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1、 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 1 目目 录录 1、计算依据、计算依据 2 2、工程概况、工程概况 2 3、地质情况、地质情况 2 4、设计施工方案概述、设计施工方案概述3 5、围护结构计算、围护结构计算.5 5.1 设计计算参数设计计算参数 .5 5.1.1 材料设计指标5 5.1.2 内支撑支撑刚度5 5.1.3 内支撑材料抗力5 5.1.4 设计安全等级6 5.2 9.91m 深大基坑围护结构设计分析深大基坑围护结构设计分析.6 5.2.1 设计荷载计算6 5.2.2 开挖过程结构分析6 5.2.2.1 排水开挖单元计算分析结果
2、.6 工况（一）基坑开至 9.91m.6 工况（二）浇筑封底混凝土拆除第三层临时支撑 21 5.2.2.2 注水开挖单元计算分析结果 .23 工况（一）基坑开挖至 8.5m.23 工况（二）带水开挖 8.5m9.91m（保持基坑内水位标高+13.06m 以上）25 工况（三）水下混凝土封底后抽水至基坑底 26 5.2.2.3 C25 封底混凝土计算.26 5.2.3 支撑体系设计计算28 5.2.3.1 建立力学受力模型 31 5.2.3.2 弯曲应力分析 32 5.2.3.3 变形分析 33 5.2.3.4 剪应力分析 35 5.2.3.5 支撑稳定性验算 36 浍河大桥深基坑围堰计算书 中
3、铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 2 1、计算依据、计算依据 1.1 蚌埠至固镇公路改造工程 ； 1.2 建筑施工计算手册 ； 1.3 钢结构设计规范 （GB500017-2003） ； 1.4 理正深基坑软件说明书； 1.5公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007 1.6建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99） 1.7建筑基坑工程技术规范 （YB9258-97） 1.8 理正深基坑 6.01 软件，Midas Civil 软件 2、工程概况、工程概况 蚌固公路南起 G36 宁洛高速公路与 S101 交叉处（蚌埠北互通立交处） ，下穿京沪铁路及 G36
4、宁洛高 速公路后，向北顺原 S101 进行布线，跨北淝河，经曹老集后，在磨盘张北偏离老路改走新线，下穿京沪 高铁后，跨怀洪新河，沿固镇经济开发区东布线，在大门东处跨浍河，经固镇县城东、宋店，在十二里庙 子南下穿京沪高铁后，经董庄、核树，终于任桥镇南，顺接上原 S101，全长 53.0 公里。 本标段为蚌埠至固镇公路改造工程路基工程 LJ-03 标段，起讫桩号 K29+000.0K36+600.0，全长 7.6 公里。浍河大桥为跨浍河而设计，浍河为 IV 级航道，通航衔接尺寸为底宽 90m，顶宽 81m，侧高 5m，十 年一遇最高通航水位 18.23m，百年一遇设计水位 19.4m。 浍河大桥起
5、讫里程 K30+607K31+583,全长 976 米。全桥共 7 联：430+530+（60+100+60） +430+430+430+430m；引桥上部结构采用预应力砼小箱梁，先简支后连续。下部结构采用柱式墩、 柱式台，墩台采用桩基础；主桥上部结构采用变截面预应力砼连续梁，下部结构采用圆端形实体墩，承台 群桩基础。 根据现场施工技术调查，桥位处水域宽约 230m，主航道水深约 5m，连续梁 P10、P11 主墩分别位于 浍河主航道南北两侧。P10 墩位处水深 1.1m1.4m，承台边距主航道约 12m；P11 墩位处水深 2.23.1m；P8、P9 墩位处水深 0.35m；P7 墩位于水岸
6、交接处。南岸水中墩位处河床较平坦，局部有少许 淤泥或无淤泥，北岸 P11 墩位处距主航道较近，河床坡度较大，淤泥深 0.8m 左右。 3、地质情况、地质情况 根据工程地质勘测报告，桩基的地质情况如下表。 土层参数 - 层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa) (度) 1 素填土 3.0518.88.838.0017.40 2 淤泥质土 8.0017.87.021.009.10 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 3 3 粉砂 5.4019.79.7- 4 粘性土 5.7019.79.7- 层号与锚
7、固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (kPa) 130.033.0014.40 分算m法 8.12- 220.016.206.10 分算m法 2.85- 310.00.0029.60 分算m法 2.38- 475.060.3010.40 合算m法 4.12- 4、设计施工方案概述、设计施工方案概述 根据各水中墩的基坑开挖深度及桥位处地质水文情况，水中墩 P10-P11 墩基坑均采用 NSP-w 型钢 板桩支护， P10、P11 墩围堰平面尺寸 25.3m13.1m，基坑开挖深度 10.4m，采用 18mNSP-w 钢板桩及 两层围囹及
8、内支撑。围囹采用 HW400400mm 型钢、60060016mm 箱型梁，对口撑采用 60060016mm 箱型梁、角撑采用 60916mm 圆管。钢板桩围堰具体尺寸详见附图。 .第 一层围囹 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 4 第二层围囹 图 4.1 P10、P11 墩钢板桩围堰平面示意图 图 4.2 P10、P11 墩钢板桩围堰断面示意图 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 5 5、围护结构计算、围护结构计算 5.1 设计计算参数设计计算参数 5.1.1 材料设计指标材料设计指标
9、围囹及内支撑力学特性指标： 钢材设计强度值（N/mm2） 钢材 序号材料名称 抗拉、抗压、抗弯抗剪承压 1Q23514585325 2焊接用热压延钢板桩 JIS A 5523(SYW295)295 说明：设计按容许应力法取值。 5.1.2 内支撑支撑刚度内支撑支撑刚度 P10、P11 墩墩 内支撑体系中，上层围囹采用 HW400400mm，二层围囹采用 60060016mm 箱型梁，对口撑采 用 60060016mm 箱型梁，斜撑采用 60916mm 圆管。 计算内支撑刚度取最长自由长度，则 第一层内支撑刚度 m/172610 4 . 6 298071006 . 2 9 . 022 6 5 1
10、 MN L EA KT 第二层内支撑刚度 m/193910 7 . 5 298071006 . 2 9 . 022 6 5 2 MN L EA KT 式中： 1T k 为支撑结构刚度系数；a为支撑松弛系数，取 0.81；E 为弹性模量(N/mm2) ;A 为支撑断面 积(mm2)；L 为杆件受压计算长度（m） 。 5.1.3 内支撑材料抗力内支撑材料抗力 60916mm 圆管：KNAT388910145298079 . 01f 3 y1 HW400400mm 型钢：KNAT279910145214549 . 01f 3 y2 60060016mm 箱型梁： KNAT48771014537376
11、9.01f 3 y3 T 为支撑材料抗力(kN)；A 为支撑断面积(mm2);fy 为抗压强度设计值(N/mm2); 为与长细比有关调整 浍河大桥深基坑围堰计算书 中铁四局集团有限公司蚌埠至固镇公路改造路基工程三标项目经理部 6 系数； 为工程形式有关的调整系数(通常对称支撑取 1.0)。 5.1.4 设计安全等级设计安全等级 基坑为二级基坑，安全系数为 1.0。 5.2 9.91m 深大基坑围护结构设计分析深大基坑围护结构设计分析 支护结构和支撑体系变形与内力采用理正深基坑支护结构设计软件整体计算进行分析；支护结构的抗 倾覆稳定性、抗隆起、抗管涌、嵌固深度采用理正深基坑支护结构设计软件单元设
12、计进行分析；利用单元 计算的支撑反力作为荷载施加于围囹上，对支撑体系承载力验算采用 Midas Civil 进行分析。 5.2.1 设计荷载计算设计荷载计算 按安徽省建筑基坑工程技术规程 （DB33/T1008-2000）规定，无建筑的基坑周边地面应考虑 20kPa 的超载。 5.2.2 开挖过程结构分析开挖过程结构分析 采用理正深基坑支护结构设计软件 6.01 版进行分析。 在进行基坑设计时，如果因地质断面差异变化大，钢板桩底部未完全伸入粘土层，未出在进行基坑设计时，如果因地质断面差异变化大，钢板桩底部未完全伸入粘土层，未出 现出现基底涌水时，排水开挖至坑底；若出现基坑涌水时，将暂停排水开挖
13、，进行基坑注水现出现基底涌水时，排水开挖至坑底；若出现基坑涌水时，将暂停排水开挖，进行基坑注水 后采用高压水枪配合吸泥机进行清淤，取消第三道临时支撑，水下封底砼。相应地，基坑支后采用高压水枪配合吸泥机进行清淤，取消第三道临时支撑，水下封底砼。相应地，基坑支 护结构按取消第三道临时支撑、带水开挖进行验算，具体步骤如下：护结构按取消第三道临时支撑、带水开挖进行验算，具体步骤如下： （1）在保持）在保持 18m 钢板桩长度不变的前提下，考虑基坑底砂性土影响，计算出满足抗渗钢板桩长度不变的前提下，考虑基坑底砂性土影响，计算出满足抗渗 透稳定条件的钢板桩嵌固深度，以及对应的基坑无水开挖深度。透稳定条件的
14、钢板桩嵌固深度，以及对应的基坑无水开挖深度。 （2）计算出继续进行基坑带）计算出继续进行基坑带 水开挖时基坑内的需保持的水面高度，在计算时需考虑以下两件条件：水开挖时基坑内的需保持的水面高度，在计算时需考虑以下两件条件：平衡基底土层抗渗平衡基底土层抗渗 透稳定条件的影响；透稳定条件的影响；开挖至基底时，第二层支撑以下钢板桩的应力要求。开挖至基底时，第二层支撑以下钢板桩的应力要求。 （3）封底达到规）封底达到规 定强度后抽水，封底砼按基底加固土考虑，再计算此时的基坑受力情况。定强度后抽水，封底砼按基底加固土考虑，再计算此时的基坑受力情况。 经试算，如果存在基底涌水，满足钢板桩锚固深度的排水开挖深
15、度不大于经试算，如果存在基底涌水，满足钢板桩锚固深度的排水开挖深度不大于 8.5m。 综合上述因素，分为综合上述因素，分为排水开挖排水开挖与与注水开挖注水开挖两种单元分析。两种单元分析。 排水开挖分两个工况进行验算：排水开挖分两个工况进行验算： 工况（一）：基坑直接排水开挖至工况（一）：基坑直接排水开挖至 9.91m 处。处。 工况（二）：浇筑封底混凝土拆除第三层临时支撑。工况（二）：浇筑封底混凝土拆除第三层临时支撑。 注水开挖经试算后分三种工况进行验算：注水开挖经试算后分三种工况进行验算： 工况（一）：基坑直接排水开挖至工况（一）：基坑直接排水开挖至 8.5m 处。处。 工况（二）：基坑注水至标高工况（二）：基坑注水至标高+13.06m 位置处，水下吸泥开挖至位置处，水下吸泥开挖至+9.91m（基底标高（基底标高 +5.56m） 。 工况（三）：等封底混凝土达到设计强度达到工况（三）：等封底混凝土达到设计强度达到 75%后，基坑抽水至基坑底后，基坑抽水至基坑底。 5.2.2.1 排水开挖单元计算分析结果排水开挖单元计算分析结果 工况（一）基坑开至工况（一）基坑开至 9.91m -
