钢板桩支护计算书基坑计算(完整资料).doc

钢板桩支护计算书

以桩号2c0+390处的开挖深度,4C0+001.5处的开挖宽度为准(本相目的最大开挖深度和宽度） 一 设计资料

1桩顶高程H1：4.100m

施工水位H2：3.000m 2 地面标高H0：4.350m

开挖底面标高H3：-3.400m 开挖深度H：7.7500m 3土的容重加全平均值γ1：18.3KN/m3

土浮容重γ’： 10.0KN/m3 内摩擦角加全平均值Ф：20.10°

4均布荷q：20.0KN/m2

5基坑开挖长a=20.0m 基坑开挖宽b=9.0m 二 外力计算

1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 ka=tg2(45°-φ/2)=tg2(45-20.10/2)=0.49 kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05

板桩外侧均布荷载换算填土高度h， h=q/r=20.0/18.3=1.09m

桩顶以上土压力强度Pa1

Pa1=r×（h+0.25)Ka=18.3×(1.09+0.25) ×0.49=12.0KN/m2

水位土压力强度Pa2 Pa2=r×(h+4.35 -3.00 )Ka

=18.3×(1.09+4.35 -3.00 )× 0.49=21.8KN/m2 开挖面土压力强度Pa3

Pa3=[r×(h+4.35 -3.00 )+(r-rw)(3.00 +3.40)}Ka =[18.3×(1.09+4.35 -3.00 )+(18.3-10) ×(3.00

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+3.40)] ×0.49=47.8KN/m2 开挖面水压力(围堰抽水后)Pa4：

Pa4=γ(3.00+3.40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2 三 确定内支撑层数及间距

按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩

能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h: 弯曲截面系WZ0=0.001350m3,折减系数β=0.7 采用值WZ=βWZ0=0.00135×0.7＝0.000945m3 容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa 由公式σ=M/Wz得：

最大弯矩M0=Wz×[σ]=189.0KN*m

1假定最上层支撑位置与水位同高，则支点处弯矩

M'=Pa1*(H1-H2)2/2+(Pa2-Pa2)(H1-H2)2/6=9.2KN*m2根据上式判断可知，最大允许跨度h0由下式计算

M0=Pa1h02/2+γka(H1-H2)2[h02(H1-H2)/3]/2+(Pa2-Pa1)[h0-(H1-H2)]2

/2+(γw+γ')[h0-(H1-H2)]3/6 代入数值得：

189.0=6.0×h02+4.47×1.21（h0-0.733）+4.916（h0-1.10）2+3.333（h0-1.10）3 整理得：

3.333h03+5.921h02+6.692h0-191.454=0.000 解方程得：

h0=3.201m

各支撑按等弯矩布置，则：

h1=1.11h0=3.553m h2=0.88h0=2.817

m h3=0.77h0=2.465m h4=0.70h0=2.241m

h5=0.65h0=2.081m h6=0.61h0=2.817

m h7=0.58h0=1.857m h8=0.55h0=1.

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761m

故，至少需2层支撑。

根据实际情况确定支撑位置如图所示。 h0=2.000m h1=3.000m h2=2.500m 四 各内支撑反力

采用1/2分担法近似计算各内支撑反力

q1=p1(h0+h1)/2={γka(h+(H1-H2)+(γ'+γw)ka[(h0-(H1-H2)]}(h0+h1)/2 =71.0KN/m

q2=p2(h1+h{γka*(h+(H1-H2)+(γ’+γw)ka[(h0+h1-(H1-H2)]}(h1+h2)/2 =158.7KN/m

五 钢板桩入土深度及总桩长： 根据盾恩法求桩的入土深度

由公式γHKa(hi+t)=γ(Kp-Ka)t2 整理得:

(Kp-Ka)t2-Hkat-Hkahi=0

a)2+4(Kp-Ka)Hkahi 解得t=Hka+(Hk2(Kp -Ka)=4.837m

故总长度L=h0+h1+h2+……hi+t= 12.337m

选用钢板桩长度14.0m, 实际入土深T=6.500m

六 基坑底部的隆起验算 Nq=eπtgφtg2(45+φ/2)=6.463

Nc=(Nq-1)/tgφ=14.929 坑外各层土的天然容重加权γ

3

=18.3m 1

坑内各层土的天然容重加权γ

3

2=18.2m

土的粘聚c=5.0KPa

故抗隆起安全系数

Ks=(γ2TNq+cNc)/(γ1(H+T)+q )

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=3.03>1.3 满足要求

七 基坑底管涌验算

KL=γ'T/γwh=2γ'/γwhw =2.03>1.5 满足要求 八 坑底渗水量计算

根据设计地质资料，土的综合渗透系数取K=0.080m/d 基坑开挖面积A=a*b =180 Q=KAi= KAhw/(hw+2T) =4.75m3/d

九 围檩受力计算(20m) 1支承力：R=n/4=q2*a/4=793.42kN 2支承布置见右图。 3围檩弯矩 支撑按等间距布置，如下图： l=a/4=5.000m 由于安装节点的整体性通常不易保证,故按简支粱计算: Mmax=q2l2/8=495.9KN*m 拟选用空心方钢(400*400*14) 弯曲截面系Wz=0.002521m3 容许抗拉强[σ]=200000.0KPa

方钢能承受的最大弯矩M=Wz[σ]=504.2KN*m>

Mmax=495.9KN*m 满足要求 十 支撑杆受力计算

拟选用空心方钢(250*250*8)

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计算长度l0=8.2m，支撑面A=7520mm2，转动惯量I=72290000mm4，容重γ=78.5KN/m3，弯曲截面系Wz=578000mm3。 根据《钢结构设计规范》GB50017-2003表5.1.2-1规定，为b类构件，

钢支撑初偏心lp=l0/500=0.016m 求长细比λ：

i=I/A=97mm

因截面为双轴对称，故λ=l0/i=85 查《规范》附表C得失稳系数φ=0.648

故σ1=N/A/φ= R/A/φ=158111.1KPa< [σ]=200000.0KPa 自重弯矩M=γAl2/8=5.11KN*m 故σ2=M/Wz=8835.0KPa

则 σ=σ1+σ2=166946.0< [σ]=200000.0KP 满足要求 十一 构造要求

1为防止接缝处漏水，在沉桩前应在锁口处嵌填黄油、沥青或其他密封止水材料，必要时可在沉桩后坑外注浆防渗或另施工挡水帷幕。

2在基坑转角出的支护钢板桩，应根据转角的平面形状做成相应的异形转角板桩，且转角桩和定位桩宜加长1m。

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