拉森钢板桩围堰受力验算.docxVIP

1拉森钢板桩力学验算1.1设计资料根据某项目承台、钢板桩结构表中基坑实际开挖情况选取最不利工况进行钢板桩的力学验算。三桥1#承台处水深0.76m，湖床底标高18.74m，承台底标高15.5m，设置一道支撑，支撑标高18.8m，封底混凝土后0.5m，则开挖深度3.24m+0.5m=3.74m；坑内、外土的天然容重加权平均值、均为：18.9KN/m3；内摩擦角ф取15°；粘聚力C：24KPa；钢板桩采用拉森钢板桩，选用SPⅢ型，钢板桩参数 A=76.42cm2，W=1340cm3/m，=200Mpa，桩长12m。1.2 钢板桩入土深度计算1.2.1 内力计算根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P284页(5-89、5-90）公式得：上部水体荷载换算成土体荷载高度：h=qh0/γ=0.76*9.8/18.9=0.38m1.2.2 入土深度验算主动土压力系数，被动土压力系数从上可知：Ka=0.59，Kp=1.69。本工程拉森钢板桩采用单支撑支护，入土深度计算简图如下：由静力平衡条件有：式中R---支撑力； L2---被动土压力合力至支撑的距离，即L2=H1+2/3t； L1---主动土压力合力至支撑的距离。被动土压力 =1/2γt2主动土压力 =1/2γ代入上式得到最小入土深度t的方程：求解的最小入土深度t=4.74m。本工程采用12m长拉森钢板桩，在最不利位置处入土深度为6.5m，完全满足要求。1.3钢板桩稳定性验算1.3.1 钢板桩强度验算（1）桩顶悬臂段验算拉森SPⅢ型钢板桩顶部悬臂段最大允许跨距为：实际悬臂长度为1.78m，完全满足要求。（2）强度验算由静力平衡条件：有 =1/2γt2=15.97t2=358.1KN =1/2γ=5.57*(t+4.12)2=437.2KN求得R=79.1KN剪力为零的点据支撑点的距离h则：取k=1.4，得h=2.25m。M=79.12.25=177.98KNm则==132.8MPa 完全满足要求；完全满足要求；所以本工程采用的钢板桩能够满足强度要求。1.3.2 管涌验算管涌的原因主要受到水的作用影响，计算时考虑有水一侧，基坑抽水后水头差为h1=4.12m，入土深度t，最短的渗流途径为h1+2t，不产生管涌的安全条件：式中为安全系数取1.7；水容重取；土的浮容重为；水力梯度计算得t3.88时，不会发生管涌。本工程入土深度完全满足，则不会发生管涌。1.3.3 基坑底部隆起验算基底抗隆起稳定性分析采用,，H抗隆验算方法。本工程实际入土深度t=6.5m、开挖深度H=4.12m、、、、安全系数=9.62=31.9=9.21.7完全满足要求，则不会发生地基隆起。1.4围囹和支撑验算1.4.1 受力分析围囹设两个脚撑和一道对撑，结构如下图围囹处支撑反力79.1KN/m，即为作用在围囹上的均布荷载，横向围囹建模平面如下：求得弯矩图和剪力图：围囹弯矩Mmax=41.62KNm，剪力Vmax=99.39KN；同时求得斜撑和对撑的支反力R1=197.6KN，R2=198.8KN。纵向围囹建模平面如下：求得弯矩图和剪力图：围囹弯矩Mmax=27.13KNm，剪力Vmax=85.43KN；同时求得斜撑的支反力R1=159.4KN 。1.4.2 强度验算由以上求得围囹所受最大弯矩Mmax=41.62KNm，剪力Vmax=99.39KN，斜撑和对撑的最大支反力R1=197.6KN，R2=198.8KN。桥梁工程的钢板桩围堰支撑采用H400×300型钢围囹，内支撑采用Ф300mm×10mm无缝钢管，角撑亦采用相同的H400×300型钢，材料截面系数为：故围囹采用H40型钢能满足受力要求。对撑只受到最大轴力197.6KN，故=14.88MPa斜撑所受最大轴力198.8KN，故 =21.8MPa综上述，围囹和支撑均能满足验算要求。