风式打入的施工方

3、法。(2)钢板桩的检验及矫正对进场的钢板桩按出厂标准进行检验，应对外观质量进行检验，包括长度、 宽度、厚度、高度等是否符合设讣要求，有无表面缺陷，端头矩形比，垂直度和 锁口形状等。验收标准：舟度允许偏差8mm；宽度绝对偏差+10mm； 弯曲和挠度用2m长锁口樺板顺利通过全长挠度1%：桩端平面应平整：钢 板背面及锁口应光滑无阻。使用千斤顶、大锤和氧气、乙烘等工具材料完成包括端部修整、桩体矫曲、 扭曲及局部变形矫正、锁口变形矫正。锁口检查的方法：用一块氏23m的同类 型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用 卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检

4、查出的锁口 扭曲及“死弯”进行校正。对于锁口已打坏且无法修正的、桩身扭曲变形的应弃之 不用。为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同 一宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分 用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，侮片相邻数差值以小于1为 宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不 用。锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程 中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以 混合油，其体积配合比为黃油：干膨润土：干锯末=5： 5： 3。（3） 钢板桩吊运装卸

5、钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应 注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢 索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。（4） 钢板桩堆放钢板桩堆放的地点，要选择在不会因爪重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固 的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：1堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；2钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫 木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超 过2米。（5） 拉森桩的打设和拔桩1）打设前的准备工作 测量放线、场地平整、挖槽根据平面布置图

6、测量放线，并将轴线延至施工场外以利于观测和检验。打桩 前先将施工影响区域内的朵物和荷载清除干净，按设计钢板桩位置向外移动 10cm定出施打钢板桩轴线，在钢板桩轴线处开挖80cm宽1.0m深的沟槽。导梁支架安装在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精 度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚 固的导向架，亦称“施工圉標”。为保护钢板桩垂直打入后板桩墙面平直，打设方 法选用屏风法施工。导向架采用单层双面形式，通常山导梁和用標桩等组成，用 標桩的间距一般为2.535m,双面用楝之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙 厚度大815mm。导梁采用支护结

7、构中使用的围標，每1020块钢板桩组成一 个施工段，对每一个施工段，先将其两端12块钢板桩打入，严格控制其垂直度, 用电焊固定在导梁上，然后从一端开始逐块插打，为防止打入时钢板桩扭转，造 成钢板桩前的锁口，或者在钢板桩与导梁之间的两边空隙内设一只定樺滑轮支 架，阻止板桩下沉中的转动。安装导梁支架时应注意以下儿点：采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位 置；导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效；导梁 不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形；导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢 板桩碰撞。2）钢板桩打设采用屏风式打入法施工，该方法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹 凸，打入精度

8、高，易于实现封闭合拢。用打桩机将钢板桩放至插桩位置，插桩时锁口对准。每一流水段落的第一块 钢板作为定位桩，应先沿钢板桩的行进方向反向倾斜8度左右，再把桩沉至离地 面0.5米左右停止。（防止施丄打笫二根桩时因磨擦过剧而把笫一根桩带入土中）。 然后吊第二根、第三根逐步插打。为防止打桩时把相邻的已打至标高的桩因摩擦作用而带入土中，要求每打好 一根桩就要在顶部用电焊与相邻的桩固定，连接成一片，加大抗摩擦力。为保证桩的垂直度，钢板桩应测导向圉楝施工打，用两台全站仪加以控制， 为防止锁口中心线位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位 移，同时在用標上预先标出每块钢板桩位置，以便随时检查纠正。

9、打桩开始第一、 二块钢板桩的打设位置和方向要精确，使起导向样板的作用，故每入土 1米测量 一次。在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过1.5%,出现倾斜和锁口结 合部有空隙，可用轴线修正法修正，如发现过大倾斜时，要用钢丝绳拉住桩身， 边拉边打逐步纠正。半偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔出重打。钢板桩桩位允许偏差：垂直围標中心线，允许偏差100+0.01H(mm)；沿圉標 中心线，允许偏差150+001H(mm)。其中H为原地面标高与桩顶标高的距离。3)土方开挖1土方开挖应分层分区连续施工，并对称开挖。2上方开挖时同时进行集水明排水，保证基坑内无水，便于挖土，机械进出 口通道及四周采用换填并

10、铺垫钢板以扩散压力，减小侧压力。3基坑周边(约一倍桩长)范围内严禁堆载。4地面及坑内设排水措施。5开挖过程中注意支护体系的变形观察。6基坑内作业时，有专职安全员负责。在基坑开挖过程中需要注意的问题：挖土和支撑的架设施丄过程必须紧密配 合，挖土过程要保证安全的前提下，迅速为支撑施匸创造工作面，支撑结构必须 能较快地产生整体刚度或预紧力，两者配合就能有效地控制用护体系在受力后的 变形。施工中切不可超挖和不及时施加支撑，土方施丄要求分层均匀高效，以使 支护结构处于正常的受力状态。4)圉標及支撑安装钢板桩施打就位后进行土方开挖，土方开挖至型钢支撑下10米处时，进行 圉楝、支撑施工。圉標及支撑根据设讣位

11、置在钢板桩内壁上焊圉標托架(即牛腿， 间距3米左右)5)钢板桩的拔除第一章“安全保护措施(1)一般规定进入现场必须佩戴安全帽，不准穿拖鞋、舟跟鞋、裙子，不得赤膊作业，不 准吸烟。高空作业必须系好安全带，穿防滑鞋。施工时不得嘻戏、打闹。我们在本工程所应用的所有临时供电、安全防护材料，均将符合国家、地方 规定，优先使用指定产品和推荐产品。对所使用产品将根据有关规定进行检验， 并保留各种检验证明。安全防护设施的验收应按类别逐项查验，并做出验收记录。凡不符合规定者, 修整合格后再行查验。施工工期内还应定期进行抽查。(2)施工机械管理现场施工机械山我公司负责安装、调试、维修、保养、拆除，项LI经理部设

12、机械设备部负责管理，包括对机械设备的日常检查、使用状态检查。所有大型机 械建立管理档案，包括安装与拆除方案、管理台帐、机械安全使用技术交底、机 械运转记录、机械维修保养记录、班前检查记录、交接班记录等，所有记录均要 如实填写，交底记录必须要本人签名。严禁拆除机械设备上的自动控制机构、力矩限位器等安全装置，及监测、指 示、仪表、警报器等自动报警、信号装置。新购或经过大修、改装和拆卸后重新 安装的机械设备，必须按原厂说明书的要求进行测试和试运转。处在运行和运转 中的机械严禁对其进行维修、保养或调整等作业，其调试和故障的排除应山专业 人员负责进行。机械设备的操作人员必须身体健康，并经过专业培训考试合

13、格，在取得有关 部门颁发的操作证或驾驶执照、司炉证、特殊工种操作证后，方可独立操作。在有碍机械安全和人身健康场所作业时，机械设备应采取相应的安全描施。 操作人员必须配备适用的安全防护用品，并严格贯彻执行中华人民共和国环境 保护法(试行)。项U经理部要为机械作业提供道路、水电、临时机棚或停机场 地等必须的条件，并消除对机械作业有妨碍或不安全的因素；夜间作业设置有充 足的照明。(3)其他小型机械安全使用注意事项潜水泵放入水中，或提出水面，应先切断电源，严禁拉拽电缆或出水管。混凝土振捣器作业转移时，电动机的导线应保持有足够的长度和松度。严禁 用电源线拖拉振捣器。混凝土振捣器操作人员必须穿戴绝缘胶鞋和

14、绝缘手套。钢筋冷拉机场地在两端地锚外侧设置警戒区，装设防护栏杆及警告标志。严 禁无关人员在此停留，操作人员在作业时必须离开至少2m以外。木工机械工作场所配备齐全可靠的消防器材。严禁在工作场所吸烟和有其他 明火，并不得存放油、棉纱等易燃品。木工带锯机作业中，操作人员应站在带锯 机的两侧附：计算书1、使用理正深基坑60软件进行土压力的计算山深基坑工程设计施工手册117页可知：采用天然地基或经浅层处理的 地基上的建（构）筑物，设计中必须予以考虑。对于天然地基上的建（构）筑物，一般常在35层以下，讣算时可不论其基 础型式，均可简化为均布荷载，而且为简化讣算，还可视为作用在地面上的荷载。 这样，荷载在墙

15、后地基中的传播汁算方法，可以按上述的地面临时荷载进行讣算。 一般建筑物的荷载可按层数汁算，每层取1213kN/n?。四层房屋（考虑到地下室的因素，按照五层房屋进行汁算）在基底产生的应 力值为：5X12=60kN/m2=60.0kPa；支护方案连续墙支护单他n基本信息内力计算方法增量法规范匕规程建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99基坑等级级基坑侧壁巫要性系数TO1.10基坑深度H(m)7.400嵌固深度(m)6.600墙顶标ioj(m)0.000连续墙类型钢板桩卜每延米板桩截面面积A(cm2)485.00卜每延米板桩壁惯性矩I(cm4)77200.001-每延米板桩抗弯模量W(cm34540

16、.00有无冠梁无放坡级数1超载个数2支护结构上的水平集0中力放坡信息坡号台宽(mi坡高(m)坡度系数12.0001.0001.000超载信息超载 序号类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度(mJ(kPa,kN/m)m(mim)120.0001.00015.0000.000二二260.0003.60010.000乙600二-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)im)倾覆稳整体稳定定土层信息土层数4坑内加固土查内侧降水最终深度(m)7.500外侧水位深度(m)L7Q0内侧水位是否随开挖过程变化星内侧水位距开挖面距离(El0,000弹性计算方法按土层指定弹性法

17、计算方法m法土层参数层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m?)(kPa)(度)1录填土3.001&0&05.0010.002圆砥5,5019.0L00.0030.003中砂3.7019.07.0 4粘性土3.4019.38.0 层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土汁算方m,c,K 值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度1迭(kPa)120.027.0014.60合算m法1.50 220.015.0011.00合算m法2.82二355.015.009.60合算m法2.38二440.022.0012.60分算m法4.12二支锚信息支锚道数 2支锚支锚类型水平间

18、距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(m)长度(nril1内撑1.0001.500二二 2内撑仁0003.000二二 支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/mj直径(mrri)号调整系数(kN)调整系数10.0021.29二2二2000.001.0020.0021.29二二2000.001.00上汗力模型及系数调整弹性法土压力模型： 经典法土压力模型: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1.0001.0001.80010000.0002圆砾合算1.0001.0001.80010000

19、.0003中砂合算1.0001.0001.80010000.0004粘性土分算1.0001.0001.80010000.000工况信息工况 号工况 类型(m)支锚 道号1开挖2.500 2加撑 1 内撑3开挖5.500 4加撑 2 内撑5开挖7.400 设讣结果结构计算 各工况:14 1n ( ?.50n )(14.56)(456)(时39667)(0 肌(7.9D(T4.64K16.17(-7.09)一(0.0D工爲3n ( 55O )工爲 5n （ 7.4On ）内力包络图:械加KN 佟枫仲) f-(KN-n) 就(KN)2、拉森钢板桩型号的选择与验算山上节弯矩图可见钢板桩桩身最大弯矩标准

20、值为Mmax=346.62kN-mo选取SPIV型号的拉森钢板桩，每延米W=2270cm3o ill钢结构设计规范3.4.1条知钢板桩的强度设计值为215N/mm2,安全系数取2。由于地下水较丰富, 所以采用双层拉森钢板桩，每延米W=4540cm3o考虑两层钢板桩的折减系数为0.8。则桩身最大应力为：由于 76.35MPa215X0.5 X0.8=86MPa,所以满足要求!拉森钢板桩技术参数表型号Type尺寸规格Dimensio ns讯根钢板桩Per plie虹根每米壁宽Per 1 m of pile wall width宽度/wmm商度/hmm厚度/t mm截面积cm2理论重 量Kg/m惯性

21、矩cm4截面模数cm3截面枳cm2/m理论重Kg/m2惯性矩cm4/m截面模数cm4/mSP-II40010010.561.184812401521531208740874SP-III4001251376.42602220223191150168001340SP-IV40017015.596.9976.14670362242.5190386002270SP-Vl50020024.3133.81057960520267.621063003150SP-VIl50022527.61531201140068030624086003820SP-IIW60013010.37&761.82110203131

22、.2103130001000SP-IIlw60018013.4103.981.65220376173.2136324001800SP-1VW60021018135.31068630539225.51775670027003、钢支撐及围標内力的计算第一道钢支撑及圉標采用单层形式，第二道钢支撑及圉標均釆用双拼形式。对钢支撑进行平面布置，布置时考虑到钢管桩的操作空间。见下图：L 1940 1.2170 L L, 3500L 2900 L3500L 1450 L 1840L 1640 L520钢支撑平面布置图利用结构力学求解器求解钢支撑及围樟的内力。74.08 74.02 74.08 74.02 74

23、.08 4 02 4 02 74.08 74.08计算简图（m、kN/m）-li-36.18総3617.4 -73.4410.8.94Aoys ywe.s41.63-2XLLU-73.443733純5.59-37.3536.1 呂itHTTk2 37TTTTxX73.44108翻-37.351194663M 图(kN m)-4.2711.11W.5799.24100.123.00 tTT務 1.47J64分r148.16-14816rf164.85as3毋064.1.1.1218.57-99.24 -100164 8了 汀-148.16V 图(kN)148.16 rT-164.85.5711.

24、120603.671-123.00 -76 87.27-2133-2-12rTTdllllllllll I-314.92-1222.74.3945-230-314.92-314.924.924- 110.92 畀| 站-317.5224.87-162.317093.5 歹 I。，9808宜a2210111N 图（kN）4、水平对撑及水平斜撑的验算山于计算方法釆用的是极限平衡方法，所以要将支撑反力增加85%,故水平 对撑承受的最大轴力设计值为：N=1.85x1.2x238.98=530.54kNo设计时应该考虑支撑自重及在支撑中心作用10kN的竖向偶然荷载（偶然荷 载可按照突加荷载计算，弯矩放大

25、系数取2）；荷载分项系数：钢材自重=1.4, 活载=1.6：有效长度系数=1.0o计算长度取l=7.76m,选择莱钢生产的Q235国 标 H 型钢 400X400X13X21mm, A=219.5cm2, g=172kg/m, Wx=3340cm3, Wy=1120cm3, ix=17.5 cm, iy=10.1 cm, f=205MPa。Ay=l/iy=76.83,查表得 （p=0.71 o水平对撑按偏心受压构件计算。杆件弯矩除山竖向荷载产生的弯矩外，尚应 考虑轴向力对杆件的附加弯矩，附加弯矩可按轴向力乘以初始偏心距确定。偏心 距按实际情况确定，且对钢支撑不小于40mm, 一般取10%截面深

26、度（且不宜小 于支撑计算长度的1/1000），此处取40mmo由以上可知：水平对撑跨中弯矩最大My=530.54X0.04+1.6X5X3.88X2+1.4X1/8X1.72X7.762 =101.43kN m验算弯矩作用平面内的稳定性：N | 卩4 0人,巴.（1_0.8 学）%N所讣算构件段范围内的轴心压力，N=530.54kN；“ 共粉 2匸人 八 3.142 x2.06x105 x219500 aqaaa . NTNe、 参数，N卜、=-EA/（1几：）= ； =68660 kN :1.1x76.83py一一弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，Py=0-71;My所计算构件段范围内的

27、最大弯矩，My =101.43 kNm： yy与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于H型截面Yy =1.2；Wy在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量，Wy=1120cm3；Bmy等效弯矩系数，有端弯矩和横向荷载同时作用时，使构件产生同向 考虑到双拼支撑的下道支撑承受的力较大，故考虑20%的放大系数。由于 110.0X1.2=132.0 N/mm2205 N/mm?,故满足要求！水平斜撑与水平对撑釆用同一种截面形式，斜撑的力较小，故不必重复计算!5、型钢围標的验算莱钢生产的 0235 国标 H 型钢 400 X 400 X 13 X 21mm, A=219.5cm2, g=172kg/m, Wx=3340cm3, Wy=1120cm3, ix=17.5 cm, iy