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刘西河箱涵拉森钢板桩围护计算书.docx

刘西河箱涵拉森钢板桩围护计算书

涵洞距离御园路中桥约12m，距离南侧建筑物约21.5m。为保证附近建筑物安全，需采用钢板桩围堰支护。

参照设计说明书中3.3地基土特征广明高速第二合同段临时用电工程施工方案，项目与施工相关土层为：

2.《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）

3.《公路工程施工安全技术规程》（ JTJ 076—95）

5.《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2001）

6.《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—2005）

11.《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）

四、钢板桩的支护思路及要点

根据本工程场地地质情况特点，本工程钢板桩主要作用是保证基坑边的稳固同时隔绝地下水流入基坑，起到支护边坡的作用。设计要点如下：

1.采用拉森式IV型钢板桩，桩长15m；

2.钢板桩穿过粉砂夹粉土层，进入粘土层；

3.钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的止水帷幕；

4.为保证基坑安全，钢板桩嵌固深度不小于8.1m。

根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用的拉森IV型钢板桩，拉森IV型钢板桩宽度适中，抗弯性能好，其主要技术参数为：W=2270cm3，g=76.1kg/m，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度15m长，要求钢板桩入土深度不小于8.1m。

注：①h———基坑开挖深度。

②α———相对距离比α＝ｘ/ｈａ。为管线、邻近建（构）筑物基础边缘（桩基础桩端）离坑口内壁的水平距离与基础底面距基坑底垂直距离的比值.

③工程地质、水文地质条件分类：

Ⅰ复杂──稍密以下碎石土、砂士和填土，软塑～流塑粘性土，地下水在基底标高之上，且不易疏干；

Ⅱ较复杂──中密碎石土、砂土和填土，可塑粘性土，地下水位在基底标高之上，但易疏干；

Ⅲ简单──密实碎石土、砂土和填土，硬塑～坚硬粘性土，基坑深度范围内无地下水。

由上述规定结合本工程实际情况得知，本基坑侧壁安全等级为三级。

本工程基坑施工工艺流程为：

放坡→打桩定位放线→施打钢板桩→土方开挖→施打挡土板→垫层施工→箱涵施工→回填土方→拔起钢板桩

由测量人员放出钢板支护结构的轴线和边线，然后在边线位置撒上白灰进行钢板桩的打设。

拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：

采用IV型15m长密扣拉森钢板桩。拉森钢板桩采用振打入法，采用单桩逐块打设。施工时，先用吊车吊起振动锤，振动锤将钢板桩上端夹紧。然后将钢板桩吊至插桩点进行插桩，插桩时对准锁口后将钢板桩振动打入。施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况。

②打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。

③打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。

④在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

⑥密扣且保证开挖后入土不小于8.1m，保证钢板桩顺利合拢；特别是工作基坑的四个角要使用转角钢板桩

箱涵基坑采用双排钢板桩+二级挡土板支撑支护方案

为了减少对混凝土结构施工影响，缩短工期，尽量采用长15米钢板桩施工和干封底，同时减小外侧土压力，减轻围檩和支撑压力，计划将原地地表土放坡挖去2.10米，坡顶标高+3.00米，再打入钢板桩。

这种做法目的是：基坑内不再设围檩支撑，便于土方开挖和运输，同时混凝土结构施工不受支撑影响，可以大大提高施工进度。

由试算表中可知，当H’=5m即基坑深度挖至5.5m时，钢板桩应力已接近承载力容许值要求(若采用旧钢板桩，其容许应力为140*1.3=182MPa)，因为基坑总深度为6.6m，无法直接挖至设计标高。

综合考虑其安全性和经济性，拟将基坑一次开挖至4.70m，即H’=4.20m。

用5m钢板桩或H型钢在距内侧钢板桩2.0m处再打一排桩，主要目的是挡土，防止基坑内土体滑移，破坏钢板内侧被动土压力。

这种做法目的是：基坑内不再设围檩支撑，便于土方开挖和运输，同时混凝土结构施工不受支撑影响，可以大大提高施工进度。从经济角度来看，增加型钢与围檩支撑造价相差不大。

Pb+Pbw=Pa+Paw

1.676*2.22*8.3*y+10y=18.3*0.45*0.8+0.45*8.3*(4.2+y)+10*(4.2+y)

用midas 2013建立模型如下：（单位kN/m）

经计算，支点反力(kN)、弯矩(kNm)如下：

σ=M/W=258400000/2270000=113.8MPa<205MPa

此时R1=106.8kN/m(相当于作用在冠梁上的均布荷载为q=106.8kN/m)，锚杆间距为2m，单根锚杆承受的拉力为213.6kN。

冠梁承受的最大弯矩：M=106.8*2*2/8=53.4kNm，[σ]=205MPa

W=M/[σ]=50000000/205=260488mm3

采用双拼16#工字钢或双拼18a#槽钢结构：W=282000mm3

采用D=28mm的PSB1080精轧螺纹钢，其容许拉力

3.1416*14*14*1080/1000=665kN>213.6kN

采用二级挡土板方案时，二级挡土板结构受力计算

采用长4.2m型钢挡土板（HW125*125*6.5*9）计算：

结构模型为下端锚固，上端自由悬臂板

T／CWAN 0043-2021 搅拌摩擦焊搅拌头设计及制造标准.pdf K=1.676 Kp=tan2(45+28.3/2)=2.80 γp=8.5

Pa+Paw=Pb+Pbw

8.5*0.36*(1.9+y)+10*(1.9+y)=1.676*2.8*8.5*y+10y

24.814=34.0748y

住宅小区（南区）工程（市政配套）施工组织设计用mids2013建模如下：

选用HW125*125*6.5*9，，Wx=134.8cm3，应力如下：

桩长为1.9+0.73+1.54=4.2m