深基坑计算书.doc

浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 1 目目 录录 1 计算依据 计算依据 2 2 工程概况 工程概况 2 3 地质情况 地质情况 2 4 设计施工方案概述 设计施工方案概述 3 5 围护结构计算 围护结构计算 5 5 1 设计计算参数设计计算参数 5 5 1 1 材料设计指标 5 5 1 2 内支撑支撑刚度 5 5 1 3 内支撑材料抗力 5 5 1 4 设计安全等级 6 5 2 9 91m 深大基坑围护结构设计分析深大基坑围护结构设计分析 6 5 2 1 设计荷载计算 6 5 2 2 开挖过程结构分析 6 5 2 2 1 排水开挖单元计算分析结果 6 工况 一 基坑开至 9 91m 6 工况 二 浇筑封底混凝土拆除第三层临时支撑 21 5 2 2 2 注水开挖单元计算分析结果 23 工况 一 基坑开挖至 8 5m 23 工况 二 带水开挖 8 5m 9 91m 保持基坑内水位标高 13 06m 以上 25 工况 三 水下混凝土封底后抽水至基坑底 26 5 2 2 3 C25 封底混凝土计算 26 5 2 3 支撑体系设计计算 28 5 2 3 1 建立力学受力模型 31 5 2 3 2 弯曲应力分析 32 5 2 3 3 变形分析 33 5 2 3 4 剪应力分析 35 5 2 3 5 支撑稳定性验算 36 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 2 1 计算依据 计算依据 1 1 蚌埠至固镇公路改造工程 1 2 建筑施工计算手册 1 3 钢结构设计规范 GB500017 2003 1 4 理正深基坑软件说明书 1 5 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 1 6 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 99 1 7 建筑基坑工程技术规范 YB9258 97 1 8 理正深基坑 6 01 软件 Midas Civil 软件 2 工程概况 工程概况 蚌固公路南起 G36 宁洛高速公路与 S101 交叉处 蚌埠北互通立交处 下穿京沪铁路及 G36 宁洛高 速公路后 向北顺原 S101 进行布线 跨北淝河 经曹老集后 在磨盘张北偏离老路改走新线 下穿京沪 高铁后 跨怀洪新河 沿固镇经济开发区东布线 在大门东处跨浍河 经固镇县城东 宋店 在十二里庙 子南下穿京沪高铁后 经董庄 核树 终于任桥镇南 顺接上原 S101 全长 53 0 公里 本标段为蚌埠至固镇公路改造工程路基工程 LJ 03 标段 起讫桩号 K29 000 0 K36 600 0 全长 7 6 公里 浍河大桥为跨浍河而设计 浍河为 IV 级航道 通航衔接尺寸为底宽 90m 顶宽 81m 侧高 5m 十 年一遇最高通航水位 18 23m 百年一遇设计水位 19 4m 浍河大桥起讫里程 K30 607 K31 583 全长 976 米 全桥共 7 联 4 30 5 30 60 100 60 4 30 4 30 4 30 4 30m 引桥上部结构采用预应力砼小箱梁 先简支后连续 下部结构采用柱式墩 柱式台 墩台采用桩基础 主桥上部结构采用变截面预应力砼连续梁 下部结构采用圆端形实体墩 承台 群桩基础 根据现场施工技术调查 桥位处水域宽约 230m 主航道水深约 5m 连续梁 P10 P11 主墩分别位于 浍河主航道南北两侧 P10 墩位处水深 1 1m 1 4m 承台边距主航道约 12m P11 墩位处水深 2 2 3 1m P8 P9 墩位处水深 0 35m P7 墩位于水岸交接处 南岸水中墩位处河床较平坦 局部有少许 淤泥或无淤泥 北岸 P11 墩位处距主航道较近 河床坡度较大 淤泥深 0 8m 左右 3 地质情况 地质情况 根据工程地质勘测报告 桩基的地质情况如下表 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 素填土 3 0518 88 838 0017 40 2 淤泥质土 8 0017 87 021 009 10 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 3 3 粉砂 5 4019 79 7 4 粘性土 5 7019 79 7 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 130 033 0014 40 分算m法 8 12 220 016 206 10 分算m法 2 85 310 00 0029 60 分算m法 2 38 475 060 3010 40 合算m法 4 12 4 设计施工方案概述 设计施工方案概述 根据各水中墩的基坑开挖深度及桥位处地质水文情况 水中墩 P10 P11 墩基坑均采用 NSP w 型钢 板桩支护 P10 P11 墩围堰平面尺寸 25 3m 13 1m 基坑开挖深度 10 4m 采用 18mNSP w 钢板桩及 两层围囹及内支撑 围囹采用 HW400 400mm 型钢 600 600 16mm 箱型梁 对口撑采用 600 600 16mm 箱型梁 角撑采用 609 16mm 圆管 钢板桩围堰具体尺寸详见附图 第 一层围囹 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 4 第二层围囹 图 4 1 P10 P11 墩钢板桩围堰平面示意图 图 4 2 P10 P11 墩钢板桩围堰断面示意图 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 5 5 围护结构计算 围护结构计算 5 1 设计计算参数设计计算参数 5 1 1 材料设计指标材料设计指标 围囹及内支撑力学特性指标 钢材设计强度值 N mm2 钢材 序号材料名称 抗拉 抗压 抗弯抗剪承压 1Q23514585325 2焊接用热压延钢板桩 JIS A 5523 SYW295 295 说明 设计按容许应力法取值 5 1 2 内支撑支撑刚度内支撑支撑刚度 P10 P11 墩墩 内支撑体系中 上层围囹采用 HW400 400mm 二层围囹采用 600 600 16mm 箱型梁 对口撑采 用 600 600 16mm 箱型梁 斜撑采用 609 16mm 圆管 计算内支撑刚度取最长自由长度 则 第一层内支撑刚度 m 172610 4 6 298071006 2 9 022 6 5 1 MN L EA KT 第二层内支撑刚度 m 193910 7 5 298071006 2 9 022 6 5 2 MN L EA KT 式中 1T k 为支撑结构刚度系数 a为支撑松弛系数 取 0 8 1 E 为弹性模量 N mm2 A 为支撑断面 积 mm2 L 为杆件受压计算长度 m 5 1 3 内支撑材料抗力内支撑材料抗力 609 16mm 圆管 KNAT388910145298079 01f 3 y1 HW400 400mm 型钢 KNAT279910145214549 01f 3 y2 600 600 16mm 箱型梁 KNAT487710145373769 01f 3 y3 T 为支撑材料抗力 kN A 为支撑断面积 mm2 fy 为抗压强度设计值 N mm2 为与长细比有关调整 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 6 系数 为工程形式有关的调整系数 通常对称支撑取 1 0 5 1 4 设计安全等级设计安全等级 基坑为二级基坑 安全系数为 1 0 5 2 9 91m 深大基坑围护结构设计分析深大基坑围护结构设计分析 支护结构和支撑体系变形与内力采用理正深基坑支护结构设计软件整体计算进行分析 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设计进行分析 利用单元 计算的支撑反力作为荷载施加于围囹上 对支撑体系承载力验算采用 Midas Civil 进行分析 5 2 1 设计荷载计算设计荷载计算 按安徽省 建筑基坑工程技术规程 DB33 T1008 2000 规定 无建筑的基坑周边地面应考虑 20kPa 的超载 5 2 2 开挖过程结构分析开挖过程结构分析 采用理正深基坑支护结构设计软件 6 01 版进行分析 在进行基坑设计时 如果因地质断面差异变化大 钢板桩底部未完全伸入粘土层 未出在进行基坑设计时 如果因地质断面差异变化大 钢板桩底部未完全伸入粘土层 未出 现出现基底涌水时 排水开挖至坑底 若出现基坑涌水时 将暂停排水开挖 进行基坑注水现出现基底涌水时 排水开挖至坑底 若出现基坑涌水时 将暂停排水开挖 进行基坑注水 后采用高压水枪配合吸泥机进行清淤 取消第三道临时支撑 水下封底砼 相应地 基坑支后采用高压水枪配合吸泥机进行清淤 取消第三道临时支撑 水下封底砼 相应地 基坑支 护结构按取消第三道临时支撑 带水开挖进行验算 具体步骤如下 护结构按取消第三道临时支撑 带水开挖进行验算 具体步骤如下 1 在保持 在保持 18m 钢板桩长度不变的前提下 考虑基坑底砂性土影响 计算出满足抗渗钢板桩长度不变的前提下 考虑基坑底砂性土影响 计算出满足抗渗 透稳定条件的钢板桩嵌固深度 以及对应的基坑无水开挖深度 透稳定条件的钢板桩嵌固深度 以及对应的基坑无水开挖深度 2 计算出继续进行基坑带 计算出继续进行基坑带 水开挖时基坑内的需保持的水面高度 在计算时需考虑以下两件条件 水开挖时基坑内的需保持的水面高度 在计算时需考虑以下两件条件 平衡基底土层抗渗平衡基底土层抗渗 透稳定条件的影响 透稳定条件的影响 开挖至基底时 第二层支撑以下钢板桩的应力要求 开挖至基底时 第二层支撑以下钢板桩的应力要求 3 封底达到规 封底达到规 定强度后抽水 封底砼按基底加固土考虑 再计算此时的基坑受力情况 定强度后抽水 封底砼按基底加固土考虑 再计算此时的基坑受力情况 经试算 如果存在基底涌水 满足钢板桩锚固深度的排水开挖深度不大于经试算 如果存在基底涌水 满足钢板桩锚固深度的排水开挖深度不大于 8 5m 综合上述因素 分为综合上述因素 分为排水开挖排水开挖与与注水开挖注水开挖两种单元分析 两种单元分析 排水开挖分两个工况进行验算 排水开挖分两个工况进行验算 工况 一 基坑直接排水开挖至工况 一 基坑直接排水开挖至 9 91m 处 处 工况 二 浇筑封底混凝土拆除第三层临时支撑 工况 二 浇筑封底混凝土拆除第三层临时支撑 注水开挖经试算后分三种工况进行验算 注水开挖经试算后分三种工况进行验算 工况 一 基坑直接排水开挖至工况 一 基坑直接排水开挖至 8 5m 处 处 工况 二 基坑注水至标高工况 二 基坑注水至标高 13 06m 位置处 水下吸泥开挖至位置处 水下吸泥开挖至 9 91m 基底标高 基底标高 5 56m 工况 三 等封底混凝土达到设计强度达到工况 三 等封底混凝土达到设计强度达到 75 后 基坑抽水至基坑底后 基坑抽水至基坑底 5 2 2 1 排水开挖单元计算分析结果排水开挖单元计算分析结果 工况 一 基坑开至工况 一 基坑开至 9 91m 支护方案 连续墙支护 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 7 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 0 1 00 基坑深度H m 9 910 嵌固深度 m 8 090 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 225 50 每延米板桩壁惯性矩 I cm4 56700 00 每延米板桩抗弯模量 W cm3 2700 00 有无冠梁无 放坡级数 0 超载个数 2 支护结构上的水平集中力 0 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 8 超载信息 超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度 序号 kPa kN m m m m m 120 0000 0005 0000 000 235 0000 0003 0001 000 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 倾覆稳定 整体稳定 土层信息 土层数 4 坑内加固土 否 内侧降水最终深度 m 9 910 外侧水位深度 m 1 000 内侧水位是否随开挖过程变化是内侧水位距开挖面距离 m 0 000 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 素填土 2 8518 88 838 0017 40 2 淤泥质土 8 2017 87 821 009 10 3 粉砂 5 4019 79 7 4 粘性土 5 7019 79 7 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 130 033 0014 40 分算m法 8 12 220 016 206 10 分算m法 2 85 310 00 0029 60 分算m法 2 38 475 060 3010 40 合算m法 4 12 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 9 支锚信息 支锚道数 3 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 4 5000 500 2 内撑 4 5004 200 3 内撑 5 8003 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 001726 00 2 3889 001 00 20 001939 00 4 3889 001 00 30 001416 00 6 3889 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 素填土分算 1 0001 0001 00010000 000 2 淤泥质土分算 1 0001 0001 00010000 000 3 粉砂分算 1 0001 0001 00010000 000 4 粘性土合算 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 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 10 2 加撑 1 内撑 3 开挖 5 200 4 加撑 2 内撑 5 开挖 8 700 6 加撑 3 内撑 7 开挖 9 910 设计结果 结构计算 各工况 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 11 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 12 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 13 内力位移包络图 地表沉降图 整体稳定验算 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 14 计算方法 瑞典条分法 应力状态 总应力法 条分法中的土条宽度 0 40m 滑裂面数据 整体稳定安全系数 Ks 3 033 圆弧半径 m R 18 250 圆心坐标X m X 2 638 圆心坐标Y m Y 7 139 抗倾覆稳定性验算 抗倾覆安全系数 K s M p M a 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 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 15 工况1 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 0 000 2 内撑 0 000 3 内撑 0 000 K s 26680 157 0 000 8761 290 Ks 3 045 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 864 222 2 内撑 0 000 3 内撑 0 000 K s 26680 157 15123 889 8761 290 Ks 4 771 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 864 222 2 内撑 0 000 3 内撑 0 000 K s 11952 537 15123 889 10647 204 Ks 2 543 1 200 满足规范要求 工况4 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 864 222 2 内撑 864 222 3 内撑 0 000 K s 11952 537 26618 045 10647 204 Ks 3 622 1 200 满足规范要求 工况5 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 864 222 2 内撑 864 222 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 16 3 内撑 0 000 K s 5224 221 26618 045 11695 343 Ks 2 722 1 200 满足规范要求 工况6 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 864 222 2 内撑 864 222 3 内撑 670 517 K s 5224 221 33189 114 11695 343 Ks 3 284 1 200 满足规范要求 工况7 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 864 222 2 内撑 864 222 3 内撑 670 517 K s 3564 485 33189 114 11891 221 Ks 3 090 1 200 满足规范要求 安全系数最小的工况号 工况3 最小安全Ks 2 543 1 200 满足规范要求 抗隆起验算 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 17 Prandtl 普朗德尔 公式 Ks 1 1 1 2 注 安全系数取自 建筑基坑工程技术规范 YB 9258 97 冶 金部 K s DN q cN c HDq N q tan 45 o 2 2 e tan N c N q 1 1 tan N q tan 45 10 400 2 2 e 3 142tan 10 400 2 564 N c 2 5641 1 tan 10 400 8 522 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 18 K s 19 4328 0902 564 60 3008 522 18 692 9 9108 09031 675 Ks 2 490 1 1 满足规范要求 Terzaghi 太沙基 公式 Ks 1 15 1 25 注 安全系数取自 建筑基坑工程技术规范 YB 9258 97 冶金部 K s DN q cN c HDq N q 1 2 e 3 4 2 tan cos 45 o 2 2 N c N q 1 1 tan N q 1 2 e 3 4 3 142 10 400 2 tan 10 400 cos 45 10 400 2 2 2 803 N c 2 8031 1 tan 10 400 9 823 K S 19 4328 0902 803 60 3009 823 18 692 9 9108 09031 675 Ks 2 806 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 875 3 1 6 n i1 ihi q125 D H 0 5 6 37 c 0 04 tan 0 54 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 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 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 19 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 875 3 1 6 179 231 7 125 8 1 9 9 0 5 6 3718 760 3 0 04 tan 10 40 0 54 64 mm 抗管涌验算 抗管涌稳定安全系数 K 1 5 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 20 1 5 0h w h 2D 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 2 656 1 5 满足规范要求 承压水验算 K y 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 突涌 稳定性安全系数 规范要求取大于1 050 Ky 37 23 30 00 1 24 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 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 21 抗渗嵌固系数 1 200 整体稳定分项系数 1 300 圆弧滑动简单条分法嵌固系数 1 100 嵌固深度考虑支撑作用 嵌固深度计算过程 按 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度 圆心 4 910 7 187 半径 12 217m 对应的安全系数Ks 1 384 1 300 嵌固深度计算值 h0 4 000m 嵌固深度设计值 hd h0 1 100 4 000 4 400m 嵌固深度采用值 ld 8 090m 工况 二 浇筑封底混凝土拆除第三层临时支撑工况 二 浇筑封底混凝土拆除第三层临时支撑 支护方案 连续墙支护 加固土参数 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 22 土类名称宽度层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 m m kN m3 kN m3 kPa 度 人工加固土 5 01 00022 00012 000650 00040 000 土类名称粘聚力内摩擦角计算方法 m C K值抗剪强度 水下 kPa 水下 度 kPa 人工加固土 650 00040 000 m法 93 00050 00 支锚信息 支锚道数 2 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 4 5000 500 2 内撑 4 5004 200 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 001726 00 2 3889 001 00 20 001939 00 4 3889 001 00 结构计算 内力位移包络图 抗倾覆稳定性验算 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 23 抗倾覆安全系数 K s M p M a 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5 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 864 222 2 内撑 864 222 K s 29165 839 26618 045 11731 494 Ks 4 755 1 200 满足规范要求 5 2 2 2 注水开挖单元计算分析结果注水开挖单元计算分析结果 工况 一 基坑开挖至工况 一 基坑开挖至 8 5m 支护方案 连续墙支护 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 24 结构计算 内力位移包络图 嵌固深度计算 嵌固深度计算参数 抗渗嵌固系数 1 200 整体稳定分项系数 1 300 圆弧滑动简单条分法嵌固系数 1 100 嵌固深度考虑支撑作用 嵌固深度计算过程 按 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度 圆心 4 280 5 744 半径 10 643m 对应的安全系数Ks 1 361 1 300 嵌固深度计算值 h0 4 000m 嵌固深度设计值 hd h0 1 100 4 000 4 400m 嵌固深度采用值嵌固深度采用值 l ld d 9 300m9 300m 4 400m4 400m 满足要求 满足要求 渗透稳定条件验算 依据 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99 当基坑底为碎石土及砂土 基坑内排水且作用有渗透水压力时 侧向截水的排桩 地下连续墙嵌固深度设计值尚应满足抗渗透稳定条件 hd K 0 h hw 按规范K 1 2 交互值K 1 20 嵌固深度计算值为 嵌固深度计算值为 9m9m 9 500m9 500m 满足要求 满足要求 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 25 工况 二 带水开挖工况 二 带水开挖 8 5m 9 91m 保持基坑内水位标高 保持基坑内水位标高 13 06m 以上 以上 设计结果 在进行基坑在进行基坑8 7m8 7m 9 91m9 91m深度范围开挖时 由于第一 二层内支撑已施工完 故仅对带水深度范围开挖时 由于第一 二层内支撑已施工完 故仅对带水 作业工况下开挖至基底 作业工况下开挖至基底 5 56m 5 56m 时的钢板桩及两层内支撑体系进行受力分析 时的钢板桩及两层内支撑体系进行受力分析 结构计算 内力位移包络图 嵌固深度计算 嵌固深度计算参数 抗渗嵌固系数 1 200 整体稳定分项系数 1 300 圆弧滑动简单条分法嵌固系数 1 100 嵌固深度考虑支撑作用 嵌固深度计算过程 按 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度 圆心 2 739 7 631 半径 10 978m 对应的安全系数Ks 1 424 1 300 嵌固深度计算值 h0 3 000m 嵌固深度设计值 hd h0 1 100 3 000 3 300m 嵌固深度采用值嵌固深度采用值 l ld d 8 09 3 300 8 09 3 300 满足要求满足要求 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 26 渗透稳定条件验算 依据 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99 当基坑底为碎石土及砂土 基坑内排水且作用有渗透水压力时 侧向截水的排桩 地下连续墙嵌固深度设计值尚应满足抗渗透稳定条件 hd K 0 h hw 本基坑实行注水7 5m开挖折算深度为2 41m 按规范K 1 2 交互值K 1 20 嵌固深度计算值为 嵌固深度计算值为 1 692m 8 09m1 692m 8 09m 满足要求 满足要求 工况 三 水下混凝土封底后抽水至基坑底工况 三 水下混凝土封底后抽水至基坑底 工况同排水开挖浇筑封底混凝土拆除第三道临时支撑工况 计算书 略 5 2 2 3 C25 封底混凝土计算封底混凝土计算 1 荷载计算 水下封底混凝土承受的荷载按施工中最不利的情况考虑 即在围堰封底以后 围堰内的水被排干 封 底素混凝土将受到可能产生的向上水压力的作用 现以此荷载 即为水头高度减去封底混凝土的重量 作 为计算值 采用 1m 厚 C25 混凝土封底 水面至承台底的高度 h 14 47 6 062 8 408m 混凝土主要受静水压力及 自重作用 封底混凝土底面压强为 P gh 94 08KN 2 材料力学性能参数及指标 a1055 2 4 MPE a25fcMP a375 2 a25095 0 f095 0 c MPMP 3 力学模型 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 27 4 承载力计算 剪应力图 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 28 变形量图 有上图可得 合格 MPaMP375 2 a17 0 max 合格 mmfmmf6 400 2400 01 0 max 5 围堰的抗浮稳定性计算 围堰封底后 整个围堰受到被排水的向上浮力作用 应验算其抗浮系数 K 采用公式 K G F 1 式中 封底混凝土受力 G 混凝土自重 混凝土与围堰及钢护筒间的粘结力 F 为箱底浮力 混凝土自重KNG7086241818 0 1 3 25 1 13 2 x 砼 钻孔桩与封底砼之间的粘聚力根据以往施工经验一般为 0 4 0 5MPa 出于偏安全考虑 本工程以 0 3MPa 计 混凝土与围堰粘聚力不计 总粘聚力KNF30372015 0 11210103 01816 1 336 粘聚力 箱底浮力 KNF31181 3 25 1 13408 9 10101 3 浮 稳定性满足要求 KNFKNGG3118137458 浮粘聚力砼 5 2 3 支撑体系设计计算支撑体系设计计算 对于钢结构的围囹 内支撑和钢板桩进行承载力验算 对支撑体系承载力验算采用 Midas Civil 进行分 析 内支撑体系中 第一层围囹采用 HW400 400MM 第二层围囹采用 600 600 16mm 箱型梁 对口 撑采用 600 600 16mm 箱型梁 斜撑采用 609 16mm 圆管 由单元计算控制工况由单元计算控制工况排水开挖至坑底 封底混凝土封底拆除第三道临时支撑 注水开挖一 二 三工排水开挖至坑底 封底混凝土封底拆除第三道临时支撑 注水开挖一 二 三工 况所有况所有包络图 见下图 可知包络图 见下图 可知 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 29 一 排水开挖 二 注水开挖 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 30 1 由上图可知钢板桩的最大弯矩为 336 44KM m 则钢板桩的弯矩应力为 合格a295 a 6 124 7 2 44 336 max MPMP 2 围囹内支撑 钢板桩围堰施加到第一层围囹的荷载为 KN 9 99 5 4 44 449 q1 钢板桩围堰施加到第二层围囹的荷载为 KN 8 407 5 4 08 1835 q2 钢板桩围堰施加到第三层围囹的荷载为 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 31 KN 4 261 8 5 81 1515 q3 根据第一层 第二层 第三层围囹所受到的荷载以及围囹本身结构对比分析 需对控制工况的各层围 囹进行详细的分析 对各层围囹支撑进行长细比验算 5 2 3 1 建立力学受力模型建立力学受力模型 第一层围囹受力模型 第二层围囹受力模型 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 32 第三层围囹受力模型 5 2 3 2 弯曲应力分析弯曲应力分析 经 midas 计算知 弯曲应力图如下 第一层弯曲应力图 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 33 第二层弯曲应力图 第三层弯曲应力图 由以上弯曲应力图可知 MPaMP145 a 8 70 max MPaMP145 a32 125 max 满足要求 MPaMP145 a26 132 max 5 2 3 3 变形分析变形分析 经