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1、南通东方大道快速路高架项目 2 标136#、137#墩钢板桩围堰计算计 算：复 核：审 核：审 定：2012 年 06 月第 1 页 共 7 页一、基本参数一、基本参数1、承台资料承台资料人先河两侧 136#、137#墩承台尺寸均为。136#墩承台底标高-0.3m，地8.2 8.2 2.5m面标高为+3.25m；137#墩承台底标高-0.2m，地面标高为+3.362m。按不利取 137#墩进行计算。2、材料选择、材料选择（1） 、钢板桩采用拉森钢板桩，钢板桩参数见下表：特性宽度 W高度 H腹板 t1翼缘 t2断面积每桩单重惯性矩截面模数 型号 单位mmmmmmmmcm2/mkg/mcm4/mc
2、m3/m拉森40015515.511.094.2774.031573.52037（2） 、内支撑采用工 32a 型钢。3、地质情况、地质情况查南通市东方大道快速化改造工程总体设计图知墩位处地质情况:素填土1厚为 3m，摩擦角 15 度；粉砂夹粉土厚为 2.5m，摩擦角 31.69 度；粉土夹粉粘厚为237.5m，摩擦角 28.07 度,土的平均容重 =19kN/m3。地下水位取近 35 年最高潜水位标高为+2.5m。二、土压力计算二、土压力计算基坑按设计一道内支撑考虑，基坑开挖到内支撑位置时，安装内支撑后继续开挖至基坑底设计标高时最不利，取钢板桩总长取 9m 估算。钢板桩桩底标高：-5.638
3、m。基坑开挖后承台底未浇注砼垫层之前为最不利工况，取此工况进行计算。按各土层平均值计算，摩擦角加权平均值：3 15+2.5 31.69+3.5 28.07=24.723+2.5+3.5用等值梁法计算，假定钢板桩内外土压力平衡点为正负弯矩转折点，此点距基坑底为 y（被动土压力修正系数 K 取 1.7）：第 2 页 共 7 页；2tan (4524.72 / 2)0.41aK2 ptan (45 +24.72 / 2)2.44K图 1、钢板桩计算简图122()()aphhy KhyyKKy水水19 0.862 0.41 9 (2.80.41 10 (2.89 1.7 2.44101.34yyyyy
4、m ）2 2.5119 0.862 0.416.71/aph KkN m2 -0.312219 0.862 0.41 9 2.8 0.41 10 2.845.05/aaph Kh KhkN m 水三、钢板桩受力计算三、钢板桩受力计算1、按单锚深埋计算、按单锚深埋计算在承台顶面以上 50cm 处设置钢板桩内支撑，取单位宽度钢板桩计算。等值梁计算图式如下：第 3 页 共 7 页图 2、等值梁计算图式(m、kN/m)用 MIDAS 计算得：图 3、弯矩图（kNm）图 4、反力图（kN）钢板桩最大弯矩：支座反力：Ra=48.3kN，P0=57.41kN；max72.11MkN m钢板桩最大弯曲正应力：
5、3max max72.111035.42037MMPaMPaW2、钢板桩长度计算、钢板桩长度计算求 x 可根据 P0和墙前被动土压力对钢板桩底端的力矩相等求得，即2 06)( xKKKPap第 4 页 共 7 页066 57.413.2()9 (1.7 2.440.41)paPxmmKKK钢板桩最小埋深：t0=x+y=3.2+1.34=4.54m实际埋深：t=1.2t0=5.448m承台底以上钢板桩长度：h2=3.362+0.3=3.662m钢板桩长度：5.448+3.662=9.11m考虑地面平整取钢板桩长度 9m 合适。四、内支撑计算四、内支撑计算通过上述计算，内支撑所受均布荷载 Ra48
6、.3kN/m。内支撑采用工 32a。拟定内支撑布置如图，用 MIDAS 建模验算。图 4、钢板桩平面布置图（mm）用 MIDAS 建模计算，计算结果如下：第 5 页 共 7 页图 5、内支撑正应力图（MPa）图 6、内支撑剪应力图（MPa）第 6 页 共 7 页图 7、内支撑变形图（MPa） 综上，围檀最大正应力，满足要求； max92.68145 1.3188.5MPaMPa，满足要求； max33.3985 1.3110.5MPaMPa，满足要求； max35001.9068.75400fmmfmm角撑最大正应力，满足要求； max34.9145 1.3188.5MPaMPa，满足要求；
7、max49501.0512.375400fmmfmm五、稳定性验算五、稳定性验算支护体系的稳定性验算是基坑工程设计计算的重要环节，主要基底抗隆起稳定分析和抗管涌验算等。考虑支撑作用，不进行整体稳定性和抗倾覆稳定性验算。第 7 页 共 7 页1、基底抗隆起稳定性分析、基底抗隆起稳定性分析如图所示，假定地基沿 ABCE 绕圆柱面中心 O 点向坑内滑移，忽略坑内土体的抗隆起作用及土体与地下板墙间的摩擦力，仅考虑由 ABCD 面上的剪力来抵抗滑动力。坑壁土体容重取为，。319/kN m3.662Hm5.448Dm63.6hMkN m稳定力矩： 232324tan tan 343rahMKH DDHDD
8、M 232320.41tan24.7219 3.6625.44819 5.448 +3 4tan24.7219 3.662 5.44819 5.448 63.643 3344.77/rMkN m m转动力矩：22a19 3.662 5.4481032.56/22HDMkN m m则：，故基底土体不会隆起。a3344.773.21.51032.56rMKM2、基坑、基坑底管涌验算底管涌验算基坑开挖后，基坑内排水，形成水头差，当动水压力大于基坑土体的有效重度时，h第 8 页 共 7 页则会产生管涌现象。，埋深。要避免管涌现象出现，则要求： 2.8hm5.448tm。其中，为土的有效重度，；为动水压力，/2.0Kj319 109/wkN mj。2.8102.04 22.8 10.896wwhjiht可得，/9/ 2.044.42.0Kj故钢板桩入土深度满足要求，不会产生管涌现象。
