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钢板桩基坑计算钢板桩基坑支护是一种常见的深基坑支护形式,广泛应用于建筑工程、桥梁工程和地下工程施工中。其核心是利用钢板桩作为围护结构,通过打入土体形成连续的挡土墙,以抵抗土压力和水压力,确保基坑开挖过程中的安全性和稳定性。
计算钢板桩基坑支护时,主要考虑以下几个方面:1)土压力分布,包括静止土压力、主动土压力和被动土压力;2)地下水位影响,需分析渗透力和浮托力对基坑稳定性的作用;3)钢板桩的插入深度,通常通过朗肯土压力理论或库仑理论计算,并结合嵌固深度系数进行校核;4)支撑系统设计,如内支撑或锚杆的位置与强度;5)整体稳定性验算,包括抗倾覆、抗滑移及抗隆起等。
计算方法一般采用弹性地基梁法或有限元法,结合实际地质条件进行模拟分析。此外,还需考虑施工阶段的动态变化,如分层开挖引起的应力重分布。最终目的是确保钢板桩支护结构满足承载力要求秦都花苑eps外墙外保温技术交底,同时控制变形在允许范围内,保障基坑周边环境的安全。
以桩号2c0+390处的开挖深度,4C0+001.5处的开挖宽度为准(本相目的最大开挖深度和宽度)
1桩顶高程H1:4.100m
施工水位H2:3.000m
2 地面标高H0:4.350m
开挖深度H:7.7500m
3土的容重加全平均值γ1:18.3KN/m3
土浮容重γ’: 10.0KN/m3
内摩擦角加全平均值Ф:20.10°
4均布荷q:20.0KN/m2
5基坑开挖长a=20.0m 基坑开挖宽b=9.0m
1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图
kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05
板桩外侧均布荷载换算填土高度h, h=q/r=20.0/18.3=1.09m
桩顶以上土压力强度Pa1
Pa1=r×(h+0.25)Ka=18.3×(1.09+0.25) ×0.49=12.0KN/m2
水位面处土压力强度Pa2
开挖面处土压力强度Pa3
+3.40)] ×0.49=47.8KN/m2
开挖面处水压力(围堰抽水后)Pa4:
Pa4=γ(3.00+3.40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2
三 确定内支撑层数及间距
按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩
能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:
弯曲截面系WZ0=0.001350m3,折减系数β=0.7
采用值WZ=βWZ0=0.00135×0.7=0.000945m3
容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa
由公式σ=M/Wz得:
最大弯矩M0=Wz×[σ]=189.0KN*m
1假定最上层支撑位置与水位同高,则支点处弯矩
故,支撑点可设置在水位下。
2根据上式判断可知,最大允许跨度h0由下式计算
h0=3.201m
各支撑按等弯矩布置,则:
h1=1.11h0=3.553m h2=0.88h0=2.817m h3=0.77h0=2.465m h4=0.70h0=2.241m
h5=0.65h0=2.081m h6=0.61h0=2.817m h7=0.58h0=1.857m h8=0.55h0=1.761m
故,至少需2层支撑。
根据实际情况确定支撑位置如图所示。
h0=2.000m h1=3.000m h2=2.500m
采用1/2分担法近似计算各内支撑反力
五 钢板桩入土深度及总桩长:
根据盾恩法求桩的入土深度
解得t= =4.837m
故总长度L=h0+h1+h2+……hi+t= 12.337m
选用钢板桩长度14.0m, 实际入土深T=6.500m
六 基坑底部的隆起验算
Nq=eπtgφtg2(45+φ/2)=6.463
坑外各层土的天然容重加权γ1=18.3m3
坑内各层土的天然容重加权γ2=18.2m3
土的粘聚c=5.0KPa
Ks=(γ2TNq+cNc)/(γ1(H+T)+q )=3.03>1.3 满足要求
七 基坑底管涌验算
KL=γ'T/γwh=2γ'/γwhw =2.03>1.5 满足要求
根据设计地质资料,土的综合渗透系数取K=0.080m/d
基坑开挖面积A=a*b =180
Q=KAi= KAhw/(hw+2T)
=4.75m3/d
九 围檩受力计算(20m)
1支承力:R=n/4=q2*a/4=793.42kN
2支承布置见右图。
支撑按等间距布置,如下图:
l=a/4=5.000m
由于安装节点的整体性通常不易保证,故按简支粱计算:
津16sz01 天津市海绵城市设施标准设计图集 Mmax=q2l2/8=495.9KN*m
拟选用空心方钢(400*400*14)
弯曲截面系Wz=0.002521m3
容许抗拉强[σ]=200000.0KPa
方钢能承受的最大弯矩M=Wz[σ]=504.2KN*m> Mmax=495.9KN*m 满足要求
[学士]矿井采区总进风巷施工组织设计拟选用空心方钢(250*250*8)
计算长度l0=8.2m,支撑面A=7520mm2,转动惯量I=72290000mm4,容重γ=78.5KN/m3,弯曲截面系Wz=578000mm3。
钢支撑初偏心lp=l0/500=0.016m