钢板桩围堰受力计算书.doc

钢板桩围堰计算书一、工程概况渭河特大桥 67#、68#、69#墩位于河道内，其承台施工适宜于采用钢板桩围堰承台尺寸为 10.5*6.6*2.5m，拟采用拉森Ⅳ型锁口钢板桩施工,其截面特性为 W=2037cm3,【f】=200MPa承台处平均水位 3.0m，河床为 0m插打钢板桩前，为减小主动土压力，降低板桩侧土体高度 20cm67#、68#、69#承台处河床地质情况基本一致，上层为回填粉质粘土，厚度为 3m，其次为中砂，厚度 6.86m，最下层为细砂，厚度为 6m粉质粘土容重取 17.4 KN/m3，内摩擦角 ψ 取 20°，粘结力 c 取 15mpa，砂的平均容重γ 取 20KN/m3 ,细砂内摩擦角 ψ 取 20°，粘结力 c 取 0，中砂内摩擦角 ψ取 32°，粘结力 c 取 0取 68#墩承台钢围堰进行检算二、钢板桩受力分析钢板桩主要承受土压力（外侧为主动土压力，内侧为被动土压力） ，因水位较低且流速较小，忽略水压力影响， 一) γ、ψ、c 按 15.86m 范围内加权平均值计算：γ 平均 =19.5KN/m3ψ 平均 =(3*20+6.86*32+6*20)/15.86=25.2°C 平均 =3*15/15.86=2.84kPa主动土压力系数 Ka=tan2（45°-25.2°/2）=0.403被动土压力系数 Kp=tan2（45°+25.2°/2）=2.483二)确定支撑层数及间距按等弯矩布置确定各层支撑的间距，根据拉森Ⅳ型钢板桩能承受的最大弯矩确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h= 3√（6×σ×W/γ/Ka）=295.4 cmh1=1.1h=295.4*1.1=3.25 mh2=0.88h=2.6 m根据具体情况，确定采用的布置如下图所示三)用盾恩近似法计算板桩的入土深度主动土压力系数 Ka=tan2（45°-25.2°/2）=0.403被动土压力系数 Kp=tan2（45°+25.2°/2）=2.483由计算简图知 DE 的斜率 Kn=γ（Kp- Ka）=19.5×（2.483-0.403）=40.56e1=FG= KaγH=0.403×19.5×5.83=45.8KN/m 2 根据公式 γ（Kp-Ka）x 2 – KaγH x- KaγHL1=019.5*(2.483-0.403) x2-45.8 x-45.8×0.51=0x =1.51m 所以板桩的总长度至少为 L=5.83+1.51=7.34m，取 9m。

三、钢板桩及内支撑受力验算1、各内支撑支座反力利用简支梁法近视计算各内支撑反力n-1）P+0.15P=1/2γKah 2 P=γKah 2/2(n-0.85)=19.5*0.403*3.32 /2*(2-0.85)=37.2KN顶部的支撑压力为 0.15P= 5.58 KN，其他支撑承受的力均为 37.2KN2、钢板桩承受最大弯矩通常按照第一跨的最大弯矩进行板桩截面的验算横梁承受均匀水平荷载 Pn=1/2γKaD(h n+hn+1)=1/2×19.5×2.0×（2.8+2.0）×0.403=37.7KN/mMmax=37.2×2.0=74.4 KN.m1 米宽的拉森(Larseen)Ⅳ型钢板桩的各质量特性为:W=2037cm3,横截面积 236cm2σ=M/W=74.4×10 6/2037×103=36.5Mpa＜[σ]=200Mpa,安全τ=37000/23600=1.57MPa＜[τ]=125Mpa,安全四、基坑低隆起验算考虑地基土质均匀，由抗隆起安全系数：K=2πC /（q+γh）≥1.2 时,则h≤（2πC-1.2q）/1.2γ=(2×3.14×5.83-1.2×62)/（1.2 ×19.5）=0m即钢板桩周围地基土极不稳定，会发生隆起。

实际施工中，浇筑 50cm 混凝土垫层，以降低基坑隆起对钢板桩稳定产生的影响，同时尽量减小坑沿活载，适当降低板桩侧土体高度五、管涌安全系数计算按《简明施工计算手册》 ，管涌安全系数：K=（H+2t）γ 浮 /（Hγ w）≥1.5 时,则坑底安全,不会发生管涌现象式中: γ 浮 ——为土的浮容重，即 19.5-10=9.5kN/m3γ w——为水的容重，取 10kN/m3H——为水头差，即 4.3mt——钢板桩入土深度，取 3.27m则 K=（H+2t）γ 浮 /（Hγ w）=（4.3+2×3.27）×10/(4.3×10)=7.58≥1.5安全六、坑底渗水量计算 Q=F1q1+ F2q2F1—— 基底底面积 m 2q1—— 基底每平方米底面积渗水量 m 3 /hF2—— 基底侧面积 m 2Q2—— 基底每平方米侧面积渗水量 m 3 /h根据设计地质资料，细砂、中砂的的渗透系数取 0.8 m3 /h，考虑钢板桩围堰施工取 2%的渗透系数，则：Q=0.8*0.02*（9.4*26.4+2*5.83*26.4+2*5.83*9.4）=10.65 m 3根据其渗水量的大小，为达到较好的降水效果利于承台施工，在承台外侧与钢板桩之间设置 4 个降水井。

七、内围囹(支撑)受力计算围囹采用Ⅰ40b,同时腹板横支撑及斜支撑采用 φ600 壁厚 10mm 钢管一） 验算长边（26.4m,分两段，每段 13.2m，假设不计斜支撑受力,按三不等跨连续梁进行简化计算）2Ⅰ40b 的截面特性为 W=1139cm3,截面面积 A=94.07cm2Mmax=1/8q(l2-4a2)= 1/8×37.7(10.52-4×1.42)=482.6 KN.mQmax=P/2=37.2/2=18.6 KN则 τ=Qmax/A=18.6/50×10 5=37.3MPa＜[τ]=125Mpa,安全围囹分 3 段,每段 10.5m。