某大桥钢板桩围堰、撑及地基检算.docVIP

围堰、支撑及地基检算 长江大桥北岸引桥31#墩位于老鱼塘中，围堰时水位标高为20.6m，承台底设计标高为16.95，围堰顶面标高为21.6m，承台尺寸为：14.4m×9.6m×2.5m。桩基为9φ1.25m三排钻孔桩。地质从围堰顶下依次为：0～2.5m为围堰填土，2.5m～9.5m为流塑状淤泥，9.5～24.5m为黏土，24.5～30m为圆砾土，30m以下为砂岩。 （详见北岸引桥31＃墩钢板桩支护立面图） 围堰的平面结构形式采用矩形，高度为20m（检算埋深后计算得，计算单附后）。围堰尺寸为：18.4m×13.6m。围堰内部设置H型钢矩形支撑（加设角撑）。 1、基坑底稳定性检算 根据地质情况判断：承台底地质土层为7m厚流塑状淤泥，再下为9.5m厚粘土,不考虑淤泥承载。如下图所示： 钢板桩深入淤泥底面6.35m，即：围堰底口标高为9.6m，位于粘土层。转动力矩： q为上部荷载，该检算上部荷载q取值为0 即： 稳定力矩： τ为地基土不排水剪切的抗剪强度，τ＝σtgφ+c 均匀土层，τ＝c 则：抗隆起安全系数K＝/ 当K≥1.2时 地基土稳定 即：K=/ 为土的重度，18KN/m3 为水位至基坑底高差，31＃墩根据计算h＝20.6-15.95＝4.65m。 根据设计钻探提供资料，基坑土为粘性土，粘聚力c取值20KN/m2。 则K＝（2×π×20）/（18×4.65）＝1.5＞1.2 符合要求。 2、根据板桩受力检算最小埋深 采用盾恩近似法，经简化的土压力分布如下图所示： 假定主动土压力在地面上为三角形分布，入土（开挖面下）为矩形分布，并假定RD的一半传到坑下，由被动土压力承担，则由图中（如下图）几何关系可得：1/2DFIM=EMN 简约后的公式为： L4＝4.85m（按基坑开挖至灰土换填底面时最不利状况考虑） H＝9m Ka＝0.53 Kp＝1.89（计算得） 则代入公式有：0.53×9×（4.85+x）＝（1.89-0.53）x2 1.36x2-6.17x-15.44＝0 解得x＝5.02m 只要埋深达到5.02m，则满足钢板桩受力要求，该方案中对x取值6.35m。 3、基坑底管涌验算 地表与基底水头差h＝21.6-15.95＝4.65m 钢板桩埋入基底深度为t＝6.35m 基底下的土的有效重度为土-水＝18KN/m3-10KN/m3＝8KN/m3 要避免出现管涌现象，需要1＝土-水≥K×j K为抗管涌安全系数 当K≥1.5 即不会发生管涌 j为最大渗流力（动水压力） j＝i×w i为水头梯度 即 i＝h/（h+2t） w为地下水的重度，取值10KN/m3 则j＝w×h/（h+2t）＝4.65×10/（4.65+2×6.35）＝2.68KN/m3 K＝1/j＝8/2.68＝2.98≥1.5 符合要求，即：钢板桩打入基坑底6.35m，不会发生管涌现象。 4、涌水量计算 涌水量Q为基坑底控制渗水量（单位：m3/d） Q＝K×A×i K为土的综合渗透系数，根据资料显示，淤泥质土渗透系数都小于0.1，在本检算中，K取0.1m/d。 A为基坑底面积（单位：m2）， i为水头梯度（i＝h/（h+2t）） 则：Q＝0.1×17.7×12.9×4.65/（4.65+2×6.35）＝6.12m3/d＝0.25m3/h。 根据以上计算数据，用水泵（一般功率）可以满足现场排水功能。 5、根据等弯矩布置支撑及支撑反力计算 视板桩为承受三角荷载的连续梁计算： 如下图所示： h1＝1.15m，h2＝1.5m，h3＝1.5m，h4＝1.5m 上面3.5m为填土，下9m为淤泥，分别计算支撑所受的荷载为： 支撑受力如下图所示： 根据三不等跨梁的内力计算，系数n＝8.7m/3.8m＝2.29 取最大受力层，即q＝q3＝73.5 KN/m =3.8m 则：MB＝-0.23×q×2＝－244.11KN·m MAB＝0.057×q×2＝60.5KN·m MBC＝0.183×q×2＝194.23KN·m QB左＝-1.145×q×＝－319.8KN QB右＝1.374×q×＝383.8KN 根据以上数据，取受力、受弯最大处，即MB、QB右 采用700mm×300mmH型钢支撑，其受弯方向的截面抵抗矩为5760cm3。 则：σ＝M/W＝244.11×106/（5760×103）＝42.38MPa＜【σ】＝200 MPa 符合受力要求。