钢板桩计算书箱涵.doc

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玉祥门立交工程

钢板桩挡土墙计算书

玉祥门立交工程项目部

二OO九年十一月

1工程概况

1.1工程概况

玉祥门立交工程下穿通道桥，主体结构由单孔箱涵构成，净宽均为16米，总长205米。箱涵南北两侧设U型槽与道路挡墙连接，净宽16米，其中南侧U型槽长度120米，北侧U型槽长度125米，通道桥总长450米，起点位于K0+220，终点止于K0+670。为了防止通道桥在开挖过程中垮塌，采用单层钢板桩挡土墙进行支护。

钢板桩采用拉森=4\*ROMANIV型钢板桩，根据开挖深度，钢板桩长度依次采用15m、12m。内支撑采用一道、二道、三道内支撑，钢板桩顶标高为0.0m，地面标高为0.0m，第一层标高为-1m，第二层标高为-4m，第三层标高为-7m，基坑开挖至-10m。考虑施工误差基坑底标高按-11米计算。

2验算依据

（1）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）。

（2）《铁路混凝土与砌体设计规范》（TB10002.4-2005）。

（3）《基础工程》（凌治平、易经武主编）人民交通出版社，2004.7。

（4）《土力学和基础工程》（下册）（刘成宇主编）中国铁道出版社1981.4。

（5）《简明深基坑工程设计施工手册》（赵志缙主编）中国建筑工业出版社2000.4。

（6）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）。

（7）《简明施工计算手册》（第三版）（汪正荣主编）中国建筑工业出版社2005.7。

3基本参数

（1）地质资料（现场提供）

基础开挖处土层为粘性土，内摩擦角为30°，容重为20kN/m3，土层粘聚力

C＝10kPa，施工荷载按照40kN/m2。

（2）结构参数（现场提供）

围堰钢板桩采用拉森=4\*ROMANIV型钢板桩，截面模量为2037cm3/m。水位在-5米。

4钢板桩强度及入土深度验算

4.1计算方法：等值梁法

4.2工况：

4.2.1开挖2米后，在-1米处安装第一道支撑；

4.2.2开挖5米后，在-4米

4.2.3抽水吸泥至－9m

4.2.4然后在-7m处设置第三

4.2.5抽水吸泥至基坑底－11

4.3计算土压力

粘性土主动土压力系数

=

粘性土主动土压力引起的侧压力的斜率

20×0.333=6.66

施工荷载引起的侧压力减去粘聚力

=40×0.333-2×18×=1.78

粘性土被动土压力系数

=

考虑板桩与土体的摩擦，由《简明施工计算手册》查表得被动土压力提高系数

K1＝1.8，

被动土压力引起的侧压力的斜率

=20*3*1.8=108

粘聚力产生的被动土压力：

=34.64kPa

4.4工况一、开挖2米，在-1米处安装第一道支撑

4.5工况二、安装好第一道内支撑后，继续开挖至-5

a、钢板桩内力及入土深度计算

设侧压力强度为零的点离基坑底面的距离为x：

由，整理得

6.66*（5+X）+1.78=108X+34.64

解此方程得：X=0.004m

弯矩图(kN.m)

钢板桩最大弯矩Mmax=42.7kN.m

荷载(kN/m)及支撑反力(kN)

第一道内支撑处的反力R1=40.3kN/m

4.6工况三、在-4米处安装第二道内支撑后，继续开挖至-9

a、钢板桩内力及入土深度计算

设侧压力强度为零的点离基坑底面的距离为x：

由，整理得

6.66*（9+X）+1.78=108X+34.64

解此方程得：X=0.27m

弯矩图(kN.m)

钢板桩最大弯矩Mmax=113.5kN.m

荷载(kN/m)及支撑反力(kN)

钢板桩的弯曲应力：

σ=＝[200Mpa]，符合要求

第一道内支撑处的反力R1=6.84kN/m

第二道内支撑处的反力R2=192.6kN/m

4.7工况四、在-9米处安装第三道内支撑后，继续开挖至

a、钢板桩内力及入土深度计算

设侧压力强度为零的点离基坑底面的距离为x：

由，整理得

6.66*（11+X）+1.78=108X+34.64

解此方程得：X=0.4m

弯矩图(kN.m)

钢板桩最大弯矩Mmax=105.18kN.m

荷载(kN/m)及支撑反力(kN)

钢板桩的弯曲应力：

σ=＝[200Mpa]，符合要求

第一道内支撑处的反力R1=26.7kN/m

第二道内支撑处的反力R2=52.98kN/m

第三道内支撑处的反力R3=247.13kN/m

侧压力强度为0的点的反力P0=110.71kN/m

则得

钢板桩最小入土深度t0=x+y=0.4+2.56=2.96m，安全系数取1.1得：

t=1.1t0=1.1×2.96=3.26m，故要求钢板桩设计长度L11+3.26=

取钢板桩长度15m。开挖深度大于9米，小于1