广东特大桥钢板桩围堰施工支护计算书

PAGExxxx特大桥59#～70#水中墩钢板桩围堰施工支护计算书PAGE1目录HYPERLINK\l"_Toc170872411"一、概述-3-HYPERLINK\l"_Toc170872412"二、计算模型的建立-3-HYPERLINK\l"_Toc170872413"三、计算结果4HYPERLINK\l"_Toc170872414"3.159#墩支护计算结果4HYPERLINK\l"_Toc170872415"3.1.1钢板桩强度和稳定性验算4HYPERLINK\l"_Toc170872416"3.1.2钢板桩封底计算8HYPERLINK\l"_Toc170872417"3.1.3基坑稳定性验算9HYPERLINK\l"_Toc170872418"3.260#墩支护计算结果-10-HYPERLINK\l"_Toc170872419"3.2.1钢板桩强度和稳定性验算-10-HYPERLINK\l"_Toc170872420"3.2.2钢板桩封底计算-14-HYPERLINK\l"_Toc170872421"3.2.3基坑稳定性验算16HYPERLINK\l"_Toc170872422"3.361#墩支护计算结果17HYPERLINK\l"_Toc170872423"3.3.1钢板桩强度和稳定性验算17HYPERLINK\l"_Toc170872424"3.3.2钢板桩封底计算21HYPERLINK\l"_Toc170872425"3.3.3基坑稳定性验算-22-HYPERLINK\l"_Toc170872426"3.462#墩支护计算结果24HYPERLINK\l"_Toc170872427"3.4.1钢板桩强度和稳定性验算24HYPERLINK\l"_Toc170872428"3.4.2钢板桩封底计算28HYPERLINK\l"_Toc170872429"3.4.3基坑稳定性验算30HYPERLINK\l"_Toc170872430"3.563#墩支护计算结果-31-HYPERLINK\l"_Toc170872431"3.5.1钢板桩强度和稳定性验算-31-HYPERLINK\l"_Toc170872432"3.5.2钢板桩封底计算35HYPERLINK\l"_Toc170872433"3.5.3基坑稳定性验算36HYPERLINK\l"_Toc170872434"3.664#、65#墩支护计算结果38HYPERLINK\l"_Toc170872435"3.6.1钢板桩强度和稳定性验算38HYPERLINK\l"_Toc170872436"3.6.2钢板桩封底计算-42-HYPERLINK\l"_Toc170872437"3.6.3基坑稳定性验算-43-HYPERLINK\l"_Toc170872438"3.766#、67#墩支护计算结果45HYPERLINK\l"_Toc170872439"3.7.1钢板桩强度和稳定性验算45HYPERLINK\l"_Toc170872440"3.7.2钢板桩封底计算48HYPERLINK\l"_Toc170872441"3.7.3基坑稳定性验算-50-HYPERLINK\l"_Toc170872442"3.868、69#墩支护计算结果-51-HYPERLINK\l"_Toc170872443"3.8.1钢板桩强度和稳定性验算-51-HYPERLINK\l"_Toc170872444"3.8.2钢板桩封底计算55HYPERLINK\l"_Toc170872445"3.8.3基坑稳定性验算57HYPERLINK\l"_Toc170872446"3.970#墩支护计算结果58HYPERLINK\l"_Toc170872447"3.9.1钢板桩强度和稳定性验算58HYPERLINK\l"_Toc170872448"3.9.2钢板桩封底计算62HYPERLINK\l"_Toc170872449"3.9.3基坑稳定性验算63HYPERLINK\l"_Toc170872450"四、结论65xxxx特大桥59#～70#水中墩钢板桩围堰施工支护计算书一、概述xxxx特大桥59#～70#水中墩设计为深水低桩承台，水深高达21米，施工时采用钢板桩围堰进行支护，为保证支护的安全，对钢板桩围堰支护的强度与稳定进行了验算。二、计算模型的建立各墩支护的设计图附后。计算时按施工水位的最大标高取钢板桩围堰的顶标高为+4.0米。支护的最不利工况为浇筑封底混凝土后并把围堰内的水抽光，取此工况对结构进行验算。结构所受的侧面压力，在河床以上的范围内为静水压力，在河床以下至封底混凝土底面以上的范围内为静水压力以及主动土压力之和。其中静水压力为三角形荷载：，为距离水面的高度；主动土压力根据肯朗土压力理论来进行计算：主动土压力系数为：，围堰开挖范围内的土质为粉砂或淤泥质土，偏于安全，内摩擦角取为10度，则，土的饱和容重为：，主动土压力为：，为距河床底的高度。考虑到围堰的高度较高，承受较大的水压力和土压力，为保证围堰的安全，故采用拉森钢板桩IV型，钢板桩的截面如下图所示，尺寸以毫米记，图1钢板桩横断面尺寸在建立计算模型的时候，采用板单元，根据等刚度的原则将以上的钢板桩截面换算为等效的矩形板截面。查得一片0.4米宽的钢板桩截面对重心轴x-x的惯性矩为：I=12629.4cm4，则等效的0.4米宽矩形钢板截面的厚度为：，则在计算模型中的板厚采用15.54cm。计算采用midascivil6.1.1，其中钢板桩围堰采用板单元模拟，支撑与围檩采用梁单元模拟。三、计算结果3.159#墩支护计算结果3.1.1钢板桩强度和稳定性验算图2为59#墩围堰的计算模型图，支撑围檩的构造图见图3所示。59#墩围堰的支撑的标高及数量见表1，采用的两根I56a工字钢截面的工字钢；竖撑采用单根I56a的工字钢。表159#墩支护各支撑的标高编号1标高3.5截面尺寸2I56a图259#墩计算模型图3支撑围檩构造在侧向压力的作用下，结构的最大位移为4.68mm，如图4所示。图4结构变形计算结果支撑、围檩的应力计算结果如图5所示，支撑围檩的最大应力达到31.1MPa，在A3级钢的容许应力范围内，能够满足要求。图5支撑、围檩的应力图6板桩围堰每延米宽度承受绕水平轴的弯矩计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴的最大弯矩为132.9kN*m/m，如图6所示。计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴最大弯矩为132.9KN*m/m。取一片钢板桩来进行验算：钢板桩的宽度为0.4m，查得钢板桩边缘断面的模量为：W=814.8cm3=0.0008148m3,则可以得到钢板桩外缘的应力为：在A3级钢的容许应力范围内，能够满足要求。结构的屈曲模态计算结果如下图，结构的屈曲模态最小的特征值为58.18，结构的整体稳定性能满足要求。图7结构的第一阶屈曲模态因此，结构的应力与稳定性能够满足使用要求。3.1.2钢板桩封底计算（1）浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的摩擦阻力平衡的，当板桩打入基坑底以下的深度不大时，从安全角度考虑，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：解得=0.3×10×（4+4）/(23-10)=1.85（m）其中为考虑未计算桩土间摩阻力和围堰自重的修正系数，凭经验取为0.4。封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25～0.5米,以便在抽水后将顶层浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度x取为1.85+0.35=2.2m。（2）封底最大应力控制计算封底厚度封底混凝土的厚度,可按下式计算:式中:—封底混凝土的厚度(m);—在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件考虑的荷载系数可由结构设计手册查取;—混凝土弯曲抗拉极限强度;—荷载安全系数,此处=1.1;—材料安全系数,此处=2.31;b—计算宽度,此处取1m.由于板是边长19×12米的矩形，故双向板的弯矩系数为0.0257，均布压力为p＝10×（6+2.2）－23×2.2＝31.4（kPa），故双向板单位板宽最大弯矩为：＝0.0257×31.4×12×19=183.99(kN·m/m)故封底混凝土的厚度为:=1.469米封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过0.25～0.5米,以便在抽水后将顶层浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度x取为1.469+0.5=1.969m。综上所述,封底厚度x取为2m。3.1.3基坑稳定性验算（1）坑底流砂验算在坑底内抽水可可能引起流流砂的危险险，采用简简化计算方方法进行验验算。其原原则是板桩桩有足够的的入土深度度以增大渗渗流长度，减减小向上动动水力。由由于基坑内内抽水后引引起的水头头差为h’造成的渗渗流，其最最短渗流途途径为h1＋t，在流程t中水对土土粒动水力力应是垂直直向上的，故故可要求此此动水力不不超过土的的浮重γb，则不产产生流砂的的安全条件件为：K·i·γWγγbK为安全系数,取取为2.0，i为水力梯梯度,即ｉ＝＝＝0.433而γW＝10，γb＝9则K·i·γW=2.00*0.443*100=8.446<γb＝9,满足要求求。坑底隆起验算较深的软土基坑坑在水压力力作用下，坑坑底软土可可能受挤在在坑底发生生隆起现象象，用滑动动面简单方方法进行验验算。滑动力矩为：稳定力矩为：其中=atann()=aatan(()=1..26，h为最底层层内支撑相相对封砼顶顶高度,b为坑底一一半长度.为滑动面面上不排水水抗剪强度度,取土层滑滑动面的平平均不排水水抗剪强度度=50kkPa则安全系数为：：=3.5571.2，满足坑坑底隆起验验算．3.2600#墩支护计计算结果3.2.1钢钢板桩强度度和稳定性性验算图8为60#墩围堰的的计算模型型图，支撑撑围檩的构构造图见图图9所示。60#墩围堰的的支撑的标标高、数量量见表2，设计采采用两根截截面I40a工字字钢。表260#墩支支护各支撑撑的标高编号123标高2.5-0.5-3.5截面尺寸2I40a2I40a2I40a图860#墩计计算模型图9支撑围檩构造计算结结果见以下下各图。在在侧向压力力的作用下下，结构的的最大位移移为14..6mm，如图图10所示。图10结构变形计算结结果支撑、围檩的应应力计算结结果如图111所示，最最下面一道道支撑围檩檩的最大应应力达到665.55MPa，在A3级钢的容容许应力范范围内，能能够满足要要求。图11支撑、围檩的应应力图12板桩围堰每延米米宽度承受受绕水平轴轴的弯矩计算得到钢板桩围围堰每延米米的绕水平平轴的最大大弯矩为2289.8kN*mm/m，如图12所示。计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴最大大弯矩为289.8KN*mm/m。取一片片钢板桩来来进行验算算：钢板桩桩的宽度为为0.4mm，查得钢钢板桩边缘缘断面的模模量为：W=8144.8cmm3=0.000081448m3,则可以得得到钢板桩桩外缘的应应力为：在A3级钢的容许应力力范围内，能能够满足要要求。结构的屈曲模态态计算结果果如下图，结构构的屈曲模模态最小的的特征值为为10.889，结构构的整体稳稳定性能满满足要求。图13结构的第一阶屈屈曲模态因此，结构的应应力与稳定定性能够满满足使用要要求。3.2.2钢钢板桩封底底计算（1）浮力控制计算封封底厚度作用在封底层的的浮力是由由封底混凝凝土和围堰堰的自重以以及围堰在在土中的摩摩擦阻力平平衡的，当当板桩打入入基坑底以以下的深度度不大时，从从安全角度度考虑，平平衡浮力主主要靠封底底混凝土的的自重，由由：解得=0.3×100×（4+8.55）/(233-10))=2.99（m）其中为考虑未计计算桩土间间摩阻力和和围堰自重重的修正系系数，凭经经验取为0.3。封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为2.9++0.3==3.2mm。（2）封底最大应力控控制计算封封底厚度封底混凝土的厚厚度,可按下式式计算：式中:—封底混凝土的厚厚度(m)；—在在最大均布布反力作用用下的最大大设计弯矩矩(kN..m),按支承条条件考虑的的荷载系数数可由结构构设计手册册查取;——混凝土弯弯曲抗拉极极限强度;—荷荷载安全系系数,此处=1..1;—材材料安全系系数,此处=2..31;bb—计算宽度,此处取1mm.由于板是边长118.4××14.1米的矩形，故故双向板的的弯矩系数数为0.03323，均布压压力为p＝10×（10.55+3.22）－23×33.2＝63.4（kPa），故双向板单位板板宽最大弯弯矩为：＝0.0257××63.44×14..1×188.4=5531.228(kNN·m/mm)故封底混凝土的的厚度为:=2.496米封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为2.4996+0..5=2..996mm。综上所述,封封底厚度x取为3m。3.2.3基基坑稳定性性验算（1）坑底流砂验算在坑底内抽水可可能引起流流砂的危险险，采用简简化计算方方法进行验验算。其原原则是板桩桩有足够的的入土深度度以增大渗渗流长度，减减小向上动动水力。由由于基坑内内抽水后引引起的水头头差为h’造成的渗渗流，其最最短渗流途途径为h1＋t，在流程t中水对土土粒动水力力应是垂直直向上的，故故可要求此此动水力不不超过土的的浮重γb，则不产产生流砂的的安全条件件为：K·i·γWγγbK为安全系数,取取为2.0，i为水力梯梯度,即ｉ＝＝＝0.4558而γW＝10，γb＝9则K·i·γW=2.00*0.4458*110=9..16>γb＝9,不满足要要求。故入土深度需重重新取值,将t取为7米,则i==00.4488故K·i·γW=2.00*0.4449*110=8..96γb＝9,满足入土土深度要求求．所以钢板桩底标标高可改为为-15..5米。结合合桩底地质质，桩底标标高取为--20米。坑底隆起验算较深的软土基坑坑在水压力力作用下，坑坑底软土可可能受挤在在坑底发生生隆起现象象，用滑动动面简单方方法进行验验算。滑动力矩为：稳定力矩为：其中=atann()=aatan(()=1..256，h为最底层层内支撑相相对封砼顶顶高度,b为坑底一一半长度.为滑动面面上不排水水抗剪强度度,取土层滑滑动面的平平均不排水水抗剪强度度=50kkPa则安全系数为：：==2.2260811.2，满足坑坑底隆起验验算。3.3611#墩支护计计算结果3.3.1钢钢板桩强度度和稳定性性验算图14为61#墩围堰的的计算模型型图，支撑撑围檩的构构造图见图图15所示。原设计不满足要要求，故在在对支撑的的标高进行行调整（见见表3），同时时在横向支支撑3、4、5、6间每间距距4.4225米加一道横撑撑，每层共共24道竖向向支撑，使使横向支撑撑3、4、5、6连成整体体，各侧面面每道竖向向支撑采用用一根I56a的工工字钢；在在6横向支撑撑和封底混混凝土的竖竖撑加入一一根I40a的剪剪刀撑，如如图26所示。表361#墩支支护各支撑撑的标高编号123456标高2.50.0-3.0-6.0-9.0-12.5截面尺寸2I40a2I40a2I56a2I56a2I56a2I56a图1461#墩墩计算模型型图15支撑围檩构造在侧向压力的作作用下，结结构的最大大位移为66.8mmm，如图16所示。图16结构变形计算结结果支撑、围檩的应应力计算结结果如图117所示，最最下面一道道支撑围檩檩的最大应应力达到888.85MPa，在A3级钢的容容许应力范范围内，能能够满足要要求。图17支撑、围檩的应应力图18板桩围堰每延米米宽度承受受绕水平轴轴的弯矩计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴最大大弯矩为2254.664KN**m/m。取一片片钢板桩来来进行验算算：钢板桩桩的宽度为为0.4mm，查得钢钢板桩边缘缘断面的模模量为：W=8144.8cmm3=0.000081448m3,则可以得得到钢板桩桩外缘的应应力为：在A3级钢的容许应力力范围内，能能够满足要要求。结构的屈曲模态态计算结果果如图19所示，结结构的屈曲曲模态最小小的特征值值为6.1104，结结构的整体体稳定性能能满足要求求。图19结构的第一阶屈屈曲模态因此，结构的应应力与稳定定性能够满满足使用要要求。3.3.2钢钢板桩封底底计算（1）浮力控制计算封封底厚度 作用在封底层的的浮力是由由封底混凝凝土和围堰堰的自重以以及围堰在在土中的摩摩擦阻力平平衡的，当当板桩打入入基坑底以以下的深度度不大时，从从安全角度度考虑，平平衡浮力主主要靠封底底混凝土的的自重，由由：解得=0.3×100×（4+16）/(233-10))=4.665（m）其中为考虑未计计算桩土间间摩阻力和和围堰自重重的修正系系数，凭经经验取为0.3。封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为4.655+0.335=5mm。（2）封底最大应力控控制计算封封底厚度封底混凝土的厚厚度,可按下式式计算:式中:—封底混凝土的厚厚度(m);—在在最大均布布反力作用用下的最大大设计弯矩矩(kN..m),按支承条条件考虑的的荷载系数数可由结构构设计手册册查取;——混凝土弯弯曲抗拉极极限强度;—荷荷载安全系系数,此处=1..1;—材材料安全系系数,此处=2..31;bb—计算宽度,此处取1mm.由于板是边长117.7米的正方形形，故双向向板的弯矩矩系数为0.03368，均布压压力为p＝10×（20+5）－23×5＝135（kPa），故双向板单位板板宽最大弯弯矩为：＝0.0368××135××17.77×17..7=15556.44(kN··m/m))故封底混凝土的的厚度为:=4.27米封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为4.277+0.335=4..62m。综上所述,封封底厚度x取为5m。3.3.3基基坑稳定性性验算（1）坑底流砂验算在坑底内抽水可可能引起流流砂的危险险，采用简简化计算方方法进行验验算。其原原则是板桩桩有足够的的入土深度度以增大渗渗流长度，减减小向上动动水力。由由于基坑内内抽水后引引起的水头头差为h’造成的渗渗流，其最最短渗流途途径为h1＋t，在流程t中水对土土粒动水力力应是垂直直向上的，故故可要求此此动水力不不超过土的的浮重γb，则不产产生流砂的的安全条件件为：K·i·γWγγbK为安全系数,取取为2.0，i为水力梯梯度,即ｉ＝＝＝0.555而γW＝10，γb＝9则K·i·γW=2.00*0.555*100=11>>γb＝9,不满足要要求．故入土深度需重重新取值,将t取为9米,则I==0..449故K·i·γW=2.00*0.4449*110=8..98γb＝9,满足入土土深度要求求．所以钢板桩底标标高可改为为-27米；结合桩底地质，桩桩底标高取取为-26米。（2）坑底隆起验算较深的软土基坑坑在水压力力作用下，坑坑底软土可可能受挤在在坑底发生生隆起现象象，用滑动动面简单方方法进行验验算。滑动力矩为：稳定力矩为：其中=atann()=aarctaan()==1.244，h为最底层层内支撑相相对封砼顶顶高度,b为坑底一一半长度.为滑动面面上不排水水抗剪强度度,取土层滑滑动面的平平均不排水水抗剪强度度=50kkPa则安全系数为：：==1.2271.2，满足坑坑底隆起验验算。3.4622#墩支护计计算结果3.4.1钢钢板桩强度度和稳定性性验算图20为62#墩围堰的的计算模型型图，支撑撑围檩的构构造图见图图21所示。原设计不满足要要求，故在在对支撑的的标高进行行调整（见见表4），同时时在横向支支撑3、4、5、6、7间加多122道竖向支支撑，使横横向支撑3、4、5、6、7连成整体体，每道竖竖向支撑都都采用单根I56a的工工字钢；剪剪刀撑采用用单根I40a的工工字钢，见见图31。表462#墩墩支护各支支撑的标高高编号1234567标高2.50-2.5-5.5-8.5-11.5-15.0截面尺寸2I40a2I40a2I56a2I56a2I56a2I56a2I56a图2062#墩计计算模型图21支撑围檩构造在侧向向压力的作作用下，结结构的最大大位移为44.8mmm，如下图图22所示。图22结构变形计算结结果支撑、围檩的应应力计算结结果如图223所示，最最下面一道道支撑围檩檩的最大应应力达到880.022MPa，在A3级钢的容容许应力范范围内，能能够满足要要求。图23支撑、围檩的应应力图24板桩围堰每延米米宽度承受受绕水平轴轴的弯矩计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴最大大弯矩为2280.3378kNN*m/mm。取一片片钢板桩来来进行验算算：钢板桩桩的宽度为为0.4mm，查得钢钢板桩边缘缘断面的模模量为：W=8144.8cmm3=0.000081448m3,则可以得得到钢板桩桩外缘的应应力为：σ=M/W=0..4*2880.3778/0..00088148==137.642MPPa在A3级钢的容许应力力范围内，能能够满足要要求。需要要特别指出出的是,虽然板的的最大应力力达到137.6442MPaa,但该处是是工字钢和和钢板桩的的相交处,该处在模模型处理过过程中由于于共节点而而产生应力力集中，板板的其它部部位是安全全和可靠的的。结构的屈曲模态态计算结果果如图25所示，结结构的屈曲曲模态最小小的特征值值为6.0097，结结构的整体体稳定性能能满足要求求。图25结构的第1阶屈屈曲模态因此，结构的应应力与稳定定性能够满满足使用要要求。3.4.2钢钢板桩封底底计算（1）浮力控制计算封封底厚度 作用在封底层的的浮力是由由封底混凝凝土和围堰堰的自重以以及围堰在在土中的摩摩擦阻力平平衡的，当当板桩打入入基坑底以以下的深度度不大时，从从安全角度度考虑，平平衡浮力主主要靠封底底混凝土的的自重，由由：解得=0.2×100×（4+244.5）/(233-10))=4.338（m）其中为考虑未计计算桩土间间摩阻力和和围堰自重重的修正系系数，凭经经验取为0.2。封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x=4..38+00.5=44.88mm,x取整5米。（2）封底最大应力控控制计算封封底厚度封底混凝土的厚厚度,可按下式式计算:式中:—封底混凝土的厚厚度(m);—在在最大均布布反力作用用下的最大大设计弯矩矩(kN..m),按支承条条件考虑的的荷载系数数可由结构构设计手册册查取;——混凝土弯弯曲抗拉极极限强度;—荷荷载安全系系数,此处=1..1;—材材料安全系系数,此处=2..31;bb—计算宽度,此处取1mm.由于板是边长220.2米*23米的长方形形，故双向向板的弯矩矩系数为0.03353，均布压压力为p＝10×（22.55+5）－23×5＝160（kPa），故双向板单位板板宽最大弯弯矩为：＝0.0353××160××20.22×23==26244.1(kkN·m//m)故封底混凝土的的厚度为:=5.5米封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为5.5++0.5==6m。综上所述,封封底厚度x取为6m。3.4.3基基坑稳定性性验算坑底流砂验算在坑底内抽水可可能引起流流砂的危险险，采用简简化计算方方法进行验验算。其原原则是板桩桩有足够的的入土深度度以增大渗渗流长度，减减小向上动动水力。由由于基坑内内抽水后引引起的水头头差为h’造成的渗渗流，其最最短渗流途途径为h1＋t，在流程t中水对土土粒动水力力应是垂直直向上的，故故可要求此此动水力不不超过土的的浮重γb，则不产产生流砂的的安全条件件为：K·i·γWγγbK为安全系数,取取为2.0，i为水力梯梯度,即ｉ＝＝＝0.5而γW＝10，γb＝9则K·i·γW=2.00*0.55*10==10>γb＝9,不满足要要求．故入土深度需重重新取值,将t取为9米,则i==00.4222故K·i·γW=2.00*0.4422*110=8..4γb＝9,满足入土土深度．所以钢板桩底标标高可改为为-30米；结合桩底地质，桩桩底标高取取为-26米。坑底隆起验算较深的软土基坑坑在水压力力作用下，坑坑底软土可可能受挤在在坑底发生生隆起现象象，用滑动动面简单方方法进行验验算。滑动力矩为：稳定力矩为：其中=atann()=aatan(()=1..15，h为最底层层内支撑相相对封砼顶顶高度,b为坑底一半半长度.为滑动面面上不排水水抗剪强度度,取土层滑滑动面的平平均不排水水抗剪强度度=50kkPa则安全系数为：：==1.771.2，满足坑坑底隆起验验算。3.5633#墩支护计计算结果3.5.1钢钢板桩强度度和稳定性性验算图26为63#墩围堰的的计算模型型图，支撑撑围檩的构构造图见图图27所示。原设计不满足要要求，故在在对支撑的的标高进行行调整（见见表5），同时时在横向支支撑2、3、4间加多12道竖向支支撑，使横横向支撑22、3、4连成整体体，每道竖竖向支撑都都采用单根I40a的工字钢钢；剪刀撑撑用单根I40a的工工字钢。表563#墩支支护各支撑撑的标高编号1234标高2.5-1.5-5.5-9.2截面尺寸2I40a2I40a2I56a2I56a图2663#墩计计算模型图27支撑围檩构造在侧向向压力的作作用下，结结构的最大大位移为113.8mmm，如图图28所示。图28结构变形计算结结果支撑、围檩的应应力计算结结果如图229所示，最最下面一道道支撑围檩檩的最大应应力达到1118.66MPa，在A3级钢的容容许应力范范围内，能能够满足要要求。图29支撑、围檩的应应力图30板桩围堰每延米米宽度承受受绕水平轴轴的弯矩计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴的最最大弯矩为为298..9kN**m/m，如图30所示。计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴最大大弯矩为2298.99KN*mm/m。取一片片钢板桩来来进行验算算：钢板桩桩的宽度为为0.4mm，查得钢钢板桩边缘缘断面的模模量为：W=8144.8cmm3=0.000081448m3,则可以得得到钢板桩桩外缘的应应力为：在A3级钢的容许应力力范围内，能能够满足要要求。结构的屈曲模态态计算结果果如图31所示，结结构的屈曲曲模态最小小的特征值值为1.667，结构构的整体稳稳定性能满满足要求。图31结构的第一阶屈屈曲模态因此，结构的应应力与稳定定性能够满满足使用要要求。3.5.2钢钢板桩封底底计算（1）浮力控制计算封封底厚度作用在封底层的的浮力是由由封底混凝凝土和围堰堰的自重以以及围堰在在土中的摩摩擦阻力平平衡的，当当板桩打入入基坑底以以下的深度度不大时，从从安全角度度考虑，平平衡浮力主主要靠封底底混凝土的的自重，由由：解得=0.3×100×（4+177.52）/(233-10))=5（m）其中为考虑未计计算桩土间间摩阻力和和围堰自重重的修正系系数，凭经经验取为0.3。封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为5+0..5=5..5m。（2）封底最大应力控控制计算封封底厚度封底混凝土的厚厚度,可按下式式计算:式中:—封底混凝土的厚厚度(m);—在在最大均布布反力作用用下的最大大设计弯矩矩(kN..m),按支承条条件考虑的的荷载系数数可由结构构设计手册册查取;——混凝土弯弯曲抗拉极极限强度;—荷荷载安全系系数,此处=1..1;—材材料安全系系数,此处=2..31;bb—计算宽度,此处取1mm.由于板是边长223×200.2米的矩形，故故双向板的的弯矩系数数为0.03353，均布压压力为p＝10×（16.7715+55.5）－23×55.5＝95.665（kPa），故双向板单位板板宽最大弯弯矩为：＝0.0353××95.665×23×20.22=15688.6966(kN·mm/m)故封底混凝土的的厚度为:=4.28米封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为4.288+0.55=4.778m。综上所述,封封底厚度x取为5.0m。3.5.3基基坑稳定性性验算（1）坑底流砂验算在坑底内抽水可可能引起流流砂的危险险，采用简简化计算方方法进行验验算。其原原则是板桩桩有足够的的入土深度度以增大渗渗流长度，减减小向上动动水力。由由于基坑内内抽水后引引起的水头头差为h’造成的渗渗流，其最最短渗流途途径为h1＋t，在流程t中水对土土粒动水力力应是垂直直向上的，故故可要求此此动水力不不超过土的的浮重γb，则不产产生流砂的的安全条件件为：K·i·γWγγbK为安全系数,取取为2.0，i为水力梯梯度,即ｉ＝＝＝0.5997而γW＝10，γb＝9则K·i·γW=2.00*0.5597*110=111.9388>γb＝9,不满足要要求。故入土深度需重重新取值,将t取为16米,则i==00.4455故K·i·γW=2.00*0.4445*110=8..9γb＝9,满足入土土深度要求求．所以钢板桩底标标高可改为为-33..5米。结合桩底地质，桩桩底标高取取为-26米。（2）坑底隆起验算较深的软土基坑坑在水压力力作用下，坑坑底软土可可能受挤在在坑底发生生隆起现象象，用滑动动面简单方方法进行验验算。滑动力矩为：稳定力矩为：其中=atann()=aatan(()=1..316，h为最底层层内支撑相相对封砼顶顶高度,b为坑底一一半长度.为滑动面面上不排水水抗剪强度度,取土层滑滑动面的平平均不排水水抗剪强度度=50kkPa则安全系数为：：==1.2291.2，满足坑坑底隆起验验算。3.6644#、65#墩支支护计算结结果3.6.1钢钢板桩强度度和稳定性性验算图32为64#墩围堰的的计算模型型图，支撑撑围檩的构构造图见图图33所示。原设计不满足要要求，故在在对支撑的的标高进行行调整（见见表6），同时时在横向支支撑2、3、4、5每层加12道竖向支支撑，使横横向支撑2、3、4、5连成整体体，每道竖竖向支撑都都采用单根I56a的工工字钢；在4、5层的相邻邻的竖撑之之间加入单单根I40a的剪刀撑撑。表664#、65#墩支护各各支撑的标标高编号12345标高2.5-0.5-3.5-6.0-9.2截面尺寸2I40a2I56a2I56a2I56a2I56a图3264#、665#墩计算模模型图33支撑围檩构构造在侧向向压力的作作用下，结结构的最大大位移为55.71mmm，如图图34所示。图34结构变形计算结结果支撑、围檩的应应力计算结结果如图445所示，从从图中可以以看到，在在侧向力的的作用下，最最下面一道道支撑围檩檩的最大应应力达到995.7aa，在A3级钢的容容许应力范范围内，能能够满足要要求。图35支撑、围檩的应应力图36板桩围堰每延米米宽度承受受绕水平轴轴的弯矩计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴的最最大弯矩为为251..8m，如图36所示。计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴最大大弯矩为2251.88m。取一片片钢板桩来来进行验算算：钢板桩桩的宽度为为0.4mm，查得钢钢板桩边缘缘断面的模模量为：W=8144.8cmm3=0.000081448m3,则可以得得到钢板桩桩外缘的应应力为：在A3级钢的容许应力力范围内，能能够满足要要求。结构的屈曲模态态计算结果果如图37所示，结结构的屈曲曲模态最小小的特征值值为2.6679体稳稳定性能满满足要求。图37结构的第一阶屈屈曲模态因此，结构的应应力与稳定定性能够满满足使用要要求。3.6.2钢钢板桩封底底计算（1）浮力控制计算封封底厚度作用在封底层的的浮力是由由封底混凝凝土和围堰堰的自重以以及围堰在在土中的摩摩擦阻力平平衡的，当当板桩打入入基坑底以以下的深度度不大时，从从安全角度度考虑，平平衡浮力主主要靠封底底混凝土的的自重，由由：解得=0.3×100×（4+177.4）/(233-10))=5（m）其中为考虑未计计算桩土间间摩阻力和和围堰自重重的修正系系数，凭经经验取为0.3。封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为5+0..5=5..5m。（2）封底最大应力控控制计算封封底厚度封底混凝土的厚厚度,可按下式式计算:式中:—封底混凝土的厚厚度(m);—在在最大均布布反力作用用下的最大大设计弯矩矩(kN..m),按支承条条件考虑的的荷载系数数可由结构构设计手册册查取;——混凝土弯弯曲抗拉极极限强度;—荷荷载安全系系数,此处=1..1;—材材料安全系系数,此处=2..31;bb—计算宽度,此处取1mm.由于板是边长223×200.2米的矩形，故故双向板的的弯矩系数数为0.03353，均布压压力为p＝10×（16.7715+55.5）－23×55.5＝95.665（kPa），故双向板单位板板宽最大弯弯矩为：＝0.0353××95.665×233×20..2=15568.6696(kkN·m//m)故封底混凝土的的厚度为:=4.28米封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为4.288+0.55=4.778m。综上所述,封封底厚度x取为5.0m。3.6.3基基坑稳定性性验算（1）坑底流砂验算在坑底内抽水可可能引起流流砂的危险险，采用简简化计算方方法进行验验算。其原原则是板桩桩有足够的的入土深度度以增大渗渗流长度，减减小向上动动水力。由由于基坑内内抽水后引引起的水头头差为h’造成的渗渗流，其最最短渗流途途径为h1＋t，在流程t中水对土土粒动水力力应是垂直直向上的，故故可要求此此动水力不不超过土的的浮重γb，则不产产生流砂的的安全条件件为：K·i·γWγγbK为安全系数,取取为2.0，i为水力梯梯度,即ｉ＝＝＝0.5997而γW＝10，γb＝9则K·i·γW=2.00*0.5597*110=111.9388>γb＝9,不满足要要求。故入土深度需重重新取值,将t取为16米,则i==00.4455故K·i·γW=2.00*0.4445*110=8..9γb＝9,满足入土土深度要求求．所以钢板桩底标标高可改为为-27.775米，可取-226.0米。（2）坑底隆起验算较深的软土基坑坑在水压力力作用下，坑坑底软土可可能受挤在在坑底发生生隆起现象象，用滑动动面简单方方法进行验验算。滑动力矩为：稳定力矩为：其中=atann()=aatan(()=1..316，h为最底层层内支撑相相对封砼顶顶高度,b为坑底一一半长度.为滑动面面上不排水水抗剪强度度,取土层滑滑动面的平平均不排水水抗剪强度度=50kkPa则安全系数为：：==1.2291.2，满足坑坑底隆起验验算．3.7666#、67#墩支护计计算结果3.7.1钢钢板桩强度度和稳定性性验算图38为67#墩围堰的的计算模型型图，支撑撑围檩的构构造图见图图39所示。67#墩围堰的的设计采用用两根I40a及I56a的工字钢截截面；水平平横撑4、5之间设122道竖撑，44、5层水平横横撑间相邻邻的竖撑之之间设剪刀刀撑，剪刀刀撑采用单单根I40a的工字钢钢，如图39所示。表766#、667#墩支护各各支撑的标标高编号12345标高2.50-3.5-6.5-10.0截面尺寸2I40a2I40a2I56a2I56a2I56a图3867#墩计计算模型图39支撑围檩构造在侧向压力的作作用下，结结构的最大大位移为33.9788mm，如图图50所示。图40结构变形计算结结果支撑、围檩的应应力计算结结果如图441所示，最最下面一道道支撑围檩檩的最大应应力达到662.533MPa，在A3级钢的容容许应力范范围内，能能够满足要要求。图41支撑、围檩的应应力图42板桩围堰每延米米宽度承受受绕水平轴轴的弯矩计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴的最最大弯矩为为312kNN*m/mm，如图42所示。计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴最大大弯矩为3312KNN*m/mm。取一片片钢板桩来来进行验算算：钢板桩桩的宽度为为0.4mm，查得钢钢板桩边缘缘断面的模模量为：W=8144.8cmm3=0.000081448m3，则可以得得到钢板桩桩外缘的应应力为：在A3级钢的容许应力力范围内，能能够满足要要求。结构的屈曲模态态计算结果果如下图，结构构的屈曲模模态最小的的特征值为为6.7004，结构构的整体稳稳定性能满满足要求。图43结构的第一阶屈屈曲模态因此，结构的应应力与稳定定性能够满满足使用要要求。3.7.2钢钢板桩封底底计算(1)浮力控制制计算封底底厚度作用在封底层的的浮力是由由封底混凝凝土和围堰堰的自重以以及围堰在在土中的摩摩擦阻力平平衡的，当当板桩打入入基坑底以以下的深度度不大时，从从安全角度度考虑，平平衡浮力主主要靠封底底混凝土的的自重，由由：解得=0.3×100×（4+133.5）/(233-10))=4.004（m）其中为考虑未计计算桩土间间摩阻力和和围堰自重重的修正系系数，凭经经验取为0.3。封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为4.044+0.335=4..39m。(2)封底最大大应力控制制计算封底底厚度封底混凝土的厚厚度,可按下式式计算:式中:—封底混凝土的厚厚度(m);—在在最大均布布反力作用用下的最大大设计弯矩矩(kN..m),按支承条条件考虑的的荷载系数数可由结构构设计手册册查取;——混凝土弯弯曲抗拉极极限强度;—荷荷载安全系系数,此处=1..1;—材材料安全系系数,此处=2..31;bb—计算宽度,此处取1mm.由于板是边长117.7××17.7米的正方形形，故双向向板的弯矩矩系数为0.03368，均布压压力为p＝10×（17.55+4.44）－23×44.4＝117..8（kPa），故双向板单位板板宽最大弯弯矩为：＝0.0368××117..8×177.7×117.7==13588.12((kN·mm/m)故封底混凝土的的厚度为:=3.99米封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为3.999+0.44=4.339m。综上所述,封封底厚度x取为5.0m。3.7.3基基坑稳定性性验算（1）坑底流砂验算在坑底内抽水可可能引起流流砂的危险险，采用简简化计算方方法进行验验算。其原原则是板桩桩有足够的的入土深度度以增大渗渗流长度，减减小向上动动水力。由由于基坑内内抽水后引引起的水头头差为h’造成的渗渗流，其最最短渗流途途径为h1＋t，在流程t中水对土土粒动水力力应是垂直直向上的，故故可要求此此动水力不不超过土的的浮重γb，则不产产生流砂的的安全条件件为：K·i·γWγγbK为安全系数,取取为2.0，i为水力梯梯度,即ｉ＝＝＝0.488而γW＝10，γb＝9则K·i·γW=2.00*0.448*100=9.66>γb＝9,不满足要要求。故入土深度需重重新取值,将t取为9.6米,则I＝＝0.455故K·i·γW=2.00*0.445*100γb＝9,满足入土土深度．所以钢板桩底标标高可改为为-25..1米；结合桩底地质，桩桩底标高取取为-26米。（2）坑底隆起验算较深的软土基坑坑在水压力力作用下，坑坑底软土可可能受挤在在坑底发生生隆起现象象，用滑动动面简单方方法进行验验算。滑动力矩为：稳定力矩为：其中=atann()=aatan(()=1.224，h为最底层层内支撑相相对封砼顶顶高度,b为坑底一一半长度.为滑动面面上不排水水抗剪强度度,取土层滑滑动面的平平均不排水水抗剪强度度=50kkPa则安全系数为：：==1.6111.2，满满足坑底隆隆起验算．．3.8688、69#墩支护计计算结果3.8.1钢钢板桩强度度和稳定性性验算图44为68、69#墩围堰的的计算模型型图，支撑撑围檩的构构造图见图图45所示。对原围堰的设计计支撑的标标高及数量量进行调整整（见表8），均采用用两根I40a工字字钢截面。表868、699#墩支护各各支撑的标标高编号12345标高2.50-2.5-5.5-8.5截面尺寸2I40a2I40a2I40a2I56a2I56a图4468、699#墩计算模模型图45支撑围檩构造在侧向压力的作作用下，结结构的最大大位移为33.67mm，如图图46所示。图46结构变形计算结结果支撑、围檩的应应力计算结结果如图447，最下面面一道支撑撑围檩的最最大应力达达到59..23MPPa，在A3级钢的容容许应力范范围内，能能够满足要要求。图47支撑、围檩的应应力图48板桩围堰每延米米宽度承受受绕水平轴轴的弯矩计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴的最最大弯矩为为255..195kkN*m//m，如图48所示。计算得到钢板桩桩围堰每延延米的绕水水平轴最大大弯矩为2255.1195KNN*m/mm。取一片片钢板桩来来进行验算算：钢板桩桩的宽度为为0.4mm，查得钢钢板桩边缘缘断面的模模量为：W=8144.8cmm3=0.000081448m3,则可以得得到钢板桩桩外缘的应应力为：在A3级钢的容许应力力范围内，能能够满足要要求。结构的屈曲模态态计算结果果如下图，结构构的屈曲模模态最小的的特征值为为7.8445，结构构的整体稳稳定性能满满足要求。图49结构的第一阶屈屈曲模态因此，结构的应应力与稳定定性能够满满足使用要要求。3.8.2钢钢板桩封底底计算（1）浮力控制计算封封底厚度 作用在封底层的的浮力是由由封底混凝凝土和围堰堰的自重以以及围堰在在土中的摩摩擦阻力平平衡的，当当板桩打入入基坑底以以下的深度度不大时，从从安全角度度考虑，平平衡浮力主主要靠封底底混凝土的的自重，由由：解得=0.3×100×（4+122.5）/(233-10))=3.881（m）其中为考虑未计计算桩土间间摩阻力和和围堰自重重的修正系系数，凭经经验取为0.3。封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为3.811+0.335=4..16m。（2）封底最大应力控控制计算封封底厚度封底混凝土的厚厚度,可按下式式计算:式中:—封底混凝土的厚厚度(m);—在在最大均布布反力作用用下的最大大设计弯矩矩(kN..m),按支承条条件考虑的的荷载系数数可由结构构设计手册册查取;——混凝土弯弯曲抗拉极极限强度;—荷荷载安全系系数,此处=1..1;—材材料安全系系数,此处=2..31;bb—计算宽度,此处取1mm.由于板是边长117.7××17.7米的正方形形，故双向向板的弯矩矩系数为0.03368，均布压压力为p＝10×（16.55+4.116）－23×44.16＝110..9（kPa），故双向板单位板板宽最大弯弯矩为：＝0.0368××110..9×177.7×117.7==12788.57((kN·mm/m)故封底混凝土的的厚度为:=3.87米封底混凝土灌注注时厚度宜宜比计算值值超过0.25～0.5米,以便在抽抽水后将顶顶层浮浆和和软弱层凿凿除,以保证质质量。所以以封底厚度度x取为3.877+0.44=4.227m。综上所述,封封底厚度x取为4.0m。3.8.3基基坑稳定性性验算（1）坑底流砂验算在坑底内抽水可可能引起流流砂的危险险，采用简简化计算方方法进行验验算。其原原则是板桩桩有足够的的入土深度度以增大渗渗流长度，减减小向上动动水力。由由于基坑内内抽水后引引起的水头头差为h’造成的渗渗流，其最最短渗流途途径为h1＋t，在流程t中水对土土粒动水力力应是垂直直向上的，故故可要求此此动水力不不超过土的的浮重γb，则不产产生流砂的的安全条件件为：K·i·γWγγbK为安全系数,取取为2.0，i为水力梯梯度,即ｉ＝＝＝0.522而γW＝10，γb＝9则K·i·γW=2.00*0.552*100=10..4>γb＝9,不满足要要求。故入土深度需重重新取值,将t取为9米,则i＝＝0.455故K·i·γW=2.00*0.445*100γb＝9,满足入土土深度．所以钢板桩底标标高可改为为-25米；结合桩底地质，桩桩底标高取取为-26米。（2）坑底隆起验算较深的软土基坑坑在水压力力作用下，坑坑底软土可可能受挤在在坑底发生生隆起现象象，用滑动动面简单方方法进行验验算。滑动力矩为：稳定力矩为：其中=atann()=aatan()=1.224，h为最底层层内支撑相相对封砼顶顶高度,b为坑底一一半长度.为滑动面面上不排水水抗剪强度度,取土层滑滑动面的平平均不排水水抗剪强度度=50kkPa则安全系数为：：==1.6111.2，满满足坑底隆隆起验算．．3.9700#墩支护计计算结果3.9.1钢钢板桩强度度和稳定性性验算图50为70#墩围堰的的计算模型型图，支撑撑围檩的构构造图见图图51所示。由计算看出，770#墩围堰的的设计无法法达到要求求，故在对对支撑的标标高结构和和数量进行行调整（见表9），除第一一层支撑用用两根I40a截面面外，其他他采用两根根I56a