悬臂式钢板桩和板桩稳定性计算计算书.docx

悬臂式板桩和板桩稳定性计算计算书一、编制依据本计算书的编制参照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)，《土力学与地基基础》(清华大学出版社出版)等编制二、参数信息重要性系数：1.00；基坑外侧水位深度hwa: 3.4m； wa桩嵌入土深度hd： 4m； 悬臂板桩材料： 20号槽钢； 强度设计值[fm]: 205N/mm2 ； 截面抵抗矩Wx： 191.4cm3； 基坑土层参数：开挖深度度h： 2.55m；基坑内侧水位深度hwp: 0.80m； 基坑边缘外荷载形式：无荷载弹性模量E： 206000N/mm2；桩间距bs： 0.10m；截面惯性矩lx： 1913.70cm4；序号 土名称土厚度(m)坑壁土的重度 内摩擦角 内聚力 浮容重(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)1粘性土4.318.27.512.218.22粘性土2.118.35.611.818.33粉土2.218.617.311.318.64粘性土5.319.36.53719.3三、土压力计算(1) 、主动土压力系数：Kai=tan2 (45申/2) = tan2 (45-7.5/2) =0.769；Ka2=tan2 (45°- 92/2) = tan2 (45-7.5/2) =0.769；Ka3=tan2 (45°-申3/2) = tan2 (45-5.6/2) =0.822；Ka4=tan2 (45°-申4/2) = tan2 (45-17.3/2) =0.542；(2) 、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载： 第1层土：0 ~ 3.4米；51 上=P1Ka1-2C1Ka10-5 = %0.769公12血0.7690.5 = -21-398kN/m；Oa1 下=(Y1h1+P1)Ka1-2C1Ka10.5 = [18.2x3.4+0]x0.769-2x12.2x0.7690.5 = 26.193kN/m；第2层土：3.4 ~ 4.3米；H2' = E Yihi/Y2 = 61.88/18.2 = 3.4；^2 上=[丫2丐+片+卩2&2©2+212)]匕2-2。

2匕20.5 =[18.2x3.4+0+0]x0.769-2x12.2x0.7690.5 = 26.193kN/m2；°a2 下=[Y2H2'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka2-2C2Ka205+Y'h2Ka2+0.5Ywh22 =[18.2x3.4+0+0]x0.769-2x12.2x0.7690.5+18.2x0.9x0.769+0.5x10x0.92 = 42.841kN/m2；第3层土：4.3 ~ 6.4米；H3' = H2' = 3.4；°a3上 = [Y3H3'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka3-2C3Ka30-5+Y'h3Ka3+0-5Ywh32 =[18.3x3.4+0+0]x0.822-2xll.8x0.8220.5+18.3x0.9x0.822+0.5xl0x0.92 = 47.349kN/m2；°a3 下=[Y3H3'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka3-2C3Ka30-5+Y'h3Ka3+0.5Ywh32 = [18.3x3.4+0+0]x0.822-2x11.8x0.8220.5+18.3x3x0.822+0.5x10x32 = 119.895kN/m2；第4层土：6.4 ~ 6.55米；H4' = H3' = 3.4；°a4上 = [Y4H4'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka4-2C4Ka40-5+Y'h4Ka4+0.5Ywh42 = [18.6x3.4+0+0]x0.542-2x11.3x0.5420.5+18.6x3x0.542+0.5x10x32 = 92.837kN/m2；◎a4 下=[Y4H4'+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka4-2C4Ka40-5+Y'h4Ka4+0.5Ywh42 =[18.6x3.4+0+0]x0.542-2x11.3x0.5420.5+18.6x3.15x0.542+0.5x10x3.152 = 98.961kN/m2；(3) 、水平荷载：Z0=(oa1 下 xh])/(oa1 上 + oa1 下)=(26.193x3.4)/(21.398x26.193)=1.871m；第1 层土：Ea1=0.5xZ0XOa1下皿闵耳虫&砂—必^册血；作用位置：ha1=Z0/3+ E hi=1.871/3+3.15=3.774m；第2层土：Ea2=h2x(Oa2 上+oa2 下)/2=°.9x(26.193+42.841)/2=31.065kN/m ；作用位置：人&2屯(2%上+%下)/(3°a2上+3°a2下)+ Ehi=0.9x(2x26.193+42.841)/(3x26.193+3x42.841)+2.25=2.664m；第3层土：Ea3=h3x(oa3 上+oa3 下"2=2.1x(47.349+119.895)/2=175.606kN/m；作用位置：has*%上+J3下)/(3%上+3°a3下)+ Ehi=2.1x(2x47.349+119.895)/(3x47.349+3x119.895)+0.15=1.048m；第4层土：Ea4=h4x(Oa4 上+oa4 下)/2=0」5x(92.837+98.961)/2=14.385kN/m；作用位置：人&4电(254上+54下"(沁上+354下)+刀hi=0.15x(2x92.837+98.961)/(3x92.837+3x98.961)+0=0.074m；土压力合力：E = LE .= 24.507+31.065+175.606+14.385=245.563kN/m；a ai合力作用点：ha= Lh.Ea./Ea=a i ai a(24.507x3.774+31.065x2.664+175.606x1.048+14.385x0.074)/245.563=1.468m；2、水平抗力计算(1) 、被动土压力系数：Kp1=tan2 (45。

曙/2) = tan2 (45+7.5/2) =1.3；Kp2=tan2 (45°+ 92/2) = tan2 (45+7.5/2) =1.3；Kp3=tan2 (45°+ 申3/2) = tan2 (45+5.6/2) =1.216；Kp4=tan2 (45°+ 申4/2) = tan2 (45+17.3/2) =1.846；(2) 、土压力、地下水产生的水平荷载：第1层土： 2.55 ~ 3.35米；5 ] = 2GK 卩5 = 2x12.2x1.30.5 = 27.823kN/m；p1 上 1 p1ap^ = Y1h1Kp1+2C1Kp10.5 = 18.2x0.8x1.3+2x12.2x1.30.5 = 46.754kN/m；第2层土： 3.35 ~ 4.3米；H2' = E Yihi/Y2 = 14.56/18.2 = 0.8；oa2 上=Y2H2'Kp2+2C2Kp20.5 = 18.2x0.8x1.3+2x12.2x1.30.5 = 46.754kN/m；°a2 下=Y2H2'Kp2+2C2Kp20-5+Y'h2Kp2+0-5Ywh22 =18.2x0.8x1.3+2x12.2x1.30.5+18.2x0.95x1.3+0.5x10x0.952 = 73.748kN/m；第3层土： 4.3 ~ 6.4米；H3' = H2' = 0.8；% 上=[Y3H3']Kp3+2C3Kp30"5+Y'h3Kp3+0-5Ywh32 =[18.3x0.8]x1.216+2x11.8x1.2160.5+18.3x0.95x1.216+0.5x10x0.952 = 69.491kN/m；% 下=[Y3H3']Kp3+2C3Kp30"5+Y'h3Kp3+0-5Ywh32 =[18.3x0.8]x1.216+2x11.8x1.2160.5+18.3x3.05x1.216+0.5x10x3.052 = 158.232kN/m第4层土：6.4 ~ 6.55米；H4' = H3' = 0.8；蛰上=[Y4H4']Kp4+2C4Kp4O-5+Y'h4Kp4+0-5Ywh42 =[18.6x0.8]xl.846+2xll.3xl.8460.5+18.6x3.05xl.846+0.5xl0x3.052 = 209.448kN/m； % 下=[Y4H4']Kp4+2C4Kp4O-5+Y'h4Kp4+0-5Ywh42 =[18.6x0.8]x1.846+2x11.3x1.8460.5+18.6x3.2x1.846+0.5x10x3.22 = 2l9.287kN/m；(3) 、水平荷载：第1 层土：Ep1=h1x(Op^+op1 下)/2=0.8x(27.823+46.754)/2=29.831kN/m； 作用位置：hp1=h1(2Qp1上+% 1下)/(%上+叫1下)+刀 hi=0.8x(2x27.823+46.754)/(3x27.823+3x46.754)+3.2=3.566m；第2层土：Ep2=h2x(°p^+Op2 下)/2=°.95x(46.754+73.748)/2=57.239kN/m； 作用位置：hp2=h2(2Qp2上+%下)/(%上+3%下)+刀 hi=0.95x(2x46.754+73.748)/(3x46.754+3x73.748)+2.25=2.69m；第3层土：Ep3=h3x(Op3 上+op3 下)/2=2.1x(69.491+158.232)/2=239.109kN/m； 作用位置：hp3=h3(2Qp3上+% 3下)/(3%上+叫3下)+刀 hi=2.1x(2x69.491+158.232)/(3x69.491+3x158.232)+0.15=1.064m；第4层土：Ep4=h4x(Qp4 上+op4 下)/2=°.15x(2°9.448+219.287)/2=32.155kN/m； 作用位置：hp4=h4(2Qp4上+%4下)/(3%上+叫4下)+刀 hi=0.15x(2x209.448+219.287)/(3x209.448+3x219.287)+0=0.074m；土压力合力：Ep=作沪 29.831+57.239+239.109+32.155=358.334kN/m；合力作用点：hp= LhiEpi/Ep= (29.831x3.566+57.239x2.69+239.109x1.064+32.155x0.074)/358.334=1.443m；四、验算嵌固深度是否满足要求根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)的要求，验证所假设的hd是否满 足公式；hp 刀 Epj - 1.2YaEai 三 01.44x358.33-1.2x 1.00x 1.47x245.56=84.59 ；满足公式要求！五、 抗渗稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ 120-99)要求，此时可不进行抗渗稳定性验算！六、 结构计算1、结构弯矩计算弯矩图(kN・m)变形图(m)悬臂式支护结构弯矩Mc=15.23kN・m；最大挠度为:0.03m；2、截面弯矩设计值确定：M=1.25yoM0c截面弯矩设计值 M=1.25x1.00x15.23=19.04；Y0。