钢板桩结构验算(深)

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1、一、设计概况K4+364.96箱涵位于玉井溪附近，箱涵尺寸为2孔2.5×5m，中心长度为86.502m。箱涵小里程侧紧邻玉井溪河道，原地面高程4.3m，涵洞基坑底标高为0.81m，开挖深度3.49m。根据开挖地质探坑显示，此处原地表50cm以下为淤泥层，水位标高为3.5m。设计变更涵洞开挖玉井溪侧采用SP-Ⅳ型9m长的拉森钢板桩一、基坑尺寸及其水位情况贤良路K0-047~K0-012段污水管道管径为90cm，根据《市政排水管道工程及附属设施06MS201-2》要求沟槽宽度为2.3m，基坑尺寸为：35m×4m，地面标高：5.4m，沟槽顶（放坡开挖地面、钢板桩支护顶面）标高为：2.5m，基坑底

2、面标高为：-2.2m。内湖稳定水位标高为：0m。二、钢板桩围堰设计我部计划在箱涵开挖中选用长度为9mIV型拉森钢板桩。支撑及围壈材料选用H400型钢（400*400*21*13）。围堰尺寸定为：35m×2.3m。围堰钢板桩采用方形导向框，安装导向框，此处导向框兼作围檩使用。H400型钢（400*400*21*13）截面参数Ix=65361.58cm4Iy=22406.55cm4Wx=3268.07cm3Ix=17.45cmIy=10.21cm截面积A=214.54cm2IV钢板桩截面参数：A=236cm2/m，Ix=39600cm4/m，Wx=2200cm3/m三、设计计算1、土层物理力学

3、指标：本次涵洞施工开挖深度只达到②-1淤泥层，具体各层岩土物理力学指标如下：岩土编号岩土名称重力平均密度（KN/m3）岩土厚度(m)内摩擦角(φ)粘聚力（kPa）海砂19.33.930②-1淤泥14.02.2510②-2含泥中砂19.34.218302、整体稳定性分析因本工程设置了支撑，故未进行整体性验算。3、钢板桩入土深度验算及板桩选择按单锚浅埋板桩计算假定上端为简支，下端为自由支撑，这种板桩相当于单跨简支梁，作用在钢板桩上位为被动土压力，压力坑底以下的土重度不考虑浮力影响。平均重度均为：18.4KN/M3，平均内摩擦角为25.7。。开挖深度H=3.85m。本工程根据《公路施工手册-桥涵

4、》,水文地质为第二种情况，内摩擦角取δ=25.7。，单撑——形式（二），坑沿活载34KN/m2。查图2-2-53，曲线2-2计算如下：⑴固定荷载：h=0.7*H=3.29M=0.12*H3=124.6KN.mR=0.24*H2=53KN⑵活荷载：Δh=0.1mΔM=0.3*H+0.5*H2=124.6KN.mΔR=0.3+0.12H=8.6KN⑶固+活h+Δh=3.29+0.1=3.39(所需最小入土深度)M+ΔM=249.2KN.mR+ΔR=61.6KN⑷板桩选择（钢板桩是IV号钢，常用容许弯曲应力为1800kg/cm2W=（M+ΔM）/【δ】=13820000/（18000*1.5）=

5、511.9cm3即：选择9m长，本工程采用拉森IV钢板桩（W=2072cm3）可满足要求。对钢板桩入土深度计算进行复核以不产生管涌为控制条件计算钢板桩长度。不产生管涌的安全条件为：K*i*rw≤rb。式中K为安全系数取2。水容重取rw=10KN/m3水力梯度i=h1/（h1+2x）计算：K*I*rw≤rb2*1.4*10/(1.4+2X)≤9.3得x≥0.59m，不会发生管涌结论：方案中埋深为9-（3.4+0.9)=4.7m＞0.52m，满足要求。4、支撑系统：为了减小基坑开挖难度和工程施工的安全性。本工程支撑采用两道支撑，支撑位置在涵洞两端拐角。具体布置见下图：根据施工具体情况，第一层支

6、撑安装在标高3m处（h1=7.34m）。横撑间隔采用L=1.7m围檩边梁弯矩：M=RL2/8=280.6KN.m根据《桥涵公路施工手册》，R=1.3H2+13×H=89.8KN则边梁所需截面矩W>M/180=1559cm3,选用H400型钢（W=3268.07cm3）可满足结构受力。5、导梁验算为了简化计算，假设导梁以上的荷载与导梁以下荷载的一半由第一层导梁承受，其余由地基承受。5.1作用在钢板桩上的土压力强度及分布图：作用在基坑周围的沿基坑活荷载换算成填土高度：h’=34/19.3=1.76mPa水位线以上=r*h*ka=19.3*(1.76+5.4)*tg2(45。-30。/2)=46

7、.06KN/m2Pa基坑底（淤泥顶面）土压力强度=（19.3*7.16+（19.3-10）*1.4)*0.839=126.86KN/m2Pa基坑底水压力强度=10*1.4=14KN/m25.2各内导梁反力计算为了简化计算，假设按简支梁计算（利用等值梁法进行计算），假定横梁承受相邻两跨各半跨的压力。导梁所承受的荷载：q1=(31.32*1.7)/2+(31.32+46.06)*0.5=65.31KN/m5.3导梁内力计算支