拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算课件doc.docx

1、拉森钢板桩基坑支护方案设计和计算课件doc3、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型，桩长12米，内部水平围檩由单根（500300mm）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200200mm排水沟，在基坑对角设500500500mm集水坑，用泥浆泵将集水坑内渗水及时排出基坑。 布置图：4、基坑稳定性验算4.1、桥墩基坑稳定性验算钢板桩长度为12米，桩顶支撑，标高3.5米，入土长度8.5米。基坑开挖宽度26米，坑底标高0.0米。基坑采用拉森钢板桩支护，围檩由单根（500300mm）H型钢组成，设单道桩顶支撑，支撑采用直径为600mm，壁厚为8mm钢管作为支撑导梁，钢管与H型钢进行嵌固相连并焊接。验算钢板桩长度，选择钢板桩和导梁型号，验算基底稳定性。采用理正深基坑软件对

3、支护结构和围囹支撑体系等变形与内力整体计算分析；支护结构的抗倾覆稳定性、抗隆起、抗管涌、嵌固深度采用理正深基坑支护结构设计软件单元计算进行分析。4.1.1、设计标准及参数1、基坑设计等级及设计系数二级，重要性系数：1.0；支护结构结构重要性系数：1.0；构件计算综合性系数：1.25。2 、材料力学性能指标序号材料名称/规格使用部位强度设计值(Mpa)抗拉、压、弯抗剪承压1500300mmH型钢(Q235)腰梁2151253252D600mm钢管(Q235)内支撑2151253253钢板桩桩2954.1.2、施工工况定义1、单元分析工况定义（1）、工况1：打钢板桩，水面以下3.5m；（2）、工况

4、2：在桩顶以下0.5m处安装第一道内支撑；（3）、工况3：抽水；2、单元计算 支护方案 -连续墙支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)3.500嵌固深度(m)8.500墙顶标高(m)0.000连续墙类型钢板桩 每延米板桩截面面积A(cm2)236.00 每延米板桩壁惯性矩I(cm4)39600.00 每延米板桩抗弯模量W(cm3)2200.00有无冠梁无放坡级数 0超载个数 0支护结构上的水平集中力0- 附加水平力信息 -水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号 (kN)(m)

5、倾覆稳定整体稳定- 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弹性法计算方法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/m3)(kPa)(度)1杂填土3.5010.00.00.000.002淤泥质土3.7216.96.9-3淤泥10.5015.85.8-层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (kPa)10.10.000.00合算m法0.00-215.08

6、.5011.80合算m法1.49-312.08.007.70合算m法0.63- 支锚信息 -支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号 (m)(m)()(m)长度(m)1内撑1.0000.500-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/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数10.001281.00-2-4062.001.00- 土压力模型及系数调整 - 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主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1杂填土合算1.0001.0001.00010000.000

7、2淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0003淤泥合算1.0001.0001.00010000.000- 工况信息 -工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖1.000-2加撑-1.内撑3开挖3.500- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图：- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数: Mp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。 Ma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： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

8、 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 0.000 - Ks = 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 - Ks = 23.368 = 1.200, 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 - Ks = 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 =

9、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): Ks = 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): Ks = 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! 式中 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)；

10、 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(m); c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); 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); = 32(mm)- 抗管涌验算 -抗管涌稳定安全系数(K = 1.5): 式中 0侧壁重要性系数; 土的有效重度(kN/m3); 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,

11、满足规范要求。- 承压水验算 -式中 Pcz基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m2); Pwy承压水层的水头压力(kN/m2); Ky抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。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 -嵌固深度计算参数：嵌固深度系数1.200抗渗嵌固系数1.200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 = ep1k 确定出支护结构弯矩零点hc1 = 0.000 2) 支点力Tc1可按下式计算： hT1 = 3.00

12、0m Tc1 = 23.820 kN 3) hd按公式：hpEpj + Tc1(hT1+hd) - 0haEai=0确定 = 1.200 ， 0 = 1.000 hp = 1.591m，Epj = 294.604 kPa ha = 2.688m，Eai = 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型钢h=482mm,b=300mm,t=11mm,W=2523cm3 。Mmax=(qmaxLmax2)/8=(24.084.52)/8=67.0KNm max=Mmax/W=67.0103/2523=26.6Mpa=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RL=24.084.5=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= L/i=13.6查表得=0.991108.361000/15120=7.160.991215=213，合格。