钢板桩计算书

钢板桩计算书(2010520)(DOC)钢板桩计算书(2010520)(DOC)/钢板桩计算书(2010520)(DOC)46省道工程项目经理部钢板桩目录1设计资料12钢板桩入土深度计算12.1内力计算12.2入土深度计算23钢板桩牢固性检算33.1管涌检算33.2基坑底部隆起验算44围囹检算54.1工况分析与计算5工况一5工况二6工况三7工况四8工况五9工况七11工况八12工况九134.2围囹计算14顶层围囹15第一层围囹16第二层围囹17146省道工程项目经理部钢板桩第三层围囹17第四层围囹185对撑和斜撑检算19246省道工程项目经理部钢板桩河特大桥连续梁主墩承台钢板桩围堰施工计算书设计资料桩顶高程H1：8.0m，汛期施工水位：7.0m。地面标高H0：8m；基坑底标高H3：-1.54m；开挖深度H：9.54m。封底混凝土采用C30混凝土，封底厚度为1m。(3)坑内、外土的天然容重加权平均值r1、r2均为：18.9KN/m3；内摩擦角加权平均值18.8；粘聚力C：24KPa。2(4)地面超载q：按70吨考虑，换算后为10KN/m。(5)钢板桩采用国产拉森钢板桩，采用鞍IV型（新）（见《施工计算手册》中国建筑工业初版社P290页）钢板桩参数23A=98.70cm，W=2043cm，=200Mpa，桩长18m。钢板桩入土深度计算2.1内力计算(1)作用在钢板桩上的土压力强度及压力分部见图2.1依照《简洁施工计算手册》中国建筑工业初版社，P284页(5-89、5-90）公式得：Ka2o18.8otg（452）0.51Kpi2o18.8otg（45）1.952钢板桩均布荷载换算土高度h0：h0q/r10/18.90.53m146省道工程项目经理部钢板桩支撑层数及间距按等弯矩部署确定各层支撑的间距,则拉森Ⅳ型钢板桩顶部悬臂端的最大赞同跨度，依照《简洁施工计算手册》中国建筑工业初版社，P284页(5-96）公式得：h6W362001052043=2940mm=2.9m318.90.51rKah1=1.11h=1.11*2.9=3.2mh2=0.88h=0.88*2.9=2.6mh3=0.77h=0.77*2.9=2.2m依照施工需要调整支撑部署h1=2.1m，h2=2.1m，h3=1.6层数为3层。受力简图见图2.1图2.1钢板桩受力简图2.2入土深度计算用盾恩近似法计算钢板桩入土深度246省道工程项目经理部钢板桩主动土压力系数，被动土压力系数从上可知：Ka0.51、Kp1.95图2.2钢板桩计算简图依照假定作用在钢板桩AB段上的荷载ABCD，一半传至A点上，另一半由坑底土压力EBF承受，由图2.2所示，几何关系依照《简洁施工计算手册》中国建筑工业初版社，P288页(5-99）公式得：(KpKa)x2KaHxKaHL0(1.950.51)x20.519.23x0.519.230.840x6.023m依照入土部分的固定点，被动土压力协力作用点在离坑底2x处，因此3钢板桩最下面一跨的跨度为0.84+4.012=4.852m处。故钢板桩的总长度最少为l9.546.02315.563m,即钢板桩长度为15.563m，入土深度为6.032m时能保证桩体自己的牢固性，采用18m钢板桩，实质入土深度为8.46m。钢板桩牢固性检算3.1管涌检算346省道工程项目经理部钢板桩管涌的原因主要收水的作用影响，计算时考虑有水一侧，基坑抽水后水头差为h1=8.54m，入土深度h2=x，最短的渗流路子如图2-1所示为h1+h2×2，不产生管涌的安全条件，依照依照《简洁施工计算手册》中国建筑工业初版社，P284页(5-107）公式得：Kirwrb式中K为安全系数取1.7；水容重取rw10KN/m3；土的浮容重为rb18.9108.9KN/m3；水力梯度iH(H2x)；计算得x3.89m时，不会发生管涌。所需桩长l9.543.8913.43m采用18m钢板桩，则入土深度为8.46，反算抗管涌安全系数K2.17,不会发生管涌。3.2基坑底部隆起验算基底抗隆起牢固性分析采用C,q，h9.53m抗隆验算方法。依照《基础工程》中国建筑工业初版社P308页（8-30）公式：x8.46m、H9.54m、q10KN/m2、18.8、C24KPa、安全系数K1.7Nqetgtg2(45)=5.692Nc(Nq1)tg=13.78Ksr2xNqcNc18.98.465.692413.78=3.54＞1.7r1(Hx)q18.9(9.548.46)10即钢板桩打入深度8.46m，地基土牢固，不会发生隆起。446省道工程项目经理部钢板桩围囹检算4.1工况分析与计算工况分析模型加载力依照主动土压力强度paKar(h1h2)，被动土压力强度pbKbrh4.1.1工况一参照《简洁施工计算手册》中国建筑工业初版社P284,施作桩顶围囹和支撑后,开挖基坑至+4.6m，即3.4m深，未安装第一道支撑前，钢板桩为顶部简支的单锚浅埋板，则支撑受力为RaEaEp。假定钢板桩所需入土深度为t，Ea1r(Ht)2Ka118.9(3.4t)20.514.82(3.4t)222Ep1Kprt211.9518.9t218.43t222为使钢板桩保持牢固，在钢板桩顶部力矩应等于零因此最小入土深度t(3EP2Ea)H(318.43t224.82(3.4t)2)3.42(EaEp)2(4.82(3.4t)218.43t2)t2.81mEa4.82(3.42.81)2185.879KNEp18.432.812145.525KN因此RaEaEp40.354KN剪力为零的点据支撑点的距离rKKphRarKah取K=1.53，h=0.84m。M40.3540.8433.90MPaM33.90103W2043

16.59MPa＜200MPa546省道工程项目经理部钢板桩VRaRa40.35103A98.71024.08MPa＜[f]110.5MPa故此工况下钢板桩可以知足要求。4.1.2工况二安装好第一道支撑，开挖至标高+2.5，即5.5m深，第二道支撑没有施作。此时钢板桩可看作为在桩顶和第一道支撑处简支，基坑以下2m处固结的连续梁构造。则建模以下：受力部署图(KN/m）剪力求（KN）弯矩图（KN·m）计算得钢板桩：Vmax88.51KN、Mmax88.5KNm，最大支撑反力646省道工程项目经理部钢板桩104.82KN。作用在第一层围囹和支撑处。则此时钢板桩的应力为M88.510310343.3MPa＜200MPaW2043106Vmax88.511038.97MPa＜[f]110.5MPaA98.7102故此工况下钢板桩可以知足要求。4.1.3工况三安装好第二道支撑，连续开挖至标高+0.4m处，即基坑7.6m深，此时钢板桩可看作为在桩顶、第一和第二道支撑处简支，在基底以下2m处固结的连续梁构造，则建模以下：受力部署图(KN/m）剪力求（KN）弯矩图（KN·m）746省道工程项目经理部钢板桩计算得钢板桩：Vmax137.84KN、Mmax128.45KNm，最大支撑反力161.45KN。作用在第二层围囹和支撑处。则此时钢板桩的应力为M128.4510310362.9MPa＜200MPaW2043106Vmax137.8410313.97MPa＜[f]110.5MPaA98.7102故此工况下钢板桩可以知足要求。4.1.4工况四安装好第三道支撑，连续开挖至基坑底，底标高-1.54m处，即基坑9.54m深，此时钢板桩可看作为在桩顶、第一道、第二道和第三道支撑处简支，在基底以下2m处固结的连续梁构造，则建模以下：受力部署图(KN/m）剪力求（KN）弯矩图（KN·m）846省道工程项目经理部钢板桩计算得钢板桩：Vmax175.91KN、Mmax153.30KNm，最大支撑反力223.79KN。作用在第三层围囹和支撑处。则此时钢板桩的应力为M153.3010310375.0MPa＜200MPaW2043106Vmax175.9110317.82MPa＜[f]110.5MPaA98.7102故此工况下钢板桩可以知足要求。4.1.5工况五安装好第四道围囹和支撑，连续开挖至封底混凝土底面，即标高为-2.54m，此时钢板桩可看做为在桩顶、第一道到第四道支撑处简支，在基底以下2m处固结的连续梁构造，则建模以下：受力部署图(KN/m）剪力求（KN）弯矩图（KN·m）计算得钢板桩：Vmax168.12KN、Mmax126.16KNm，最大支撑反力946省道工程项目经理部钢板桩228.10KN。作用在第四层围囹和支撑处。则此时钢板桩的应力为M126.1610310361.8MPa＜200MPaW2043106Vmax168.12103110.5MPaA98.710217.03MPa＜[f]故此工况下钢板桩可以知足要求。4.1.6工况六安装好第四道支撑，清基，灌输封底混凝土，待强度达到设计要求后，封底混凝土作为第一道支撑，拆掉第四道支撑和围囹，拆掉第三道支撑，围囹保存，此时钢板桩可视为在桩顶、第一道、第二道支撑和第三道围囹处简支，封底混凝土顶固结的连续梁构造，则建模以下：受力部署图(KN/m）剪力求（KN）弯矩图（KN·m）1046省道工程项目经理部钢板桩计算得钢板桩：Vmax203.10KN、Mmax155.67KNm，第三层最大反力为155.351KN，作用在第三层围囹处、第二层支撑最大反力160.007KN作用在第二层围囹和支撑处。则此时钢板桩的应力为M155.6710310376.20MPa＜200MPaW2043106Vmax203.110320.58MPa＜[f]110.5MPaA98.7102故此工况下钢板桩可以知足要求。封底混凝土需要的强度Vmax、假定是支撑，则面积A0.125m2KP1.5203.11032.4MPa。A0.1251064.1.6工况七第一层承台施工完成，拆模，养生至强度达到20Mpa以上时，恢复第三道支撑，临时支撑在第一层承台侧壁上，拆掉第二道支撑，围囹保存。此时钢板桩可视为在桩顶、第一道、第三道支撑和围囹处简支，在封底顶固结的连续梁，建模以下：受力部署图(KN/m）1146省道工程项目经理部钢板桩剪力求（KN）弯矩图（KN·m）计算得钢板桩：Vmax131.84KN、Mmax77.51KNm，第三层最大反力为227.21KN，作用在第三层支撑及围囹处、第二层支撑最大反力101.21KN作用在第二层围囹处。则此时钢板桩的应力为3M77.5110610337.94MPa＜200MPaW204310Ra131.84103A98.710213.36MPa＜[f]110.5MPa故此工况下钢板桩可以知足要求。4.1.7工况八第二层承台施工完成，拆模，养生至强度达到20MPa以上时，恢复第二道支撑，临时支撑在第二层承台侧壁上，拆掉第三层围囹和支撑，回填基坑至第二层围囹底，拆掉第二层围囹和支撑，此时钢板桩可视为桩顶、第一道支撑和围囹处简支，在原第二层围囹以下2m处固结的连续梁构造，建模以下：1246省道工程项目经理部钢板桩受力部署图(KN/m）剪力求（KN）弯矩图（KN·m）计算得钢板桩：Vmax78.11KN、Mmax60.31KNm，第一层支撑最大反力97.84KN作用在第一层围囹处。则此时钢板桩的应力为M60.3110310329.52MPa＜200MPaW2043106Ra78.111037.91MPa＜[f]110.5MPaA98.7102故此工况下钢板桩可以知足要求。4.1.8工况九第二道围囹和支撑拆掉后连续回填至第一道围囹和支撑处，拆掉第一道围囹和支撑，工况回到工况一，已经经过检算钢板桩能知足受力要求。1346省道工程项目经理部钢板桩经过以上计算可知，在八种工况下采用IV型拉森钢板桩受力均能知足要求。4.2围囹计算围囹设四个脚撑和两道对撑，构造以以下列图围囹及支撑构造图（m）各工况基层围囹受力情况以下表所示：围囹受力围囹受力（KN/延米）工况顶层第一层第二层第三层第四层工况一40.3540000工况二8.76104.82000工况三9.469.88161.4500工况四13.2169.88101.21223.790工况五13.2169.88101.21126.61228.10工况六9.469.88160.007155.3510工况七9.499.24101.21227.2101446省道工程项目经理部钢板桩工况八7.5497.84000工况九40.3540000最大值40.354104.82161.45227.21228.104.2.1顶层围囹最大支撑反力40.354KN/m，即为作用在围囹上的均布荷载顺桥向围囹建模平面以下：受力部署图（KN/m）剪力求(KN)弯矩图（KN·m）围囹受力：Vmax90.80KN、Mmax56.29KNm，斜撑最大支撑反力为107.00KN横桥向围囹建模平面以下：受力部署图（KN/m）1546省道工程项目经理部钢板桩剪力求(KN)弯矩图（KN·m）围囹受力：Vmax73.65KN、Mmax40.5KNm，对撑最大支撑反力为134.18KN，斜撑最大支撑反力为85.60KN。围囹所需截面：M56.291030.26103m33W215106260cm采用I40a工字钢，W1086cm3,I21714cm4，tf16.5mm，tw10.5mm，S626.05cm3，I/S21714/626.0534.68cmMmax56.29103W108651.83MPa＜［］215MPaVS73.6510320.23MPa＜[f]110.5MPaItw346.810.5故顶层围囹采用I40a工字钢能知足受力要求。4.2.2第一层围囹最大支撑反力104.82KN/延米，即为作用在围囹上的均布荷载，建模与相同，反力为的104.82/40.35=2.59，故围囹受力：Vmax90.802.6236.08KN、Mmax56.292.6146.35KNm，对撑最大反力134.182.6348.87KN，斜撑最大支撑反力为1072.6278.2KN。围囹所需截面：1646省道工程项目经理部钢板桩M146.351030.68110333W215106m681cm采用I40a工字钢，W1086cm3,I21714cm4，tf16.5mm，tw10.5mm，S626.05cm3，I/S21714/626.0534.68cmMmax146.35103W1086134.76MPa＜［］215MPaVS236.0810364.83MPa＜[f]110.5MPaItw346.810.5故顶层围囹采用I40a工字钢能知足受力要求。4.2.3第二层围囹最大支撑反力161.45KN/延米，即为作用在围囹上的均布荷载，建模与4.2.1相同，反力为的161.45/40.35=4.001，故围囹受力：围囹受力：Vmax90.804.001363.29KN、Mmax56.294.001225.216KNm，对撑最大反力134.184.001536.85KN，斜撑最大支撑反力为1074.001428.11KN。围囹所需截面：M2251031.04710333W215106m1047cm采用I50c工字钢，W2012.98cm3,I50324.53cm4，tf20mm，tw16mm，S1200.8cm3，I/S50324.53/1200.841.9cmMmax225.216103111.9MPa＜［］215MPaW2012.98VS363.2910354.2MPa＜[f]110.5MPaItw41916故顶层围囹采用I50c工字钢能知足受力要求。4.2.4第三层围囹1746省道工程项目经理部钢板桩最大支撑反力227.21KN/延米，即为作用在围囹上的均布荷载，建模与相同，反力为的227.21/40.35=5.63，故围囹受力：Vmax90.805.63511.2KN、Mmax56.295.63316.91KNm，对撑最大反力134.185.63755.43KN，斜撑最大支撑反力为1075.63602.41KN。围囹所需截面：M316.911031.474103m31474cm3W215106采用双I50c工字钢，W2012.98cm3,I50324.53cm4，tft16mm，20mm，wS1200.8cm3，I/S50324.53/1200.841.9cmMmax316.91103W2012.98157.4MPa＜［］215MPaVS511.210376.3MPa＜[f]110.5MPaItw41916故顶层围囹采用I50c工字钢能知足受力要求。4.2.5第四层围囹最大支撑反力228.1KN/延米，即为作用在围囹上的均布荷载，建模与相同，反力为的228.1/40.35=5.65，故围囹受力：Vmax90.805.65513.0KN、Mmax56.295.65318.04KNm，对撑最大反力134.185.65758.12KN，斜撑最大支撑反力为107