钢板桩受力计算.doc

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1、钢板桩受力计算一、基坑尺寸及其水位情况根据施工及设计要求，基坑尺寸设计为：26.2m×14.2m，水池顶面标高+0.2m,基坑底面标高为：-4.6m(局部较深位于基坑中间部位,对支护影响较小)地下水位-0.5m。二、钢板桩围堰设计我部计划在基坑开挖中选用长度为12mIV型拉森钢板桩。围壈材料选用H300型钢（300*300*10*15）,支撑选用300*16圆钢管。围堰尺寸定为：26.2m×14.2m。H300型钢（300*300*10*15）截面参数Ix=19932.75cm4Iy=6752.25cm4Wx=1328.85cm3ix=13.05cmiy=7.59cm截

2、面积A=117cm2300*16圆钢管截面参数Ix=14438.136cm4ix=10.056cm截面积A=142.754cm2IV钢板桩截面参数：A=236cm2，Ix=39600cm4，Wx=2200cm3三、设计计算1、土层物理力学指标：根据本工程岩土勘察报告，可采用消防水池附近处B2点勘测成果，平均重度为17.8KN/m3，平均内摩擦角为15。。平均粘聚力15.9KPa。开挖深度按4.6m考虑。2、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

3、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：17.8KN/M3，平均内摩擦角为15。。开挖深度H=4.6m。坑沿活载根据经验按照11KN考虑。本工程根据《公路施工手册-桥涵》,水文地质为第二种情况，内摩擦角取δ=15。，单撑——形式（二），坑沿活载11KN/m2。查图2-2-53，曲线2-2计算如下：⑴固定荷载：h=1.1*H=1.1*4.6=5.06mM=0.2*H3=194.7KN.mR=0.35*H2=50.8KN⑵活荷载：（活荷载取值11KN/m2，相当于图列活荷载34KN/m2的32%）32%Δh=1.1*0.32=0.352m

4、32%ΔM=（0.8*H+0.9*H2）*0.32=72.7KN.m32%ΔR=（0.65+1.7H）*0.32=27.1KN⑶固+活h+32%Δh=5.4m(所需最小入土深度)M+32%ΔM=266.9KN.mR+32%ΔR=77.9KN⑷板桩选择（钢板桩是IV号钢，常用容许弯曲应力为1800kg/cm2W=（M+32%ΔM）/【δ】=26690000/（18000*1.5）=988.5cm3即：选择12m长，本工程采用拉森IV钢板桩（W=2200cm3）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

5、≤rb。式中K为安全系数取2。水容重取rw=10KN/m3rb=17.8-10=7.8KN/m3水力梯度i=h1/（h1+2x）（x为入土深度）计算：K*I*rw≤rb2*4.1*10/(4.1+2X)≤7.8得x≥3.21m，不会发生管涌结论：方案中埋深为6.5m＞3.21m，满足要求。4、支撑系统：(1)围檩验算根据施工具体情况，支撑及围檩安装在标高+0.7m处。围檩选用H300型钢，W=1328.85cm3围檩边梁弯矩：Mmax=RL2/8=77.9*4.62/8=206KN.m则边梁所需截面矩W>M/180=1144.4cm3,选用H300型钢（W=1328.8

6、5cm3）可满足结构受力。（2）支撑杆验算支撑选用300*16圆钢管，支撑在围堰短方向上，与围檩满焊连接，支撑间距按照5m考虑。钢管回转半径i=100.56mm，截面积A=142.75cm2，基坑开挖宽度l=14.2m钢管长细比：λ=L/i=14200/100.56=141.21<【λ】=150，满足要求钢管强度验算：按照支撑点两边长度的一半范围所受压力作为该支撑所受压力。支撑轴力：Nmax=q*l=77.9*5=389.5KNf=Nmax/A=389.5*103/（142.75*102）=27.29N/mm2

7、验算：M/Υ*Wx≤ff为钢板桩抗拉强度设计值，Q235钢材取f=215N/mm2Υ为截面塑性发展系数，查表Υ取1.0沿钢板桩外侧均布荷载取11KN/m2悬臂端强度验算M=q1=77.9*4.6=358.34KN.m即：M/Υ*Wx=358.34*103/2200=162.88N/mm2≤215N/mm2综上所述，选用12m拉森IV型钢板桩，围檩采用H300型钢(H300*300*10*15)，支撑选用300*16圆钢管可满足受力要求，（其中最小入土深度5.4m，支撑间距可按照5m布置）