钢板桩围堰计算

钢板桩围堰设计计算 施工方案

跨昌九高速特大桥10#～13#墩位于大屋周水库内，采用筑岛围堰钻孔，钢板桩围堰进行承台及墩身施工。

水中墩采用草袋围堰、筑岛填心的方式做为钻孔桩作业平台。围堰平面尺寸为21.1m×19.5m，按1：1设置边坡，内侧距承台边6m，围堰顶标高应控制在比施工期间最高水位高0.5～1.0m左右。筑岛围堰如图所示。

钻孔桩施工完后，沿承台开挖面打插 [16槽钢作止水幕墙，防止开挖时渗水造成基坑坍塌。钢围堰平面尺寸为12.1m×10.5m，承台开挖每边工作面150cm，钢板桩围堰布置详见附图。

承台开挖采用挖掘机垂直开挖，人工配合，槽钢长12米，入土深度≥4米,高出围堰顶20cm。槽钢采用咬口连结，对口支撑，支撑共设置四道，底口及顶口分别设计一道，中部两道。在每个角点同时设置三角撑，增加其整体刚度，防止承台开挖后型钢发生位移。支撑均采用2[16槽钢。

0.5m草袋围堰钻孔桩作业平台0.50.5m施工期间水位1:1h粘土填芯1:1河塘底B+12围堰断面图

7.1、计算说明

筑岛围堰采用附近路基挖方弃土填筑，主要为粉质粘土。跨昌九高速特大桥围堰顶高34m ,承台底标高约28m；大塘垄大桥围堰顶高40m,承台底标高约33m。综合各方面因素，取最不利工况设计，承台开挖最深达8m。基坑在实际开挖中，采用挖掘机挖土，对基坑支护也产生影响。

7.2、钢板桩计算

施工中采取先施工钢板桩、对口撑，然后开挖土层至坑底设计标高为止。

为保证基坑施工安全：基坑开挖弃土及时运走，不得放置于基坑四周。施工中选用PC200型挖掘机在基坑边开挖，查PC200型挖掘机产品说明书知其性能如下：

整机自重20.2吨，铲斗0.8方，接地比压42Kpa

20.21.84245.7kpa则挖掘机挖土时的接地比压为：20.2，取46Kpa

承台基坑支护及计算简图见插图：

①、现场参数数据

土质为粉质粘土：平均重度γ＝18kN/m3

粉质粘土摩擦角￠＝15°

粘聚力c＝11kpa

开挖机械对钢板桩产生的水平均布荷载按照46kn/m2考虑。

水平支撑一层，置于顶部。具体情况参见插图。

②、土压力系数

katg2(450)0.592主动土压力系数：

2coskpcossin()sin 被动土压力系数：

 ——桩土间考虑摩擦角的值取

10023

故：

kp2.13

③、钢板桩入土深度计算

对A点取矩，令MA0,埋入深度为x米，得

ka(hx)222(hx)qka(hx)2rkpx(h23x)0322

2解三次方程，经试算得：

x8.8m

④、支撑力TA计算

令MB0,求TA：

xEP(hx)Ea(hx)Eq(hx)TA0332

解得：

TA77kn/m

⑤、求最大弯矩

最大弯矩在剪力为零处，从桩顶往下y处剪力为0，则：

Kary2qKayTA0 2

解得：

y2.03m

最大弯矩为：

MmaxqKay2rKay3TAy85.58KN.m26

⑥、钢板桩计算（1延米范围）

钢板桩上最大弯矩为：

Mmax85.58KN.m

鞍Ⅳ型钢板桩特性：（每米宽）

I31.963cm4 W2043cm3 155Mpa

M85.5841.9MpaW2043106

有安全富裕量

所以可以选用鞍Ⅳ型钢板桩作为挡土桩，入基坑底土深度5.25m即可。如果土质较差，可以取1.1～1.2×5.25m作为桩嵌入坑底深度。

钢板桩支撑两道，分别设在标高16 m和13.2m 处

2、支护横梁计算

支撑竖向间距和各道水平支撑上土压力的确定后，可以求出2［30水平向槽钢支撑的对口撑间距。

按照多跨均布荷载弯矩计算公式，推算如下：

Mql2W10w

q——取水平支撑力774kn/m

3W——2［30槽钢特性：W3873332mm

l——横梁跨度

故：

l10w4.35mq

挠度验算 ：

ql47743504f8.6mm128EI1282.11055812105

故横向水平支撑在4.35m范围内设置对口支撑均满足要求

3、支护横梁的对口撑的计算

2［30水平横向支撑在4.35m范围内设置对口支撑，按照此要求选取对口撑材料。根据ZH10~11、EW18~19、WE13~14跨越何杨铁路（单线）,各承台尺寸及开挖尺寸，确定最大开挖基坑为ZH11左＋右承台：19.6×7.6m。据此进行对口撑计算。

选用Φ299mm厚度7.5mm的钢管。

E2.1105Mpa A6868mm2 i103mm

截面最小回转半径： 0.103m

l27.6148r0.103

杆件长细比：

查表得：0.306

强度验算：

P1.1ql1.1755404.35361459

P36145952.6MpaA6868

稳定性验算：

P361459172MpaA0.3066868

满足要求