某市污水处理厂工程基坑钢板桩支护施工方案

XX市污水处理厂配套截污干管工程市污水处理厂配套截污干管工程 基坑钢板桩支护施工方案基坑钢板桩支护施工方案 编编 制：制： 审审 核：核： 编制单位：编制单位： 编制时间：编制时间： 1 目目 录录 一、工程概况.1 二、工程简介.1 三、主要工程量.1 四、编制依据.2 五 工程地质、水文地质情况.3 六 基坑支护结构类型及结构设计.4 七 基坑支护结构的主要技术参数及技术要求.5 八 主要施工步骤.7 钢板桩支护 LS型规范计算书(参见 Zd 型断面).12 钢板桩支护 LS型规范计算书(参见 Zc 型断面) .28 钢板桩支护 LS型规范计算书(参见 Zb 型断面).44 钢板桩支护 LS型规范计算书(参见 Ze 型断面) .54 九 基坑监测的内容及要求.63 十 基坑验收.64 十一 施工注意事项及要求.64 十二 其它各项措施参照总施工方案.65 附录：沟槽开挖基坑支护断面图：.66 1 基坑钢板桩支护方案基坑钢板桩支护方案 一、一、工程概况工程概况 工程名称：XX 市污水处理厂配套截污干管工程。 建设单位： 设计单位：XXXX 设计研究院。 施工单位： 质量标准：达到国家或行业质量检验评定的合格标准。 工期要求：计划开工日期为: 计划竣工日期为: 总工期为: 二、工程简介二、工程简介 XX 市污水处理厂配套截污干管工程位于 XX 镇，工程规模为截污主干管管线总 长约 8.68Km，管径 DN300mm1000mm，管道埋深为 2.58.6m，提升泵站 1 座， 截流井 25 座，检查井约 173 座，顶管工作井约 20 座，接收井约 12 座；采用 放坡开挖、支护开挖和顶管施工三种施工方法。 三、主要工程量三、主要工程量 基坑深度3-4米的管段，拉森钢板桩采用LS型，桩长9米，围檩采用 H300*300*11*19型钢，横撑采用H300*300*11*19型钢。 基坑深度4-6米，拉森钢板桩采用LS型LS型，根据沿线地层，桩长用9 2 米、12米、15米，围檩采用H300*300*11*19型钢，横撑采用H300*300*11*19型 钢。 基坑深度6-8米，拉森钢板桩采用LS型LS型，桩长用9米、12米、15米、 18米，围檩采用H300*300*11*19型钢，横撑采用H300*300*11*19型钢。 四、编制依据四、编制依据 1 施工图纸 表表3-1 图纸名称图 纸 内 容工 程 号出图日期设计单位 XX市污水处理 厂截污干管工 程 管网工程 提升泵房 基坑支护 2004-12122006-04设计研究院 2 主要规范、规程 表表3-2 序号规范、规程名称发布日期施行日期规范、规程编号 1 地基与基础工程施工质 量验收规范 200241200271GB50202-2002 2 建筑工程施工质量验收 统一标准 2001720200211GB50300-2001 3 建筑机械使用安全技术 规程 20017202001111JGJ33-2001 3 3 施工组织设计： 经施工单位技术负责人签字确认，监理工程师审核批准的施工组织设计。 五五 工程地质、水文地质情况工程地质、水文地质情况 1、地质条件 根据钻探揭露，在勘探深度内，场地内的地层成因可分为人工填土、第四系海 积层、第四系冲积层。 人工填土层：由扰动的砂质粘性土、粉质粘土混碎石、粗砾砂组成，在沿线 道路上则上覆30厚混凝土路面。该层沿线均有分布，层厚一般3-5m。 第四系海积层：淤泥，该层沿线均有分布，厚度较大，层厚一般5-8m. 第四系冲洪积层：分粉质粘土、粗砾砂，埋深较大。 2、水文条件 拟建场地地下管线的场地内地下水主要为第四系孔隙潜水以及下伏基岩裂隙水。 第四系孔隙潜水主要赋存于粗砾砂层中，为强透水含水层，其含水量较丰富， 其余各层均为弱透水层或相对隔水层；地下水补给来源主要为大气降水和侧向 等径流补给，沿线临近太平水道，也接受河涌的垂向补给，总体而言，大部分 地段地下水丰富。 3、根据地质勘察报告，该场地未发现有岩溶、滑坡、崩裂、泥石流、短裂构 造等影响建筑物稳定性的不良现象，场地以及地基较稳定，除局部存在的软弱 土层和埋深较大的管段地下水的影响外，场地稳定性较好，截污干管荷载较小， 场地适宜作管道埋设。 4 六六 基坑支护结构类型及结构设计基坑支护结构类型及结构设计 本工程采用 85 国家高程基准系统，管道埋深为 2.50-8.60 米，为满足基坑支护 稳定及变形的需要，对软土层较厚的地段先采用水泥搅拌桩对软弱土层进行改 良加固后，再进行管槽的基坑支护施工。基坑支护采用拉森钢板桩作为围护体 系，型钢作为内支撑体系。 1、基坑支护结构设计原则 （1）遵循动态设计与信息化施工相结合的方法进行。基坑支护工程施工 过程中应加强现场监测，根据现场监测反馈的住处及时进行分析，达到动态设 计和信息化施工的目的。 （2）保证围护结构自身的稳定性，有效地控制变形，保证基坑安全。并 确保基坑四周构筑物的安全使用。 （3）合理地确定基坑范围，采用常规的基坑支护方法，从工期、材料、 设备等方面保证工程经济的合理性。 （4）合理地布置水平支撑，尽量地满足机械化施工的需求，以缩短工期。 2、基坑支护结构设计 （1）本工程采用拉森钢板桩作为基坑围护体系。钢板桩为拉森、 型，桩长约为 9-15 米。 （2）基坑内侧由上至下共设置 1-2 层围檩及内支撑，围檩采用热轧宽翼缘 H 型钢，内支撑采用无缝钢管。 （3）在基坑顶部适当位置用砌块砌筑排水沟，用以拦截地表水，并排出 5 场外，基坑底部沿支护桩侧用砌块砌筑临时排水沟，基坑底部各拐角点设置集 水井，用以排除基坑内积水。 七七 基坑支护结构的主要技术参数及技术要求基坑支护结构的主要技术参数及技术要求 1、钢板桩 （1）板材： a、钢板桩选用拉森型，每延米的截面抗弯模量不小于 1600cm3/m。 b、进场钢板桩需进行外观检验及桩身缺陷矫正。 c、施打前板桩咬口处宜涂抹黄油以保证施打的顺利和提高防水效果。 （2）施打： a、宜选择对周围影响较小的振动锤施打。 b、为保证板桩的垂直度及咬口闭合，选用屏风式打入法。 c、为保证转角处咬口的闭合可通过轴线或板桩块数来调整。 （3）拔出： a、宜选用振动锤进行拔桩。 b、为防止拔桩后地面沉降及对其它构筑物的影响，应及时回填。 2、支撑体系： （1）本工程围檩、支撑体系均采用型钢，各构件型号及主要技术参数详 见施工图纸。 （2）塑钢均采用 Q235-B 级。 （3）构件的连接： 6 a、支撑体系的节点均采用平接方式进行焊接。所有节点内角处还应加设 水平长度为 300-500mm。 b、构件连接处采用接触边满焊，焊缝高度不小于 8mm。 c、在围檩与支撑连接处的腹板上加焊厚度为 10mm 的肋板，以增强腹板 的稳定性及抗扭刚度。 （4）为使围檩与板桩之间接触紧密，传力均匀，水平支撑杆件设置时应 在相应部位对围檩施加预加应力。 （5）为保证水平支撑体系的安装精度及施工便利，基坑开挖至支撑高度 后，应在板桩相应部位设置钢牛腿，围檩及支撑构件安装就位及校核高程后方 可进行构件节点的连接，钢牛腿的尺寸及型号详见施工图纸。 （6）钢制构件的施工及安装应有严格的质量检验措施，质量检验应符合 钢结构工程施工质量验收规范 （GB50205-2001）的规定。 3、深层水泥搅拌桩 （1）软基处理范围： 管道基础及其两侧的软土地基 （2）施工工序： 、搅拌桩施工完成并经检验合格后，凿除桩头至设计标高。 、桩顶做管道基础垫层。 （3）水泥搅拌桩设计参数 a、设计桩径为 550mm。 b、设计桩长为穿透淤泥层进入下卧砂层或粘土层不小于 1.0m。 7 c、水泥搅拌桩的水泥掺入量应从现场取土根据设计要求的立方体抗压强度进 行试配确定，一般应控制在 17%左右，水泥宜选用 32.5 号普通硅酸盐水泥。 d、施工时水泥搅拌桩的实际桩顶标高应高出设计值 500mm，管道施工前应将 上部质量较差的桩头挖掉。 e、水泥搅拌桩桩顶设置 30cm 厚级配碎石砂垫层，碎石最大粒径不大于 3cm， 垫层应分层，均匀铺填并碾压密实，压实系数不小于 0.95。 f、工程桩施工前应打设试验桩，以取得合适的施工技术参数及配合比试验的验 证，试验桩数不少于 3 根。 4、质量检验 （1）成桩 3d 内，采用轻型动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性，检查数 量为总桩数的 1%。 （2）成桩 4d 后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆面以下 0.5m） ，目测搅 拌的均匀性，量测成桩直径，检查量为总桩数的 5%。 （3）成桩 28d 后，应进行复合地基及单桩承载能力荷载试验，检验数量为总 桩数的 0.5%，复合地基载荷试验不少于 3 块，地点待定。 （4）经触探和荷载试验检验后对桩身质量有怀疑，应在成桩 28 天后，用双管 单动取样器取芯样做抗压强度检验，检验数量为施工总桩数的 0.5%。 八八 主要施工步骤主要施工步骤 1、 钢板桩施工流程 钢板桩的打设虽然在基坑开挖前已完成，但整个板桩支护结构需要等地下 结构施工完成后，在许可的条件下将板桩拔除才算完全结束。因此，对于钢板 8 桩的施工应考虑打设、挖土、支撑、地下结构施工、支撑拆除及板桩的拔除。 2、 钢板桩吊运及堆放 装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，注 意保护锁口免受损伤。钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地 基土进行压实处理。在堆放时要注意： （1）堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便。 （2）钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放，并在堆放处设 置标牌说明。 （3）钢板桩应分别堆放，每层堆放数量一般不超过 5 根，各层间要垫枕 木，垫木间距一般为 34m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高 9 度不宜超过 2m。 3、钢板桩的打设 （1）打桩围檩支架（导向架）的设置。为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打 板墙墙面的平整度，在钢板桩打入时应设置打桩围檩支架，围檩支架由围檩及 围檩桩组成。 打桩围檩支架 (a) 平面布置 (b) 剖面 1，围檩桩；2，围檩；3，钢板桩；4，连接板 围檩采用双面布置形式，双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大 810mm，如果对钢板桩打设要求较高，可沿高度上布置双层或多层，这样对 钢板桩打入时导向效果更佳。下层围檩可设在离地面约 500mm 处。围檩支架 采用 H 型钢，围檩桩入土深度 6m，间距 0.5m。围檩与围檩桩之间用连接板 （可用槽钢，如20）焊接。 （2）钢板桩打设 A 先用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一 块即套上桩帽，轻轻加以锤击； B 在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以 控制； 10 C 为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板， 阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板桩的位置，以便随时检查校正； D 开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精度，以便起到样板导 向作用，故每打入 1m 应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与围 檩支架焊接固定。 （3）钢板桩的转角和封闭合拢。由于板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标 准宽度的整数倍，或板桩墙的轴线较复杂，或钢板桩打入时倾斜且锁口部有空 隙，这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难，采用轴线修整法解决。 轴线修整法通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整，实现封闭合拢， 封闭合拢处最好选在短边的角部。具体作法如下： A 沿长边方向打至离转角桩约沿有 8 块钢板桩时暂时停止，量出至转角桩 的总长度和增加的长度； B 在短边方向也照上述办法进行； C 根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩尺寸，将短边方向的围檩 与围檩桩分开，用千斤顶向外顶出，进行轴线外移，经核对无误后再将围檩和 围檩桩重新焊接固定； D 在长边方向的围檩内插桩，继续打设，插打到转角桩后，再转过来接着 沿短边方向插打两块钢板桩； E 根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打，最后一块封闭合拢的钢板 桩，设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。 11 轴线修正 4、打桩方式采用单桩打入法 单桩打入法以一块或两块钢板为一组，从一角开始逐块插打，直至工程结 束，这种打入方法施工简便，可不停顿地打，桩机行走路线短，速度快。但单 块打入易向一边倾斜，误差积累不易纠正，墙面平直度难控制。 5、 拔桩顺序 对于封闭式钢板桩墙，拔桩的开始点离开桩角 5 根以上，必要时还可间隔 拔除。拔桩要点： （1）拢桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力，然后边振边 拢。对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下 100300mm，再与振动锤交 替振打、振拔。为及时回填拔桩后的土孔，在把板桩拔至此基础底板略高时 （如 500mm）暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分； （2）起重机应随振动锤的起动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧 的压缩极限； （3）供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定机功率的 1.22.0 倍； 12 （4）对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动 15min， 振动锤连续工作不超过 1.5h。 6 、桩孔处理 钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理，特别是周围有建筑物、构筑物 或地下管线的场合，尤其应注意及时回填，否则往往会引起周围土体位移及沉 降，并由此造成临近建筑物等的破坏。 沟槽开挖支护断面形式详见附录大样。 7、钢板桩支护力学计算、钢板桩支护力学计算 根据以下计算，证明采用附录中的沟槽钢板桩支护方式满足安全性要求。 钢板桩支护钢板桩支护 LS型规范计算书型规范计算书(参见参见 Zd 型断面型断面) 本计算依据建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)。 基本计算参数： 侧壁重要性系数1.00。 桩墙顶标高0.00m， 桩墙嵌入深度0.23m， 桩墙计算宽度1.00m。 A、第一阶段,挖土深0.60m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下： 13 0.00 -0.60 -3.50 0.00 0.00 24.70 108.69 第1阶段主动、被动水土压力合力图 1.作用在桩作用在桩(墙墙)的主动土压力分布：的主动土压力分布： 第1层土 Ea1上 = (19.000.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -16.19kN/m2(取0.0) Ea1下 = (19.000.60)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -8.71kN/m2(取0.0) 第2层土 Ea2上 = (19.000.60)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -8.71kN/m2(取0.0) Ea2下 = (19.000.60)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -8.71kN/m2(取0.0) 2.作用在桩作用在桩(墙墙)的被动土压力分布：的被动土压力分布： 第2层土 Ep2上 = (19.000.00)tg2(45+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) = 24.70kN/m2 Ep2下 = (19.002.90)tg2(45+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) 14 = 108.69kN/m2 3.土压力为零点距离坑底距离土压力为零点距离坑底距离d的计算：的计算： 桩的被动、主动土压力差值系数为： B = (108.69-24.70)-(0.00-0.00)/2.90=28.97kN/m3 d = 0.00 = 0.00m 4.D点以上土压力对点以上土压力对D点的力矩与合力计算：点的力矩与合力计算： D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力： Ea = = 0.00kN/m D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)： Ma = (0.00-0.00)0.60/2.0(0.00+0.60/3.0) = 0.00kN.m/m 5.悬臂桩嵌入悬臂桩嵌入D点以下距离点以下距离t的计算：的计算： 合力Ea到D点的距离： y = 0.00/0.00 = 0.00m 根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为1.10m 6.最大弯矩的计算：最大弯矩的计算： 经过积分运算得到 最大正弯矩Mumax= 0.00kN.m/m； 最大负弯矩Mdmax= 0.00kN.m/m。 考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m 最大正弯矩Mumax=1.000.00=0.00kN.m； 最大负弯矩Mdmax=1.000.00=0.00kN.m； B、第二阶段,挖土深2.60m，支撑分别设置-2.1m处，计算过程如下： 15 0.00 -2.60 -3.50 0.00 16.21 8.49 34.53 E1 -0.10 E2 -2.10 第2阶段主动、被动水土压力合力图 1.作用在桩作用在桩(墙墙)的主动土压力分布：的主动土压力分布： 第1层土,深度2.6m Ea1上 = (19.000.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -16.19kN/m2(取0.0) Ea1下 = (19.002.60)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 16.21kN/m2 第2层土深度0.9m Ea2上 = (19.002.60)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 16.21kN/m2 Ea2下 = (19.002.60)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 16.21kN/m2 2.作用在桩作用在桩(墙墙)的被动土压力分布：的被动土压力分布： 第2层土深度0.9m Ep2上 = (19.000.00)tg2(45+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) = 24.70kN/m2 Ep2下 = (19.000.90)tg2(45+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) 16 = 50.74kN/m2 3.土压力为零点距离坑底距离土压力为零点距离坑底距离d的计算：的计算： 桩的被动、主动土压力差值系数为： B = (50.74-24.70)-(16.21-16.21)/0.90=28.97kN/m3 d = 0.00 = 0.00m 4.D点以上土压力对点以上土压力对D点的力矩与合力计算：点的力矩与合力计算： D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力： Ea = (0.00+16.21)2.60/2.0 = 21.08kN/m D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)： Ma = (16.21-0.00)2.60/2.0(0.00+2.60/3.0) = 18.28kN.m/m 5.桩桩(墙墙)嵌入嵌入D点以下距离点以下距离t的计算：的计算： 第1层支撑到D点距离： a1 = 2.50m 第1层支撑反力： E1 = 18.28/2.50 = 7.31kN/m 假设支座D点的支撑反力： ED = 21.08-7.31 = 13.77kN/m 根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为4.10m 考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m E1=1.007.31=7.31kN ED=1.0013.77=13.77kN 17 6.最大弯矩的计算：最大弯矩的计算： 经过积分运算得到 最大正弯矩Mumax= 6.72kN.m/m ； 最大负弯矩Mdmax= -2.88kN.m/m 。 考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m 最大正弯矩Mumax=1.006.72=6.72kN.m； 最大负弯矩Mdmax=1.00-2.88=-2.88kN.m； C、第三阶段,挖土深4.60m， 计算过程如下： 0.00 -3.50 -4.60 -12.50 0.00 27.41 0.00 1.72 81.88 437.39 E1 -0.10 E2 -2.10 E3 -4.10 第3阶段主动、被动水土压力合力图 1.作用在桩作用在桩(墙墙)的主动土压力分布：的主动土压力分布： 18 第1层土厚3.5m Ea1上= (19.000.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -16.19kN/m2(取0.0) Ea1下 = (19.003.50)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 27.41kN/m2 第2层土厚1.1m Ea2上 = (19.003.50+19.200.00)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = -7.29kN/m2(取0.0) Ea2下 = (19.003.50+19.201.10)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = 1.72kN/m2 第3层土厚7.9m Ea3上 = (19.003.50+19.201.10)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = 1.72kN/m2 Ea3下 = (19.003.50+19.201.10)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = 1.72kN/m2 2.作用在桩作用在桩(墙墙)的被动土压力分布：的被动土压力分布： 第3层土土厚7.9m Ep3上 = (19.200.00)tg2(45+23.70/2)+227.30tg(45+23.70/2) = 83.60kN/m2 19 Ep3下 = (19.207.90)tg2(45+23.70/2)+227.30tg(45+23.70/2) = 439.11kN/m2 3.土压力为零点距离坑底距离土压力为零点距离坑底距离d的计算：的计算： 桩的被动、主动土压力差值系数为： B = (439.11-83.60)-(1.72-1.72)/7.90=45.01kN/m3 d = 0.00 = 0.00m 4.D点以上土压力对点以上土压力对D点的力矩与合力计算：点的力矩与合力计算： D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力： Ea = (0.00+27.41)3.50/2.0+ (0.00+1.72)1.10/2.0 = 48.92kN/m D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)： Ma = (27.41-0.00)3.50/2.0(1.10+3.50/3.0)+ (1.72-0.00)1.10/2.0(0.00+1.10/3.0) = 109.12kN.m/m 5.桩桩(墙墙)嵌入嵌入D点以下距离点以下距离t的计算：的计算： 第1层支撑力取第2阶段的值： E1 = 7.31kN/m 第1层支撑到D点距离： a1 = 4.50m 第2层支撑到D点距离： a2 = 2.50m 第2层支撑反力： 20 E2 = (109.12-7.314.50)/2.50 = 30.49kN/m 假设支座D点的支撑反力： ED = 48.92-7.31-30.49 = 11.12kN/m 根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为5.60m 考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m E1=1.007.31=7.31kN E2=1.0030.49=30.49kN ED=1.0011.12=11.12kN 6.最大弯矩的计算：最大弯矩的计算： 经过积分运算得到 最大正弯矩Mumax= 13.48kN.m/m； 最大负弯矩Mdmax= -0.74kN.m/m。 考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m 最大正弯矩Mumax=1.0013.48=13.48kN.m； 最大负弯矩Mdmax=1.00-0.74=-0.74kN.m； D、第四阶段,挖土深6.60m， 计算过程如下： 21 0.00 -3.50 -6.60 -12.50 0.00 27.41 0.00 18.10 65.50 330.99 E1 -0.10 E2 -2.10 E3 -4.10 E4 -6.10 第4阶段主动、被动水土压力合力图 1.作用在桩作用在桩(墙墙)的主动土压力分布：的主动土压力分布： 第1层土厚3.5m Ea1上 = (19.000.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -16.19kN/m2(取0.0) Ea1下 = (19.003.50)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 27.41kN/m2 第2层土厚m Ea2上 = (19.003.50+19.200.00)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = -7.29kN/m2(取0.0) Ea2下 = (19.003.50+19.203.10)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 22 23.70/2) = 18.10kN/m2 第3层土厚5.9m Ea3上 = (19.003.50+19.203.10)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = 18.11kN/m2 Ea3下 = (19.003.50+19.203.10)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = 18.11kN/m2 2.作用在桩作用在桩(墙墙)的被动土压力分布：的被动土压力分布： 第3层土厚5.9m Ep3上 = (19.200.00)tg2(45+23.70/2)+227.30tg(45+23.70/2) = 83.60kN/m2 Ep3下 = (19.205.90)tg2(45+23.70/2)+227.30tg(45+23.70/2) = 349.10kN/m2 3.土压力为零点距离坑底距离土压力为零点距离坑底距离d的计算：的计算： 桩的被动、主动土压力差值系数为： B = (349.10-83.60)-(18.11-18.11)/5.90=45.01kN/m3 d = 0.00 = 0.00m 4.D点以上土压力对点以上土压力对D点的力矩与合力计算：点的力矩与合力计算： D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力： Ea = (0.00+27.41)3.50/2.0+ 23 (0.00+18.10)3.10/2.0 = 76.04kN/m D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)： Ma = (27.41-0.00)3.50/2.0(3.10+3.50/3.0)+ (18.10-0.00)3.10/2.0(0.00+3.10/3.0) = 233.73kN.m/m 5.桩桩(墙墙)嵌入嵌入D点以下距离点以下距离t的计算：的计算： 第1层支撑力取第2阶段的值： E1 = 7.31kN/m 第2层支撑力取第3阶段的值： E2 = 30.49kN/m 第1层支撑到D点距离： a1 = 6.50m 第2层支撑到D点距离： a2 = 4.50m 第3层支撑到D点距离： a3 = 2.50m 第3层支撑反力： E3 = (233.73-7.316.50-30.494.50)/2.50 = 19.60kN/m 假设支座D点的支撑反力： ED = 76.04-7.31-30.49-19.60 = 18.64kN/m 根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为8.60m 24 考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m E1=1.007.31=7.31kN E2=1.0030.49=30.49kN E3=1.0019.60=19.60kN ED=1.0018.64=18.64kN 6.最大弯矩的计算：最大弯矩的计算： 经过积分运算得到 最大正弯矩Mumax= 13.48kN.m/m； 最大负弯矩Mdmax= -2.46kN.m/m。 考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m 最大正弯矩Mumax=1.0013.48=13.48kN.m； 最大负弯矩Mdmax=1.00-2.46=-2.46kN.m； E、第五阶段,挖土深7.30m 计算过程如下： 25 0.00 -3.50 -7.30 -12.50 0.00 27.41 0.00 23.83 59.77 293.81 E1 -0.10 E2 -2.10 E3 -4.10 E4 -6.10 第5阶段主动、被动水土压力合力图 1.作用在桩作用在桩(墙墙)的主动土压力分布：的主动土压力分布： 第1层土厚3.5m Ea1上 = (19.000.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -16.19kN/m2(取0.0) Ea1下 = (19.003.50)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 27.41kN/m2 第2层土厚4.2m Ea2上 = (19.003.50+19.200.00)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = -7.29kN/m2(取0.0) Ea2下 = (19.003.50+19.203.80)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) 26 = 23.83kN/m2 第3层厚5.2m Ea3上 = (19.003.50+19.203.80)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = 23.83kN/m2 Ea3下 = (19.003.50+19.203.80)tg2(45-23.70/2)-227.30tg(45- 23.70/2) = 23.83kN/m2 2.作用在桩作用在桩(墙墙)的被动土压力分布：的被动土压力分布： 第3层土厚5.2m Ep3上 = (19.200.00)tg2(45+23.70/2)+227.30tg(45+23.70/2) = 83.60kN/m2 Ep3下 = (19.205.20)tg2(45+23.70/2)+227.30tg(45+23.70/2) = 317.64kN/m2 3.土压力为零点距离坑底距离土压力为零点距离坑底距离d的计算：的计算： 桩的被动、主动土压力差值系数为： B = (317.64-83.60)-(23.83-23.83)/5.20=45.01kN/m3 d = 0.00 = 0.00m 4.D点以上土压力对点以上土压力对D点的力矩与合力计算：点的力矩与合力计算： D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力： Ea = (0.00+27.41)3.50/2.0+ (0.00+23.83)3.80/2.0 27 = 93.24kN/m D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)： Ma = (27.41-0.00)3.50/2.0(3.80+3.50/3.0)+ (23.83-0.00)3.80/2.0(0.00+3.80/3.0) = 295.59kN.m/m 5.桩桩(墙墙)嵌入嵌入D点以下距离点以下距离t的计算：的计算： 第1层支撑力取第2阶段的值： E1 = 7.31kN/m 第2层支撑力取第3阶段的值： E2 = 30.49kN/m 第3层支撑力取第4阶段的值： E3 = 19.60kN/m 第1层支撑到D点距离： a1 = 7.20m 第2层支撑到D点距离： a2 = 5.20m 第3层支撑到D点距离： a3 = 3.20m 第4层支撑到D点距离： a4 = 1.20m 第4层支撑反力： E4 = (295.59-7.317.20-30.495.20-19.603.20)/1.20 = 18.13kN/m 假设支座D点的支撑反力： 28 ED = 93.24-7.31-30.49-19.60-18.13 = 17.71kN/m 根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为9.30m 考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m E1=1.007.31=7.31kN E2=1.0030.49=30.49kN E3=1.0019.60=19.60kN E4=1.0018.13=18.13kN ED=1.0017.71=17.71kN 6. 最大弯矩的计算：最大弯矩的计算： 经过积分运算得到 最大正弯矩Mumax= 13.48kN.m/m； 最大负弯矩Mdmax= -2.40kN.m/m。 考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m 最大正弯矩Mumax=1.0013.48=13.48kN.m； 最大负弯矩Mdmax=1.00-2.40=-2.40kN.m； 钢板桩支护钢板桩支护 LS型规范计算书型规范计算书(参见参见 Zc 型断面型断面) 基本计算参数： 侧壁重要性系数1.00。 桩墙顶标高0.00m， 桩墙嵌入深度0.23m， 桩墙计算宽度1.00m。 一、第一阶段,挖土深0.60m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下： 29 0.00 -0.60 -3.50 0.00 0.00 24.70 108.69 第1阶段主动、被动水土压力合力图 1.作用在桩作用在桩(墙墙)的主动土压力分布：的主动土压力分布： 第1层土深0.6m Ea1上 = (19.000.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -16.19kN/m2(取0.0) Ea1下 = (19.000.60)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -8.71kN/m2(取0.0) 第2层土深2.9m Ea2上 = (19.000.60)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -8.71kN/m2(取0.0) Ea2下 = (19.000.60)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -8.71kN/m2(取0.0) 2.作用在桩作用在桩(墙墙)的被动土压力分布：的被动土压力分布： 第2层土深2.9m Ep2上 = (19.000.00)tg2(45+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) = 24.70kN/m2 Ep2下 = (19.002.90)tg2(45+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) 30 = 108.69kN/m2 3.土压力为零点距离坑底距离土压力为零点距离坑底距离d的计算：的计算： 桩的被动、主动土压力差值系数为： B = (108.69-24.70)-(0.00-0.00)/2.90=28.97kN/m3 d = 0.00 = 0.00m 4.D点以上土压力对点以上土压力对D点的力矩与合力计算：点的力矩与合力计算： D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力： Ea = = 0.00kN/m D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)： Ma = (0.00-0.00)0.60/2.0(0.00+0.60/3.0) = 0.00kN.m/m 5.悬臂桩嵌入悬臂桩嵌入D点以下距离点以下距离t的计算：的计算： 合力Ea到D点的距离： y = 0.00/0.00 = 0.00m 根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为1.10m 6.最大弯矩的计算：最大弯矩的计算： 经过积分运算得到 最大正弯矩Mumax= 0.00kN.m/m； 最大负弯矩Mdmax= 0.00kN.m/m。 考虑到桩(墙)的计算宽度