12m钢板桩6.5深基坑计算.docx

中铁大桥局宁波市轨道交通1号线二期工程TJ1214标宁波市轨道交通1号线二期工程1214标12m钢板桩深基坑计算书计算： 复核： 审核： 中铁大桥局宁波市轨道交通1号线二期工程1214标项目部工程技术部二一三年三月目录第一章计算依据及说明1第二章工程地质及相关参数1第三章钢板桩及围檩验算3第一章计算依据及说明1.1计算依据1、钢结构设计规范GB 50017-20032、软土地区工程地质勘察规范JGJ 83-913、公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-20074、铁路桥涵设计基本规范TB 10002.1-995、中铁大桥勘测设计院有限公司提供的宁波市轨道交通1号线二期工程施工图设计6、浙江省工程勘察院提供的岩土工程勘察报告7、参考文献：刘建航 侯学渊基坑工程设计手册中国建筑工业出版社李克钏，罗书学.基础工程.北京：中国铁道出版社1.2计算说明该标段内承台开挖直接涉及到杂填土，粘土，淤泥质粘土。基坑底面主要位于淤泥质粘土中。表层填土结构松散，富水性和透水性较好；粘土强度略高，土层渗透性较差；下部的灰色淤泥质粘土天然含水量大，透水性弱，抗剪强度很低，土层开挖后稳定性差。由地质情况及场地环境条件可见，基坑需采取支护措施。标段内承台开挖深度最大为6.5m，G21#墩土质较差，开挖深度为6.5m，施工难度较大，为最不利受力条件，本计算书以G21#墩为计算模型。第二章工程地质及相关参数2.1工程地质及相关参数基坑所处土层为淤泥质粉质粘土，相关参数如下：=17.6KN/m3，c=15.0KPa，=8.9。根据现场地形复测及下部结构施工蓝图，以G21墩为例进行基坑开挖深度在6.5m内的钢板桩围堰计算，G21墩承台尺寸为12m*12m*3m，基坑开挖深度h=6.5m，钢板桩长度H=12m。第一道内支撑距钢板桩顶面距离为0.5m，第二道内支撑距钢板桩顶面距离为3m。钢板桩采用拉森钢板桩，钢板桩采用有效幅宽W=400mm，有效高度170mm，t=15.5mm，壁宽每m：A=242.5cm2，Wx=2270cm3，Ix=38600cm4，圈梁采用H4004001321型钢，相关参数为：A=214.54cm2，Wx=3268.07cm3，Ix=65361.58m4，ix=17.45cm， =200MPa；内支撑采用32a，相关参数为：A=48.7cm2，Wx=474.879cm3，Ix=7598.06cm4，ix=12.49cm，Wy=46.473cm3，Iy=304.789cm4，iy=2.502cm，Iy1=552.31cm4，=200MPa；由于Ka=tan2(45-2)，所以Ka=0.732；Kp=tan2(45+2)，所以Kp=1.36。2.2示意图钢板桩受力示意图土压力示意图第三章钢板桩及围檩验算3.1钢板桩验算取单位宽度计算qKa=50.732=3.66KPa，hKa=17.66.50.732=83.74KN/m，2cKa=215.00.732=25.67KN/m，2cKp=215.01.36=34.9KN/m，K=1.2-0.325=1.188，KKpH=17.61.1881.3612=338.93KN/m根据等值梁计算法，可近似的认为土压力为零的点即为弯矩为零的位置。设距离基坑开挖底面向下y处土压力为零即2cKP+KKpy=qKa+Kah+y-2cKa由此可得y=Kah-2cKa+qKa-2cKpKKP-Ka=1.73m。所以，距离钢板桩顶部8.23m处弯矩为零。因此，我们可以建立如下的力学模型：该模型为两跨连续梁，为超静定结构。通过SM SOLVER计算软件可求得该结构的弯矩图如下（单位：KNm）：剪力图如下（单位：KN）：由此可得钢板桩Mmax=47.79KNm，Qmax=57.01KN,max=MmaxWy=47.79103227010-6=20.6MPa，钢板桩满足要求，内圈梁1荷载为R1=11.74KN/m，内圈梁2荷载为R2=82.67KN/m，P0=23.62KN, x=6PoKKp-Ka+2cKp=1.7mt0=x+y=1.7+1.73=3.43m,1.2t0=4.12mt=5.5m，则钢板桩长度12m满足要求。3.2围檩验算3.2.1第一道围檩验算第一道围檩为三跨连续梁，采用H400*400型钢，所受均布荷载为q=11.74KN/m，计算模型如下：由SM SOLVER计算软件可得其弯矩图为：剪力图为：所以Mmax=58.57KNm，Qmax=49.31KN,R0=86.66KNmax=MmaxWx=58.57103326810-6=17.4MPamax=QmaxSIt=1.2MPa所以，满足要求。内支撑采用槽钢232a, 计算长度L=4m，轴向力N=122.54KNi=IA=7.0cm，=L/i=57，=0.822，则内支撑轴向正应力:max=N/A=122.541030.82248.7210-4=15.3MPa，内支撑满足要求。3.2.2第二道围檩验算第二道圈梁为五跨连续梁，所受均布荷载为82.67 KN/m，圈梁采用H400400，计算模型如下：由SM SOLVER计算软件可得其弯矩图为：剪力图为下图所示：由此可得，Mmax=68.22KNm，Qmax=140.1KNmax=MmaxWx=68.22103326810-6=20.9MPamax=QmaxSIt=3.5MPa所以符合要求。R0、R0内支撑分别采用槽钢232a, 以R2进行计算，计算长度L=8m，轴向力N=261.93KNi=IA=7.0cm，=L/i=114，=0.465，则内支撑轴向正应力max=N/A=261.931030.46548.7210-4=57.8MPa1.2，故基坑不会发生隆起。3.3.2抗管涌计算对于临河墩位钢板桩施工，钢板