双层钢板桩围堰.docVIP

承台顶标高为+1.2m，低标高为-1.3m。外侧围堰河底标高为-0.9m，内侧围堰河底标高为-0.5m。最高水位按+1.7m考虑。水的正常流速按1.0m/s考虑。 采用长度为6m的双层钢板桩，钢板桩之间间距为2m,两层钢板桩之间用原状土回填。钢板桩顶标高为+2.7m，底标高为-3.3m。钢板桩用钢管电焊连接为一个整体。承台开挖至-1.4m，基坑边坡坡度为1：1。 钢板桩围堰的稳定性验算 （1）、计算工况选定 通过分析施工过程的工艺流程，结合理论知识，可以确定外侧围堰的最不利情况下的工作状况为，围堰内承台基坑开挖已经完成，还未进行封底砼的施工。此时土压力达到最大，易失稳。 （2）、计算的理论依据及计算模型 取1延米长的钢板桩为计算单元体，按板桩墙计算。 通过参考相关计算手册、专业理论教材，确定按悬臂板桩的土压力计算模型来模拟计算，土压力理论采用朗金土压力。计算时，考虑到此时围堰的第1道围檩已经安装，对围堰的安全性有帮助，但在计算过程中，不参与计算，相对保险系数加大。 按悬臂板桩的土压力计算公式来计算钢板桩的最小入土深度及围堰的受力状况、稳定性等。 粉质粘土： 主动土压力：Ea= γzm2 -2cm 被动土压力：Ep= γz +2c 公式中： γ 土的自重（KN/m3 ）kPa ））γ=19kN/m、内摩擦角φ=30°、粘聚力C=11.0KPa 按照朗金土压力理论，查相关计算手册及通过公式计算可得： 主动土压力相关系数：m== 0.577，m2 = 0.333 被动土压力相关系数： == 1.732， = 3.000 正常水流速度v=1 m/s，河水的深度按4.4m计算 承台底标高-1.3m，钢板桩长度为6m，顶标高为+2.7m，底标高为-3.3m，主墩位置处河床底标高约为-0.9m左右，钢板桩封底砼底有效入土深度2.4m。 （3）、计算过程 1、 围堰的滑移验算 FS= B-两层围堰之间的间距（m）。 C-为地基土粘聚力。 —为地基内摩擦角(取30度) W-为围堰填土重 —为水平外力 W=2×4.1×19=155.8KN =×36×3.6+×19×2.42×0.333=83.022KN FS= =2×(155.8×0.577+19）/83.022=2.6231.2 故围堰的滑移性安全。 2、取开挖后的最不利条件下的稳定性验算 围堰外静水压力 P1= ρWh P1= ρWh=10×2.6= 26kpa 合力 Ea1 =P1h1 Ea1 =×26×2.6 m=33.8KN 相对与开挖线的力臂L2=1.367m 根据朗金土压力计算公式： h2 =2.4m厚土层地的主动土压力P2 P2=γh2 m2 = 19×2.4×0.333=15.185kpa。 主动土压力合力Ea2 Ea2 = =15.185×2.4=36.443 kN Ea2作用点距离土层底的距离 为1/3土层厚 相对与开挖线的力臂L2=1m 钢板桩有效入土深度1.9m厚被动土压力合力Eb2 根据朗金被动土压力公式得： H1/ =1.9m厚土层地的被动土压力Pb1/ Pb1/= =19×1.9×3.0+2×11×1.732 =146.404kpa 被动土压力合力Eb2 =Pb1/ h1/ Eb2 =0.5×146.404×1.9=139.084KN Eb2作用点距离土层底的距离 为1/3土层厚, 则有合力点相对于围檩的力臂L1/ =1.267m 5、稳定性判断 ②、围堰外侧水及主动土压力的倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Ea1×L1+ Ea2×L2 =33.8×1.367m+36.443KN×1 m =82.648KN ③、围堰内侧水及被动土压力的抗倾覆合力矩为 = MC1 = Eb1×L1 =139.084KN ×1.267 m =172.219KN 安全系数K=172.219÷82.648= 2.083＞=180MPa,抗剪应力取=95MPa。 断面模量：W=M/=76.161×/(180×1.35)=313.42()2270()， 剪应力：=1.5V/A=1.5××89.571/0.02425=5.54MPa=95MPa,故选用的钢板桩满足要求。