钢板桩围堰计算书

1、苏州西全桥主墩钢板桩围堰计算书一、工程概括苏州西全桥跨望虞河为48.75+ 80+ 80+ 48.75米一联四跨连续梁形式。35#、36#主墩位于望虞河中。主墩承台平面尺寸为10.4X，高度为4米X 12米，厚度的加台。主墩桩基为15根钻孔桩。35#、36#主墩承台结构尺寸如下:编号平面尺寸m高度m承台底标咼m承台顶标咼m35#10.4 X436#10.4 X4、围堰的布置及计算假设i 、围堰的布置在比较2个墩的承台底标高及河床标高后，拟以 35#墩为例，进行钢板桩围堰 的设计、计算。钢板桩的具体布置如下列图：崗堰立面图坞制i-LOw_. J旳删満T. 砂曠肓+久5SJ删鞠X申!iSf管 一一

2、eesMV壬=Tjtl水碰+24T7奏令贋林高呼葡T庚含底赫商-IL慚J輛籾粧篠盲一曲5甦梅aJ-42U0 .1mo*2、计算假设本计算中土层参数根据项目部提供的土层资料，按经验取值如下:编号土层名称土层顶土层底容重内摩擦角粘聚力标咼标咼kN/m30kPa1黏土19.52010.522粉砂2024.510围堰设计时计算水位按+ m考虑。三、钢板桩围堰设计1 、土压力计算本工程土压力计算采用不考虑水渗流效应的水土分算法，即钢板桩承受孔隙水 压力、有效主动土压力及有效被动土压力。以水位标咼+以基准，计算各咼度点的水压力、有效土压力。1、主、被动土压力系数20；黏 土： Ka= tg2(45-) =

3、 0.49,、ka =22 20|Kp = tg2(45+)=,. kp =粉砂：Ka= tg2(45-) = 0.414,. ka =2224 5,Kp = tg2(45+) = 2.417,kp 二2、有效主动土压力的计算a 、h = 6.5m时，Pa =0b、h = 8.8m上时，Pa =9X 9.5 x-2X 10.5 x 0.7 = KN/吊，取 Pa =0h = 8.8m下时，Pa =14X 10X 2.3 2X 10X 0.643 = KN/吊，取 Pa =0c 、h = 20.5m 时，Pa =0.414 X 9.5 X+ 10X 11.7 丨2X 10X 43 = 44.6

4、KN/m23、孔隙水压力的计算a、h= m时，Pw= 65 KN/m2b、h= m时，Pw= 88 KN/m2c 、h= m时，Pw= 205 KN/m24、土压力合力a、h= m时，Pa = 65 KN/m2b、h= m时，Pa = 88 KN/m2c 、h= 20.5m 时，Pa = + 205= KN/m22、各施工工况及内力计算本围堰施工时，按上层支撑已安装，并抽水吸泥至待安装支撑下100cm处, 计算各支撑在各阶段可能出现的最大反力和钢板桩最大内力。根据施工工序，分为四个工况；工况一、围堰第一道支撑加好后，抽水到 m标高时；工况二、围堰第二道支撑加好后，抽水、吸泥到 8.0m标高时；

5、工况三、围堰第三道支撑加好后，向围堰内注水至围堰外标高，围堰内吸泥、 清淤到m标高时；工况四、围堰封底砼浇注并到达设计强度后，围堰内抽水完成后。在计算时，各阶段钢板桩计算长度按等值梁法确定，从主动土压力与被动土压 力相等的反弯矩截面即净土压力为零或弯矩为零截断形成等值梁计算支撑反力和钢板桩弯矩。工况一：围堰第一道支撑加好后，抽水到标高时；有效被动土压力：h =时，Pp= 2XX 1.428= 30 KN/n2h = 8.8m上时，2Pp= 2.04XX+ 30= KN/n2考虑板桩与土体的摩擦，被动土压力系数提高 K= 1.6，则:2 2h= 6.5m 时，Pp= 48KN/m, Pw= 5

6、KN/m22h = m上时，Pp= KN/m，Pw= 28 KN/m2贝U, h = 6.5m 时，Pp= 53 KN/mh = 8.8m上时，Pp= 119.4+ 28= KN/m2土压力分布图如下：截取等值梁计算支撑反力和钢板桩弯矩如下:Moment工况二：围堰第二道支撑加好后，抽水、吸泥到标高时；有效被动土压力：h= 10m时，Pp = 2X 10X 1.555= 31.1 KN/吊h二时，2PpXX 10+ 31.1 = 284.9 KN/m考虑板桩与土体的摩擦，被动土压力系数提高K= 1.62，贝2 2h= 10m时，Pp= 50.4 KN/m, Pw= 0 KN/m22h =时，P

7、pKN/m, Pw= 105 KN/m2贝U, h= 10m时，Pp= 50.4 KN/mh =时，KN/m2土压力分布图如下:截取等值梁计算支撑反力和钢板桩弯矩如下:工况三：围堰第三道支撑加好后，向围堰内注水至围堰外标高，围堰内吸泥、清淤 到一标高时；有效被动土压力：h =时,Pp2X 10X 1.555= 31.1 KN/n2h二时，PpXX 10+ 31.1= 141 KN/n2考虑板桩与土体的摩擦，被动土压力系数提高K= 1.62，贝h= 1m时，Pp= 50.4 KN/mh =时，Pp= KN/m2土压力分布图如下：433. 4截取等值梁计算支撑反力和钢板桩弯矩如下:工况四：围堰封底

8、砼浇注并到达设计强度后，围堰内抽水完成后土压力分布图如下:=X 295= 177 Mpa,符合要求。各道支撑在四个工况下的最大反力作为圈梁的设计依据，则第一至第三道支撑的支撑反力依次为：Ri= KN/m R 2 = KN/m R 3= KN/m钢板桩在各工况下所受的最大弯矩：Mma专210.7，钢板桩拟采用拉森切型,其惯性矩为56700cm4/m,截面弹性模量为2700cm3/m,钢材材质为SY295。6M max 210.7 10 CT =w27000003、坑底土抗隆起验围堰在水下清淤到-m标高处，须验算坑底的承载力， 如承载力不足，将导致坑底土的隆起，所以必须要求钢板桩 有足够的入土深度

9、。本工程坑底抗隆起验算采用滑动圆滑分析法，以坑底O 为圆心，以钢板桩入土深度 OB为半径作圆交坑底水平线于 E、F，再由E作垂直平方线交河床面于 B则，抗滑力矩二CihOB + ob2C2厂2=x 2.3 + 10XXX x 10=滑动力矩=丄 q H 帝=-X (9.5 X 2.3+10 X ) X22 2=964K= 10829 = 1.1 ,可满足坑底抗隆起验算！9644、封底砼厚度计算封底砼到达设计强度后，抽干围堰内的水。此时封底砼受到由于内外水土压力 差形成的向上的水的浮力P，封底砼必须在自重G与钢护筒的粘聚力Ni及与钢板桩 的粘聚力N作用下抵抗水的浮力P。本工程拟定封底砼标号为 C

10、25,取其设计值ftd=1.23MPa考虑施工阶段混凝 土的允许弯拉应力取1.5倍安全系数，则c MPa钢护筒与封底混凝土间握裹力t =0.12Mpa。砼封底厚度为,考虑到封底砼顶面浮浆的存在，则封底砼在计算时取有 效厚度为2.0 m。1、砼抗浮力计算ghs=1000XXXXXX封底砼自重 G= v X ( X 2-15 XX 2) X 2.0 = t封底砼与钢护筒的粘聚力N = 2XXXX 15X 12 = t封底砼与钢板桩的粘聚力N= +X 2X2X 12= tG + Ni+ N2= = t P，满足要求！(2) 、封底混凝土拉应力计算由于承台封底混凝土与钢护筒及钢板桩形成握裹支撑，其力的

11、传递较为复 杂，根据本承台桩基布置情况，将封底砼看成承受均布荷载的三边固定、一边简 支的面板结构。贝U，作用在砼梁上的荷载 p= 15.957 XX 23= KN/m2ql2 X 1X2=ql2 X 1X2=WxWy2 2bh 3900 2000“932.6 10 mm6MxxWx1037 1060.04MPa 2.6 1095、内支撑的设计计算本工程中支撑圈梁采用 H588型钢，支撑钢管采用530壁厚10mm和630壁厚 12mri。H588型钢的截面特性如下:A=18576mm l=1132cmW=cm 530壁厚 10mri,其截面特征如下:A=mmW=63x 10 mmI =x 108

12、mmi=mmA单位重量：q=kg/m其截面特征如下:A=mmW=x 106mrri84I x 10mmi=J丄=mm.A单位重量：q=kg/m第一道支撑经SAP2000计算结果如下:弯矩图轴力图a由计算可知，圈梁最不利荷载出现在长边圈梁上,Mma治 KN Ml, Nmax=497.5 KN则,MxW3497.5 10185766153.51 10 +1.05 3853200=+= MP糸强度符合要求!b、支撑钢管所受最大轴力N= KN计算长度L = 4.2 m, 由=l二乙;查表得：二i 0.1843CT =f ,整体稳定性符合要求!N 591.5 10=MPaWA 0.963 16336.3第二道、第三道支撑布置、材料规格均相同，取受力较大的第三道支撑验算第三道支撑经SAP2000计算结果如下：弯矩图轴力图a由