钢板桩力学计算

随着我国城乡建设的发展,人民生活水平的不断提高,对城市的防洪要求也不断提高,旧城区原有的排水系统已经不能适应新要求。因此,要对旧城区的排水系统进行改造。而旧城区的地下管线错综复杂,街道两旁的建筑物基础结构参差不齐,为了防止基坑开挖的塌方,减少对周围建筑物的破坏,对不同城市地形、地质特点可以采用不同的施工方法。本文结合江门市良化大道排水改造工程施工的实际,浅谈钢板桩支护施工技术,希望能起到一些借鉴作用。
1、工程概况
1.1、工程简介
江门市良化大道排水改造工程是为解决白石林水浸问题而兴建的,该工程位于江门市繁华闹区里,行人、车辆比较多,排水渠结构边离建筑物最近的距离为7.5米,开挖深度大部分在5米左右,最深达5.9米,最大开挖宽度为7.5米,全长约1000米,北起白石大道,南接江北路良化泵站。
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1.2、岩土工程地质情况
1.2.1、地形地貌
拟建场地在地貌上原属三角洲沉积地带,由于人工改造,在里程0+000~0+300段表面已覆盖了厚度不一的填筑土,地面标高多在+4.00m~+4.50m之间,其余段里程则已铺设混凝土路面,路面标高在-3.90m~-
5.10m(黄海高程)之间。
1.2.2、土层特征
勘察查明,在钻探所达深度范围内,场地地层可分为四个土层,现分述如下:
1.2.3、地下水简况
在勘察深度范围内,筑填土层、淤泥及亚粘土为弱透水层,在浅部筑填土层内赋存少量孔隙潜水,主要靠大气降雨及侧向径流补给。
据终孔后统一测量的水位,地下水埋藏深度在1.1~2.1m之间,水位标高在+2.24~+3.0 0之间,无明显规律性。
2、支护方案
本项目基槽开挖深度约5米,根据工程地质分析,槽壁开挖范围主要为人工填土和淤泥,而槽底则基本位于淤泥中。因此,若处理不当,将无法保证两侧的稳定,引起整体滑波、基底隆起等严重后果,开挖前必须进行可靠而有效的基坑支护处理。仿皮绒
针对本工程的地质特点,采用钢板桩、IIP型钢围檩加内支撑支护方案,钢板桩采用间隔施打,桩中心距0.8m,与内支撑结合可保证不会倾覆破坏,在打完钢板桩之后,在钢板桩顶以下1.0米处设置一道IIP型钢围檩及直撑。
基坑开挖期间可通过变形观测对钢板桩的位移进行有效控制,充分保证基坑安全。钢板桩施工简便,工序简单、容易控制质量。同时施工快捷、工期短且现场整洁,完工后即可开挖基坑,另外钢板桩可重复使用,节省投资。
3、设计计算
3.1、地下无淤泥层区段设计计算
3.1.1、计算参数
土层按ZK11号孔作为典型断面进行计算。
C、Φ、γ值取各土层的加权平均值,即γ=19.5KN/m2,c=18.2Kpa、Φ=16.48度。
地面附加荷载q=20Kpa。
3.1.2钢板桩桩长计算
沿基槽边取一延长米计算,开挖深度约5米,板桩墙前后土压力采用水土压力合算模式进行:
ea a=qK0-2c<0
h0=(2c-q K0)/(γK0)=1.47
ea b=(q+γh+γt) K0-2c=38.37+10.88t
epc=2c=48.74KN/m
epb=γt K0+2c=34.94t+48.74
由桩上作用力对支撑点d点的力矩平衡得:
1/2*(38.37+10.88t)*(t+3.53)(2t/3+2.82)
=48.74t*(t/2+4)+1/2*34.94t2*(2t/3+4)
解得:t=1.45m
则桩入土深度d=1.1t=1.6m
地面卸载0.6m后,使用6m长的钢板桩。
3.1.3、钢板桩强度计算:
ΣH=0得:
T=1/2*(38.37+10.88t)*(t+3.53)-1/2*(2*48.74+34.94t)t计费系统
=27.42KN/m
设钢板桩的最大弯矩截面在距地面x0处
则1/2[(q+γx0)K0-2c](x0-1.47)=T
即x02-2.94x0-2.88=0
x0=3.72m
Mmax=T(x0-1)-1/6[(q+γx0)K0-2c](x0-1.47)2 =53.96Kn.m 间隔打U型Ⅲ号钢板桩
W=278.75cm
σmax=Mmax/W=193.58Mpa<f=215Mpa
3.1.4、围檩强度计算:
围檩间距取L=5m
Mmax=1/8TL2=85.69Kn.m
选用HP300*300*94.5kg/m型钢
W=1360cm σmax=Mmax/W=63.0Mpa<f=215Mpa
3.1.5、支撑强度计算
轴向力 N=27.42*5=137.1KN
最大支撑长度约6m
材料选用HP300*300*94.5kg/m型钢
W=1360cm2 W=450cm2 i=7.51cm  A=132cm2
Λ=L/i=79.9查表得Φ=0.687
Σ=N/(ΦA)=15.12Mpa<f=215Mpa
3.2、地下淤泥层较厚区段设计计算
3.2.、1计算参数
土层按ZK14号孔作为典型断面进行计算。
C、Φ、γ值取各土层的加权平均值,即γ=18.52KN/m2,c=11.54Kpa,Φ=10.32度。
遮蔽肩垫
地面附加荷载q=20Kpa
3.2.2、钢板桩桩长计算
沿基槽边取一延长米计算,开挖深度约5米,板桩墙前后土压力采用水土压力合算模式进行。
中央供氧
ea d =qK1-2c<0
h0=(2c-qK)/(γK)=0.41M
ea b=(q+γh+γt)K-2c=59.12+12.89t脉动测速
ep c=2c=22.67KN/M
ep b=γtK+2c=26.61t+27.67
由桩上作用力对支撑点d点的力矩平衡得:
1/2*(59.12+12.89t)*(t+4.59)(2t/3+2.47)
=27.67t*(t/2+4)+1/2*26.61t2*(2t/3+4)
解得:t=5.3m
则桩入土深度d=1.2t=6.36m,取桩长L=12m
3.2.3、钢板桩强度计算
ΣH=0得:
T=1/2*(59.12+12.89t)*(t+4.59)-1/2*(2*27.67+26.61t)t =109.79KN/m
设钢板桩的最大弯矩截面在距地面x0处
则1/2[(q+γx0)K-2c](x0-0.41)=T
即x02-0.82x0-16.88=0  x0=4.54m Mmax=T(x0-1)-1/6[(q+γx0)K-2c](x0-0.41)2
=237.44KN.m
间隔打U型Ⅲ号钢板桩 W=1340CM2
σmax=Mmax/W=177.20Mpa<f=215Mpa
3.2.4、围檩强度计算

本文发布于:2024-09-23 23:21:20,感谢您对本站的认可!

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