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1、南通东方大道快速路高架项目2 标136#、137#墩钢板桩围堰计算计算：复核：审核：审定：2012 年 06 月一、基本参数1、承台资料人先河两侧 136#、137#墩承台尺寸均为 8.2 8.2 2.5m 。136#墩承台底标高 -0.3m，地面标高为 +3.25m；137#墩承台底标高 -0.2m，地面标高为 +3.362m。按不利取 137#墩进行计算。2、材料选择（1）、钢板桩采用拉森钢板桩，钢板桩参数见下表：特性宽度 W高度 H腹板 t1翼缘 t2断面积每桩单重惯性矩截面模数型号cm2/mcm4/mcm3/m单位mmmmmmmmkg/m拉森40015515.511.094.2774.
2、031573.52037（2）、内支撑采用工32a 型钢。3、地质情况查南通市东方大道快速化改造工程 总体设计图 知墩位处地质情况 :1素填土厚为 3m，摩擦角 15 度；2粉砂夹粉土厚为 2.5m，摩擦角 31.69 度；3 粉土夹粉粘厚为 7.5m，3摩擦角 28.07 度,土的平均容重 =19kN/m。地下水位取近 35 年最高潜水位标高为 +2.5m。二、土压力计算基坑按设计一道内支撑考虑，基坑开挖到内支撑位置时，安装内支撑后继续开挖至基坑底设计标高时最不利，取钢板桩总长取9m 估算。钢板桩桩底标高： -5.638m。基坑开挖后承台底未浇注砼垫层之前为最不利工况，取此工况进行计算。按各
3、土层平均值计算，摩擦角加权平均值：= 3 15+2.5 31.69+3.5 28.07 =24.723+2.5+3.5用等值梁法计算，假定钢板桩内外土压力平衡点为正负弯矩转折点，此点距基坑底为y（被动土压力修正系数K 取 1.7）：K atan2 (4524.72 / 2)0.41； K ptan2 (45 +24.72 / 2)2.44第1页共7页图 1、钢板桩计算简图(h1'(h2 y)K a水 (h2y)' yKK p水 y19 0.862 0.41 9(2.8y） 0.41 10 (2.8y） 9 1.72.44 y 10y y 1.34mp 2.5h1K a 190.
4、8620.416.71kN / m2ph Ka'h Ka水 h 19 0.862 0.41 9 2.8 0.41 10 2.8 45.05kN / m2-0.3122三、钢板桩受力计算1、按单锚深埋计算在承台顶面以上 50cm 处设置钢板桩内支撑，取单位宽度钢板桩计算。等值梁计算图式如下：图 2、等值梁计算图式 (m、kN/m)第2页共7页用 MIDAS 计算得：图 3、弯矩图（ kN·m）图 4、反力图（ kN ）钢板桩最大弯矩： M max72.11kN m支座反力： Ra=48.3kN， P0=57.41kN；钢板桩最大弯曲正应力：maxM max72.11 103 M
5、Pa 35.4MPaW20372、钢板桩长度计算求 x 可根据 P0 和墙前被动土压力对钢板桩底端的力矩相等求得，即' (KK pK a )2P0x66P0657.41x9 (1.7m 3.2m'( KK p K a )2.44 0.41)钢板桩最小埋深： t0=x+y=3.2+1.34=4.54m实际埋深： t=1.2 ×t0=5.448m承台底以上钢板桩长度：h2=3.362+0.3=3.662m钢板桩长度： 5.448+3.662=9.11m考虑地面平整取钢板桩长度9m 合适。第3页共7页四、内支撑计算通过上述计算，内支撑所受均布荷载Ra 48.3kN/m。内支
6、撑采用工 32a。拟定内支撑布置如图，用MIDAS 建模验算。图 4、钢板桩平面布置图（ mm）用 MIDAS 建模计算，计算结果如下：图 5、内支撑正应力图（ MPa）第4页共7页图 6、内支撑剪应力图（ MPa）图 7、内支撑变形图（ MPa）综上，围檀最大正应力maxm a x92.68MPa145 1.3188.5MPa ，满足要求；3 3. 3M9 P a8 51. 31M1 0P，.a5满足要求；fmax 1.906 mm f3500，满足要求；8.75mm400第5页共7页角撑最大正应力 max 34.9MPa145 1.3 188.5MPa ，满足要求；fm a x 1. 0m
7、m5 f4950，5满足要求；1 2. mm37400五、稳定性验算支护体系的稳定性验算是基坑工程设计计算的重要环节，主要基底抗隆起稳定分析和抗管涌验算等。考虑支撑作用，不进行整体稳定性和抗倾覆稳定性验算。1、基底抗隆起稳定性分析如图所示，假定地基沿 ABCE 绕圆柱面中心 O 点向坑内滑移， 忽略坑内土体的抗隆起作用及土体与地下板墙间的摩擦力， 仅考虑由 ABCD 面上的剪力来抵抗滑动力。 坑壁土体容重取为19kN / m3 ， H3.662m， D5.448m， M h63.6kN m 。稳定力矩： M rK a tan H2D2D 3 tan 4HD 24D 3 M h33M r0.41
8、tan24.72193.66225.4482195.4483 +3tan24.72 193.6625.44824195.4483 63.6433344.77kNm / m第6页共7页HD 219 3.6625.4482转动力矩： M a21032.56kN m / m2M r3344.77，故基底土体不会隆起。则： K3.2 1.5M a1032.562、基坑底管涌验算基坑开挖后，基坑内排水，形成水头差h' ，当动水压力大于基坑土体的有效重度时，则会产 生管 涌现象 。 h' 2.8m ，埋深 t5. 4 4 8m。要 避免管 涌现象出 现， 则要求：K'/ j2.0 。其中，' 为土的有效重度，'w 19 10 9kN / m3 ； j 为动水压力，ji wh 'w2.8102.04。h ' 2t2.810.896可得， K'/ j9 / 2.044.42.0故钢板桩入土深度满足要求，不会产生管涌现象。第7页共7页