钢板桩基坑计算

钢板桩基坑计算
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钢板桩基坑计算

钢板桩是一种常用于深基坑支护的结构形式,具有施工快捷、可重复使用、适应性强等优点。在进行钢板桩基坑计算时,需要综合考虑地质条件、地下水位、周边环境及施工工艺等因素,以确保基坑的安全性和经济性。

1.计算内容钢板桩基坑计算主要包括以下几个方面:抗倾覆稳定性:分析钢板桩插入深度是否足够,防止基坑发生整体滑移或倾覆。抗隆起稳定性:评估基坑底部土体是否会产生隆起现象,影响基坑安全。内力计算:根据土压力分布(主动土压力和被动土压力)及水压力,计算钢板桩的弯矩、剪力和轴力。变形控制:预测钢板桩的水平位移和沉降,确保其满足设计要求,避免对周边建筑物造成影响。拔桩力计算:为后续拔桩作业提供依据,确保施工顺利。

2.计算方法钢板桩基坑计算通常采用以下方法:经典土力学理论:如朗肯土压力理论和库仑土压力理论,用于估算主动土压力和被动土压力。弹性地基梁法:将钢板桩视为支撑在弹性地基上的梁,结合土体力学参数,计算其内力和变形。有限元法:通过数值模拟,考虑复杂的地质条件和非线性行为,得到更精确的结果。经验公式法:基于工程实践经验,快速估算钢板桩的插入深度和截面尺寸。

某生态城中央商务区b-26北地块工程一标段施工组织设计3.关键参数计算过程中需要确定的关键参数包括:土层的物理力学性质(如黏聚力、内摩擦角、重度等)。地下水位及其变化情况。基坑开挖深度和形状。钢板桩的材料性能(如屈服强度、弹性模量)和截面特性。

4.注意事项地下水处理:若地下水位较高,需设置降水措施,降低水压力对钢板桩的影响。周边环境影响:对于靠近既有建筑或道路的基坑,需特别关注变形控制,必要时增加支撑系统。施工误差:实际施工中可能存在偏差,设计时应留有一定安全余量。经济性与环保性:合理选择钢板桩类型和布置方案,在保证安全的前提下降低成本。

综上所述,钢板桩基坑计算是一项复杂且细致的工作,需要结合理论分析、现场条件和实践经验,确保基坑施工的安全性和经济性。

水位面处土压力强度Pa2

开挖面处土压力强度Pa3

+3.40)] ×0.49=47.8KN/m2

开挖面处水压力(围堰抽水后)Pa4:

Pa4=γ(3.00+3.40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2

三 确定内支撑层数及间距

按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩

能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:

弯曲截面系WZ0=0.001350m3,折减系数β=0.7

采用值WZ=βWZ0=0.00135×0.7=0.000945m3

容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa

由公式σ=M/Wz得:

最大弯矩M0=Wz×[σ]=189.0KN*m

1假定最上层支撑位置与水位同高,则支点处弯矩

故,支撑点可设置在水位下。

2根据上式判断可知,最大允许跨度h0由下式计算

h0=3.201m

各支撑按等弯矩布置,则:

h1=1.11h0=3.553m h2=0.88h0=2.817m h3=0.77h0=2.465m h4=0.70h0=2.241m

h5=0.65h0=2.081m h6=0.61h0=2.817m h7=0.58h0=1.857m h8=0.55h0=1.761m

故,至少需2层支撑。

根据实际情况确定支撑位置如图所示。

h0=2.000m h1=3.000m h2=2.500m

采用1/2分担法近似计算各内支撑反力

五 钢板桩入土深度及总桩长:

根据盾恩法求桩的入土深度

解得t= =4.837m

故总长度L=h0+h1+h2+……hi+t= 12.337m

选用钢板桩长度14.0m, 实际入土深T=6.500m

六 基坑底部的隆起验算

Nq=eπtgφtg2(45+φ/2)=6.463

坑外各层土的天然容重加权γ1=18.3m3

坑内各层土的天然容重加权γ2=18.2m3

土的粘聚c=5.0KPa

Ks=(γ2TNq+cNc)/(γ1(H+T)+q )=3.03>1.3 满足要求

七 基坑底管涌验算

KL=γ'T/γwh=2γ'/γwhw =2.03>1.5 满足要求

根据设计地质资料,土的综合渗透系数取K=0.080m/d

基坑开挖面积A=a*b =180

Q=KAi= KAhw/(hw+2T)

=4.75m3/d

九 围檩受力计算(20m)

1支承力:R=n/4=q2*a/4=793.42kN

2支承布置见右图。

支撑按等间距布置,如下图:

l=a/4=5.000m

由于安装节点的整体性通常不易保证,故按简支粱计算:

Mmax=q2l2/8=495.9KN*m

拟选用空心方钢(400*400*14)

弯曲截面系Wz=0.002521m3

容许抗拉强[σ]=200000.0KPa

方钢能承受的最大弯矩M=Wz[σ]=504.2KN*m> Mmax=495.9KN*m 满足要求

拟选用空心方钢(250*250*8)

计算长度l0=8.2m,支撑面A=7520mm2,转动惯量I=72290000mm4,容重γ=78.5KN/m3,弯曲截面系Wz=578000mm3。

钢支撑初偏心lp=l0/500=0.016m

i==97mm

因截面为双轴对称db33/t 852-2022 海塘工程安全评价导则,故λ=l0/i=85 查《规范》附表C得失稳系数φ=0.648

故σ1=N/A/φ= R/A/φ=158111.1KPa< [σ]=200000.0KPa

自重弯矩M=γAl2/8=5.11KN*m

故σ2=M/Wz=8835.0KPa

则 σ=σ1+σ2=166946.0< [σ]=200000.0KP 满足要求

1为防止接缝处漏水深基坑支护设计与施工方案,在沉桩前应在锁口处嵌填黄油、沥青或其他密封止水材料,必要时可在沉桩后坑外注浆防渗或另施工挡水帷幕。

2在基坑转角出的支护钢板桩,应根据转角的平面形状做成相应的异形转角板桩,且转角桩和定位桩宜加长1m。

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