钢板桩验算
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钢板桩围堰检算书
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一、工程概况 (3)
二、计算依据 (3)
三、钢板桩围堰计算 (3)
水中承台钢板桩围堰验算
一、工程概况
二、计算依据
《简明深基坑工程设计施工手册》
《钢结构设计规范》(GB50017-2017)
《建筑施工计算手册》
《建筑桩基础规范》(JGJ94-2012)
三、钢板桩围堰计算
1、计算参数:
(1)基础资料:参考钻孔编号XLQ03,原地表以下0.3m为淤泥,相关物理力学参数为γ=19.26KN/m3,c=23.6kPa,ϕ=14.0°;0.3-6m为粉土,相关物理力学参数为γ=18.64KN/m3,c=11.0kPa,ϕ=22.3°侧摩阻力标准值为25;6-12m为粉土,相关物理力学参数为γ=18.68KN/m3,c=14.7kPa,ϕ=22.7°侧摩阻力标准值为35;12-21m为粉细砂,相关物理力学参数为γ=19.5KN/m3,c=0kPa,ϕ=30.0°侧摩阻力标准值为40;原地表以上 3.5m填土为粗粒土,相关物理力学参数为γ=20.0KN/m3,c=10.0kPa,ϕ=30.0°侧摩阻力标准值取为25。
(2)钢板桩围堰采用拉森Ⅴ型钢板桩,钢板材质为Q355D其相关技术规格见下表。
(3)围檩采用第三层采用3I40a 型工字钢,材质为Q345D ,截面面积A=3*86.1cm 2,截面抵抗矩为3*1085.7cm 3;第一层及第二层采用2I40a 型工字钢,材质为Q345D ,截面面积A=2*86.1cm 2,截面抵抗矩为2*1085.7cm 3。
(4)支撑结构采用①φ630*8mm 钢管,材质为Q345D ,截面面积A=156.3cm 2,截面抵抗矩为2400.4m 3;②2I40a 型工字钢,材质为Q345D ,截面面积A=2*86.1cm 2,截面抵抗矩为2*1085.7cm 3。
(5)封底混凝土采用C30混凝土,厚度为2m ,混凝土抗拉强度设计值为1.39MPa 。 2、封底混凝土强度验算
水下封底混凝土承受的荷载应按施工中最不利的情况考虑,即在围堰封底以后,围堰内的水被排干,封底素混凝土将受到可能产生的向上水压力的作用,现以此荷载(即为水头高度减去封底混凝土的重量)作为计算值。封底混凝土板在上浮力作用下的内力。近似地简化为简支单向板计算。
采用2m 厚C30混凝土封底,有效厚度取1.7m 计算。取1m 宽计算,水面至承台底的高度 h=8.1m ,混凝土主要受静水压力及自重作用。
[]f d d
d h l W ql f c w ≤⋅-+⋅⋅=⋅=6
/)(8812
22γγ
式中 -l 基坑底边小尺寸(m ); -q 封底底面净水压力(kpa );
-W 封底混凝土每1m 宽截面的抗弯模量(m 3); -d 假定的封底混凝土最小厚度(m ); -w γ水的重度(kN/m 3); -c γ混凝土的重度(kN/m 3);
[]-f 封底混凝土容许抗弯曲强度,一般采用C30混凝土,考虑荷载作用时间较短,可取1390kpa 。
][7396
/7.17.125)7.11.8(1085.46/)(88122222f kPa d d d h l W ql f c w <=⋅-+⋅⋅=⋅-+⋅⋅=⋅=γγ,满足要求。
3、围堰的抗浮稳定性计算
围堰封底后,整个围堰受到被排水的向上浮力作用,应验算其抗浮系数K 。
05.19.0≥⋅⋅⋅+==∑f
i i h f k P h f L P P P K λ
式中:P k —总抗浮力,钢板桩重量(含内支撑)+封底混凝土自重+板桩的抗拔磨阻力;P f —总上浮力。
KN P f 2336621.15*21.15*)21.8(*10=+=
封底混凝土自重:
kN 115672521.1521.152=⨯⨯⨯=封G
钢板桩自重:
kN 260742/18100421.15=⨯⨯⨯=板桩G
内支撑围檩重:
工字钢40a 15.21×3×4+15.21×2×4×2=425.9m 斜撑 40A 工字钢 2.8 ×2×4×3=67.2m 斜撑φ630*8mm 7×4×3=84m
KN 4365.78563.1845.78861.02.679.425=⨯⨯+⨯⨯+=)(围檩G
板桩抗拔力:
kN h f L f i i 16047)2406356255.325(421.155.0=⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=∑λ
KN P k 2919616047)436260711567(9.0=+++⨯=
05.125.123366
29196
>===
f k P P K ,则稳定性满足要求。 4、钢板桩入土深度计算
(1)γ、φ、c 按17.5m 范围内的加权平均值计算:
0.195
.172
5.19668.187.564.183.02
6.195.320=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=
平均γ
7
.245.1723067.227.53.223.0145.330=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=平均ϕ
0.115
.176
7.147.5113.06.235.310=⨯+⨯+⨯+⨯=平均c
主动土压力系数:
41.0)2
45(tan 2=-=ϕ
a K
被动土压力系数:
44.2)2
45(tan 2=+=ϕ
p K
(2)确定支撑层数及间距
按等弯矩布置确定各层支撑的间距,则板桩顶部悬臂端的最大允许跨度,由公式的: