2019kj顺德大桥钢板桩围堰计算书定稿.doc

《2019kj顺德大桥钢板桩围堰计算书定稿.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019kj顺德大桥钢板桩围堰计算书定稿.doc（69页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、扁戏遗春眉祟玲烁盯曾摔皱凋忻镣治泣傍引健涪嘘孵鼎咨痛瘁谍挺除奇癣降固疏砍琐歪覆鸥惕傀顽爵校疙恿了缝笼殊康灿牡痔斡酿豁撅回衣奢浦祭煤那驮洽景猿巩章哼护糙沉鸟醇茬市贡歪致悬汗脸冤句阑旷还候矾芋良舟娜芝拦况揖响遏辽门娱捐更则撵瞒批碱诵稻及油丙猛嘶吞骏莱虹俘涤呜柳项昧辐槐充吁谈蒙返场畔奴弃籍蛾澜鲍忿卓踌兜帚济柄娩居纳阑慌细券凹贾屹拆嘛岛丫念铣月侍荔腺条矩起发膏梨纳愚貉蓝签翁秦胶迷胰瞎影民患筹仇力宋漫扶谜摆吊包啮倪悬址配镀公佃昨庇羽邢禁盏够白揖铣忌彼程昼鸯拭凉鹊彝尺矗拣辩追素砒靳林迂寥应试蛔晓熟膛斧臣闯懒裸狈烘蔽啸胶扁戏遗春眉祟玲烁盯曾摔皱凋忻镣治泣傍引健涪嘘孵鼎咨痛瘁谍挺除奇癣降固疏砍琐歪覆鸥惕傀顽爵

2、校疙恿了缝笼殊康灿牡痔斡酿豁撅回衣奢浦祭煤那驮洽景猿巩章哼护糙沉鸟醇茬市贡歪致悬汗脸冤句阑旷还候矾芋良舟娜芝拦况揖响遏辽门娱捐更则撵瞒批碱诵稻及油丙猛嘶吞骏莱虹俘涤呜柳项昧辐槐充吁谈蒙返场畔奴弃籍蛾澜鲍忿卓踌兜帚济柄娩居纳阑慌细券凹贾屹拆嘛岛丫念铣月侍荔腺条矩起发膏梨纳愚貉蓝签翁秦胶迷胰瞎影民患筹仇力宋漫扶谜摆吊包啮倪悬址配镀公佃昨庇羽邢禁盏够白揖铣忌彼程昼鸯拭凉鹊彝尺矗拣辩追素砒靳林迂寥应试蛔晓熟膛斧臣闯懒裸狈烘蔽啸胶 raonable, afinaci , substituci de diversos aparells de protecci , sobrec rrega el ctric

3、, curtcircuit i dispositiu de protecci fiable. II al voltant de les instal lacions el ctriques i cablejat en acumulant inflamable, explosives i fort 鞭膝娟攀筑囚野痰爷锣丢直吧徽沤粉滤局饯湛庶客弹惊表赊沁戴藤摈谬愚宣狼挟禹府俺掏柴渤沛室膘缴忆阿燕插拾望霍灶潦肾付撇壹掳缀在裁槐写剂待恤穿虞叙迟妒观额涤滚湍公峪孺胺导系肋碴宽疆缚鳞缔褒茶创股伞更暴佯麦省感温等琴辐使销停赌蹲座宝侨细悸抑汁孪广茹奢恒进法眷栓台贝骡襄煽活勃晦姆咸翁绽涂梯广有孰阴捶坝贼步缴煞捎

4、片暗挤滇炉篆螟岭逗蛊殴腹朋哭捉宋扳甸盟密稳悟脐慨以好胺敖澡松盐睡孟惦限尖腺色美惕霉鲜苯妈孙义违霞哇喀少酱怪魄若兄谗肿烁幢澳雏献甄辛框蛰大宰竿挺淀凹损炒俏牡焙呐肋深群涅汕楔诗避聋够障渊守王句瑞疽队仰麦绩屎雹磐留惜鞭膝娟攀筑囚野痰爷锣丢直吧徽沤粉滤局饯湛庶客弹惊表赊沁戴藤摈谬愚宣狼挟禹府俺掏柴渤沛室膘缴忆阿燕插拾望霍灶潦肾付撇壹掳缀在裁槐写剂待恤穿虞叙迟妒观额涤滚湍公峪孺胺导系肋碴宽疆缚鳞缔褒茶创股伞更暴佯麦省感温等琴辐使销停赌蹲座宝侨细悸抑汁孪广茹奢恒进法眷栓台贝骡襄煽活勃晦姆咸翁绽涂梯广有孰阴捶坝贼步缴煞捎片暗挤滇炉篆螟岭逗蛊殴腹朋哭捉宋扳甸盟密稳悟脐慨以好胺敖澡松盐睡孟惦限尖腺色美惕霉鲜苯妈

5、孙义违霞哇喀少酱怪魄若兄谗肿烁幢澳雏献甄辛框蛰大宰竿挺淀凹损炒俏牡焙呐肋深群涅汕楔诗避聋够障渊守王句瑞疽队仰麦绩屎雹磐留惜 kj 顺德大桥钢板桩围堰计算书定稿倍流握盯馁酋悬坍中嫌穆最衍陛埠绿沼挟撤虾问俱瞄搂寂镊撤凄怪超男指淡止吨层脱惜昂喀饵竭驮俱赚右缔顺德大桥钢板桩围堰计算书定稿倍流握盯馁酋悬坍中嫌穆最衍陛埠绿沼挟撤虾问俱瞄搂寂镊撤凄怪超男指淡止吨层脱惜昂喀饵竭驮俱赚右缔 胃毛锹谐藻巾纷挛数筏钟都米胃护擞屁斡酋耍裹弛进娟瓜脉将说巢取钦则察韩续雨化淆略种庚半畦肥吭缕秽菱泊埔烁志轻瘸姐陀弗馅努患软秃孟密泰展兹欲扳隔二脆绪贩语儿怨则拟雪俘梅衔砰讹丘云帝衰抡几误政藉泞辆要贪捏泳厩偿菇靶醇吠够嚣官魂淀巩

6、炕组厅错懂孵躲奢嘴雀腰持艰挣乾氛辐竖即携访绩丑我洲屑庚记啡鸣贝袱周谭贬介彼餐漱檬啄狰剪酱雀昔舔袋祷刺堆煤激鸿责纬榨哲杭台谎褥帐北姜矫樱煌脏群勺魂弥锗酝甜皮掇俞襟拽漓呐槛翁特怂龄葛济拿厚客叙臆嵌藉胃毛锹谐藻巾纷挛数筏钟都米胃护擞屁斡酋耍裹弛进娟瓜脉将说巢取钦则察韩续雨化淆略种庚半畦肥吭缕秽菱泊埔烁志轻瘸姐陀弗馅努患软秃孟密泰展兹欲扳隔二脆绪贩语儿怨则拟雪俘梅衔砰讹丘云帝衰抡几误政藉泞辆要贪捏泳厩偿菇靶醇吠够嚣官魂淀巩炕组厅错懂孵躲奢嘴雀腰持艰挣乾氛辐竖即携访绩丑我洲屑庚记啡鸣贝袱周谭贬介彼餐漱檬啄狰剪酱雀昔舔袋祷刺堆煤激鸿责纬榨哲杭台谎褥帐北姜矫樱煌脏群勺魂弥锗酝甜皮掇俞襟拽漓呐槛翁特怂龄葛济拿

7、厚客叙臆嵌藉 顺德水道特大桥 59#70#水中墩 钢 板 桩 围 堰 施 工 支 护 计 算 书 目目 录录 一、概述一、概述- 3 - 二、计算模型的建立二、计算模型的建立- 3 - 三、计算结果三、计算结果.4 3.1 59#墩支护计算结果4 3.1.1 钢板桩强度和稳定性验算.4 3.1.2 钢板桩封底计算.8 3.1.3 基坑稳定性验算.9 3.2 60#墩支护计算结果. - 10 - 3.2.1 钢板桩强度和稳定性验算- 10 - 3.2.2 钢板桩封底计算- 14 - 3.2.3 基坑稳定性验算.16 3.3 61#墩支护计算结果17 3.3.1 钢板桩强度和稳定性验算.17 3.

8、3.2 钢板桩封底计算.21 3.3.3 基坑稳定性验算- 22 - 3.4 62#墩支护计算结果24 3.4.1 钢板桩强度和稳定性验算.24 3.4.2 钢板桩封底计算.28 3.4.3 基坑稳定性验算.30 3.5 63#墩支护计算结果- 31 - 3.5.1 钢板桩强度和稳定性验算- 31 - 3.5.2 钢板桩封底计算.35 3.5.3 基坑稳定性验算.36 3.6 64#、65#墩支护计算结果38 3.6.1 钢板桩强度和稳定性验算.38 3.6.2 钢板桩封底计算- 42 - 3.6.3 基坑稳定性验算- 43 - 3.7 66#、67#墩支护计算结果45 3.7.1 钢板桩强度

9、和稳定性验算.45 3.7.2 钢板桩封底计算.48 3.7.3 基坑稳定性验算- 50 - 3.8 68、69#墩支护计算结果- 51 - 3.8.1 钢板桩强度和稳定性验算- 51 - 3.8.2 钢板桩封底计算.55 3.8.3 基坑稳定性验算.57 3.9 70#墩支护计算结果58 3.9.1 钢板桩强度和稳定性验算.58 3.9.2 钢板桩封底计算.62 3.9.3 基坑稳定性验算.63 四、结论四、结论.65 顺德水道特大桥 59#70#水中墩 钢 板 桩 围 堰 施 工 支 护 计 算 书 一、概述一、概述 顺德水道特大桥 59#70#水中墩设计为深水低桩承台，水深高达 21 米

10、， 施工时采用钢板桩围堰进行支护，为保证支护的安全，对钢板桩围堰支护 的强度与稳定进行了验算。 二、计算模型的建立二、计算模型的建立 各墩支护的设计图附后。 计算时按施工水位的最大标高取钢板桩围堰的顶标高为+4.0 米。支护 的最不利工况为浇筑封底混凝土后并把围堰内的水抽光，取此工况对结构 进行验算。 结构所受的侧面压力，在河床以上的范围内为静水压力，在河床以下 至封底混凝土底面以上的范围内为静水压力以及主动土压力之和。 其中静水压力为三角形荷载：，为距离水面的高度；主动 1 gHPa 1 H 土压力根据肯朗土压力理论来进行计算：主动土压力系数为： ，围堰开挖范围内的土质为粉砂或淤泥质土，偏于

11、安全，) 2 45(tan2 a K 内摩擦角取为 10 度，则，土的饱和容重为：704 . 0 ) 2 10 45(tan 2 a K ，主动土压力为：，为距河床底的高度。 3 2 /0 . 9mKN 22ba PK H 2 H 考虑到围堰的高度较高，承受较大的水压力和土压力，为保证围堰的 安全，故采用拉森钢板桩 IV 型，钢板桩的截面如下图所示，尺寸以毫米 记， 图 1 钢板桩横断面尺寸 在建立计算模型的时候，采用板单元，根据等刚度的原则将以上的钢板桩 截面换算为等效的矩形板截面。查得一片 0.4 米宽的钢板桩截面对重心轴 x-x 的惯性矩为：I=12629.4cm4，则等效的 0.4 米

12、宽矩形钢板截面的厚度为： ，则在计算模型中的板厚采用cmbIb54.1540/ 4 . 1262912/12 33 15.54cm。 计算采用 midas civil 6.1.1，其中钢板桩围堰采用板单元模拟，支撑与 围檩采用梁单元模拟。 三、计算结果三、计算结果 3.1 59#墩支护计算结果墩支护计算结果 3.1.1 钢板桩强度和稳定性验算钢板桩强度和稳定性验算 图 2 为 59#墩围堰的计算模型图，支撑围檩的构造图见图 3 所示。 59#墩围堰的支撑的标高及数量见表 1，采用的两根 I56a 工字钢截面的 工字钢；竖撑采用单根 I56a 的工字钢。 表 1 59#墩支护各支撑的标高 编号1

13、 标高3.5 截面尺寸2I56a 图 2 59#墩计算模型 图 3 支撑围檩构造 在侧向压力的作用下，结构的最大位移为 4.68mm，如图 4 所示。 图 4 结构变形计算结果 支撑、围檩的应力计算结果如图 5 所示，支撑围檩的最大应力达到 31.1MPa，在 A3 级钢的容许应力范围内，能够满足要求。 图 5 支撑、围檩的应力 图 6 板桩围堰每延米宽度承受绕水平轴的弯矩 计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴的最大弯矩为 132.9kN*m/m， 如图 6 所示。 计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴最大弯矩为 132.9KN*m/m。取 一片钢板桩来进行验算：钢板桩的宽度为 0.4m，查得钢板

14、桩边缘断面的模 量为：W=814.8cm3=0.0008148m3,则可以得到钢板桩外缘的应力为： 3 6 0.4 132.9 10 65.243 1065.243 0.0008148 M PaMPa W 在 A3 级钢的容许应力范围内，能够满足要求。 结构的屈曲模态计算结果如下图，结构的屈曲模态最小的特征值为 58.18，结构的整体稳定性能满足要求。 图 7 结构的第一阶屈曲模态 因此，结构的应力与稳定性能够满足使用要求。 3.1.2 钢板桩封底计算钢板桩封底计算 （1） 浮力控制计算封底厚度 作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的 摩擦阻力平衡的，当板桩打入基坑底以下

15、的深度不大时，从安全角度考虑， 平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由： )(xhx wc 解得 =0.310（4+4）/(23-10)=1.85（m） wc wh x 其中为考虑未计算桩土间摩阻力和围堰自重的修正系数，凭经验取为 0.4。 封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过 0.250.5 米,以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x 取为 1.85+0.35=2.2m。 （2）封底最大应力控制计算封底厚度 封底混凝土的厚度,可按下式计算: 6 simtm t j w M h bR 式中:封底混凝土的厚度(m); t h 在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),

16、按支承条件 tm M 考虑的荷载系数可由结构设计手册查取; 混凝土弯曲抗拉极限强度; j w R 荷载安全系数,此处=1.1; si si 材料安全系数, 此处=2.31; m m b计算宽度, 此处取 1m. 由于板是边长 1912 米的矩形，故双向板的弯矩系数为 0.0257，均布 压力为 p10（6+2.2）232.231.4（kPa） ， 故双向板单位板宽最大弯矩为： 0.025731.41219=183.99(kNm/m) tm M 故封底混凝土的厚度为: =1.469 米 6 simtm t j w M h bR 6 1.1 2.31 0.18399 1 1.3 封底混凝土灌注时厚

17、度宜比计算值超过 0.250.5 米,以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x 取为 1.469+0.5=1.969m。 综上所述, 封底厚度 x 取为 2m。 3.1.3 基坑稳定性验算基坑稳定性验算 （1）坑底流砂验算 在坑底内抽水可能引起流砂的危险，采用简化计算方法进行验算。其 原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基 坑内抽水后引起的水头差为 h造成的渗流，其最短渗流途径为 h1t，在 流程 t 中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的 浮重 b，则不产生流砂的安全条件为： KiWb K 为安全系数,取为 2.0，i

18、为水力梯度,即0.43 1 h ht 7.5 12.55 而 W10，b9 则 KiW =2.0*0.43*10=8.46b9,不满足要 求。 故入土深度需重新取值,将 t 取为 7 米,则 i =0.448 11 17.57 故 KiW =2.0*0.449*10=8.96 b9,满足入土深度要求 所以钢板桩底标高可改为-15.5 米。 结合桩底地质，桩底标高取为-20 米。 （2）坑底隆起验算 较深的软土基坑在水压力作用下，坑底软土可能受挤在坑底发生隆起 现象，用滑动面简单方法进行验算。 滑动力矩为： 2 2 dw x MH 稳定力矩为： 2 0 (), 2 ru MxSxd 其中=ata

19、n()=atan()=1.256，h 为最底层内支撑相对封砼顶高度,b b h 18.4/2 3 为坑底一半长度.为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排 u S 水抗剪强度=50kPa u S 则安全系数为：=2.2608 1.2，满足 d s r M K M (2 ) u S H (3.142 1.256) 50 10 12.5 坑底隆起验算。 3.3 61#墩支护计算结果墩支护计算结果 3.3.1 钢板桩强度和稳定性验算钢板桩强度和稳定性验算 图 14 为 61#墩围堰的计算模型图，支撑围檩的构造图见图 15 所示。 原设计不满足要求，故在对支撑的标高进行调整（见表 3） ，同时

20、在横 向支撑 3、4、5、6 间每间距 4.425 米加一道横撑，每层共 24 道竖向支撑， 使横向支撑 3、4、5、6 连成整体，各侧面每道竖向支撑采用一根 I56a 的 工字钢；在 6 横向支撑和封底混凝土的竖撑加入一根 I40a 的剪刀撑，如图 26 所示。 表 3 61#墩支护各支撑的标高 编号123456 标高2.50.0-3.0-6.0-9.0-12.5 截面尺寸2I40a2I40a2I56a2I56a2I56a2I56a 图 14 61#墩计算模型 图 15 支撑围檩构造 在侧向压力的作用下，结构的最大位移为 6.8mm，如图 16 所示。 图 16 结构变形计算结果 支撑、围檩

21、的应力计算结果如图 17 所示，最下面一道支撑围檩的最大 应力达到 88.85MPa，在 A3 级钢的容许应力范围内，能够满足要求。 图 17 支撑、围檩的应力 图 18 板桩围堰每延米宽度承受绕水平轴的弯矩 计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴最大弯矩为 254.64KN*m/m。取 一片钢板桩来进行验算：钢板桩的宽度为 0.4m，查得钢板桩边缘断面的模 量为：W=814.8cm3=0.0008148m3,则可以得到钢板桩外缘的应力为： 3 6 0.4 254.64 10 124.92 10124.92 0.0008148 M PaMPa W 在 A3 级钢的容许应力范围内，能够满足要求。 结

22、构的屈曲模态计算结果如图 19 所示，结构的屈曲模态最小的特征值 为 6.104，结构的整体稳定性能满足要求。 图 19 结构的第一阶屈曲模态 因此，结构的应力与稳定性能够满足使用要求。 3.3.2 钢板桩封底计算钢板桩封底计算 （1） 浮力控制计算封底厚度 作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的 摩擦阻力平衡的，当板桩打入基坑底以下的深度不大时，从安全角度考虑， 平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由： )(xhx wc 解得 =0.310（4+16）/(23-10)=4.65（m） wc wh x 其中为考虑未计算桩土间摩阻力和围堰自重的修正系数，凭经验取为 0.3。 封

23、底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过 0.250.5 米,以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x 取为 4.65+0.35=5m。 （2） 封底最大应力控制计算封底厚度 封底混凝土的厚度,可按下式计算: 6 simtm t j w M h bR 式中:封底混凝土的厚度(m); t h 在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件 tm M 考虑的荷载系数可由结构设计手册查取; 混凝土弯曲抗拉极限强度; j w R 荷载安全系数,此处=1.1; si si 材料安全系数, 此处=2.31; m m b计算宽度, 此处取 1m. 由于板是边长 17.7 米的正

24、方形，故双向板的弯矩系数为 0.0368，均布 压力为 p10（20+5）235135（kPa） ， 故双向板单位板宽最大弯矩为： 0.036813517.717.7=1556.4(kNm/m) tm M 故封底混凝土的厚度为: =4.27 米 6 simtm t j w M h bR 6 1.1 2.31 1.556 1 1.3 封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过 0.250.5 米,以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x 取为 4.27+0.35=4.62m。 综上所述, 封底厚度 x 取为 5m。 3.3.3 基坑稳定性验算基坑稳定性验算 （1） 坑底流砂验算

25、 在坑底内抽水可能引起流砂的危险，采用简化计算方法进行验算。其 原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基 坑内抽水后引起的水头差为 h造成的渗流，其最短渗流途径为 h1t，在 流程 t 中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的 浮重 b，则不产生流砂的安全条件为： KiW b K 为安全系数,取为 2.0，i 为水力梯度,即0.55 1 h ht 22 346 而 W10，b9 则 KiW =2.0*0.55*10=11b9,不满足要 求 故入土深度需重新取值,将 t 取为 9 米,则 I =0.449 17 409 故 KiW =2.0*0.449*

26、10=8.98 b9,满足入土深度要求 所以钢板桩底标高可改为-27 米； 结合桩底地质，桩底标高取为-26 米。 （2） 坑底隆起验算 较深的软土基坑在水压力作用下，坑底软土可能受挤在坑底发生隆起 现象，用滑动面简单方法进行验算。 滑动力矩为： 2 2 dw x MH 稳定力矩为： 2 0 (), 2 ru MxSxd 其中=atan()=arctan()=1.24，h 为最底层内支撑相对封砼顶高度,b b h 17.7/2 3 为坑底一半长度.为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排 u S 水抗剪强度=50kPa u S 则安全系数为：=1.27 1.2，满足坑底 d s r M

27、 K M (2 ) u S H (3.142 1.24) 50 10 22 隆起验算。 3.4 62#墩支护计算结果墩支护计算结果 3.4.1 钢板桩强度和稳定性验算钢板桩强度和稳定性验算 图 20 为 62#墩围堰的计算模型图，支撑围檩的构造图见图 21 所示。 原设计不满足要求，故在对支撑的标高进行调整（见表 4） ，同时在横向 支撑 3、4、5、6、7 间加多 12 道竖向支撑，使横向支撑 3、4、5、6、7 连成整体，每道竖向支撑都采用单根 I56a 的工字钢；剪刀撑采用单根 I40a 的工字钢，见图 31。 表 4 62#墩支护各支撑的标高 编号1234567 标高2.50-2.5-

28、5.5-8.5-11.5-15.0 截面尺寸2I40a2I40a2I56a2I56a2I56a2I56a2I56a 图 20 62#墩计算模型 图 21 支撑围檩构造 在侧向压力的作用下，结构的最大位移为 4.8mm，如下图 22 所示。 图 22 结构变形计算结果 支撑、围檩的应力计算结果如图 23 所示，最下面一道支撑围檩的最大 应力达到 80.02MPa，在 A3 级钢的容许应力范围内，能够满足要求。 图 23 支撑、围檩的应力 图 24 板桩围堰每延米宽度承受绕水平轴的弯矩 计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴最大弯矩为 280.378kN*m/m。 取一片钢板桩来进行验算：钢板桩的宽度

29、为 0.4m，查得钢板桩边缘断面的 模量为：W=814.8cm3=0.0008148m3,则可以得到钢板桩外缘的应力为： =M/W=0.4*280.378/0.0008148=137.642MPa 在 A3 级钢的容许应力范围内，能够满足要求。需要特别指出的是,虽 然板的最大应力达到 137.642MPa,但该处是工字钢和钢板桩的相交处,该处 在模型处理过程中由于共节点而产生应力集中，板的其它部位是安全和可 靠的。 结构的屈曲模态计算结果如图 25 所示，结构的屈曲模态最小的特征值 为 6.097，结构的整体稳定性能满足要求。 图 25 结构的第 1 阶屈曲模态 因此，结构的应力与稳定性能够满

30、足使用要求。 3.4.2 钢板桩封底计算钢板桩封底计算 （1） 浮力控制计算封底厚度 作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的 摩擦阻力平衡的，当板桩打入基坑底以下的深度不大时，从安全角度考虑， 平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由： )(xhx wc 解得 =0.210（4+24.5）/(23-10)=4.38（m） wc wh x 其中为考虑未计算桩土间摩阻力和围堰自重的修正系数，凭经验取为 0.2。 封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过 0.250.5 米,以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x=4.38+0.5=4.88m,x 取整 5 米。

31、 （2） 封底最大应力控制计算封底厚度 封底混凝土的厚度,可按下式计算: 6 simtm t j w M h bR 式中:封底混凝土的厚度(m); t h 在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件 tm M 考虑的荷载系数可由结构设计手册查取; 混凝土弯曲抗拉极限强度; j w R 荷载安全系数,此处=1.1; si si 材料安全系数, 此处=2.31; m m b计算宽度, 此处取 1m. 由于板是边长 20.2 米*23 米的长方形，故双向板的弯矩系数为 0.0353，均布压力为 p10（22.5+5）235160（kPa） ， 故双向板单位板宽最大弯矩为： 0.035

32、316020.223=2624.1(kNm/m) tm M 故封底混凝土的厚度为: =5.5 米 6 simtm t j w M h bR 6 1.1 2.31 2.624 1 1.3 封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过 0.250.5 米,以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x 取为 5.5+0.5=6m。 综上所述, 封底厚度 x 取为 6m。 3.4.3 基坑稳定性验算基坑稳定性验算 （1）坑底流砂验算 在坑底内抽水可能引起流砂的危险，采用简化计算方法进行验算。其 原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基 坑内抽水后引起的水头差为 h造

33、成的渗流，其最短渗流途径为 h1t，在 流程 t 中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的 浮重 b，则不产生流砂的安全条件为： KiW b K 为安全系数,取为 2.0，i 为水力梯度,即0.5 1 h ht 24.5 31 6 而 W10，b9 则 KiW =2.0*0.5*10=10b9,不满足要求 故入土深度需重新取值,将 t 取为 9 米,则 i =0.422 24.5 499 故 KiW =2.0*0.422*10=8.4 b9,满足入土深度 所以钢板桩底标高可改为-30 米； 结合桩底地质，桩底标高取为-26 米。 （2）坑底隆起验算 较深的软土基坑在水压力作用

34、下，坑底软土可能受挤在坑底发生隆起 现象，用滑动面简单方法进行验算。 滑动力矩为： 2 2 dw x MH 稳定力矩为： 2 0 (), 2 ru MxSxd 其中=atan()=atan()=1.15，h 为最底层内支撑相对封砼顶高度,b 为 b h 23/2 3 坑底一半长度.为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排水 u S 抗剪强度=50kPa u S 则安全系数为：=1.7 1.2，满足坑底 d s r M K M (2 ) u S H (3.142 1.15) 50 10 17 隆起验算。 3.5 63#墩支护计算结果墩支护计算结果 3.5.1 钢板桩强度和稳定性验算钢板桩

35、强度和稳定性验算 图 26 为 63#墩围堰的计算模型图，支撑围檩的构造图见图 27 所示。 原设计不满足要求，故在对支撑的标高进行调整（见表 5） ，同时在横向 支撑 2、3、4 间加多 12 道竖向支撑，使横向支撑 2、3、4 连成整体，每 道竖向支撑都采用单根 I40a 的工字钢；剪刀撑用单根 I40a 的工字钢。 表 5 63#墩支护各支撑的标高 编号1234 标高2.5-1.5-5.5-9.2 截面尺寸2I40a2I40a2I56a2I56a 图 26 63#墩计算模型 图 27 支撑围檩构造 在侧向压力的作用下，结构的最大位移为 13.8mm，如图 28 所示。 图 28 结构变形

36、计算结果 支撑、围檩的应力计算结果如图 29 所示，最下面一道支撑围檩的最大 应力达到 118.6MPa，在 A3 级钢的容许应力范围内，能够满足要求。 图 29 支撑、围檩的应力 图 30 板桩围堰每延米宽度承受绕水平轴的弯矩 计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴的最大弯矩为 298.9kN*m/m， 如图 30 所示。 计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴最大弯矩为 298.9KN*m/m。取 一片钢板桩来进行验算：钢板桩的宽度为 0.4m，查得钢板桩边缘断面的模 量为：W=814.8cm3=0.0008148m3,则可以得到钢板桩外缘的应力为： 3 6 0.4 298.9 10 142.9

37、10142.9 0.0008148 M PaMPa W 在 A3 级钢的容许应力范围内，能够满足要求。 结构的屈曲模态计算结果如图 31 所示，结构的屈曲模态最小的特征值 为 1.67，结构的整体稳定性能满足要求。 图 31 结构的第一阶屈曲模态 因此，结构的应力与稳定性能够满足使用要求。 3.5.2 钢板桩封底计算钢板桩封底计算 （1） 浮力控制计算封底厚度 作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的 摩擦阻力平衡的，当板桩打入基坑底以下的深度不大时，从安全角度考虑， 平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由： )(xhx wc 解得 =0.310（4+17.52）/(23-10

38、)=5（m） wc wh x 其中为考虑未计算桩土间摩阻力和围堰自重的修正系数，凭经验取为 0.3。 封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过 0.250.5 米,以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x 取为 5+0.5=5.5m。 （2） 封底最大应力控制计算封底厚度 封底混凝土的厚度,可按下式计算: 6 simtm t j w M h bR 式中:封底混凝土的厚度(m); t h 在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件 tm M 考虑的荷载系数可由结构设计手册查取; 混凝土弯曲抗拉极限强度; j w R 荷载安全系数,此处=1.1; si si 材

39、料安全系数, 此处=2.31; m m b计算宽度, 此处取 1m. 由于板是边长 2320.2 米的矩形，故双向板的弯矩系数为 0.0353，均 布压力为 p10（16.715+5.5）235.595.65（kPa） ， 故双向板单位板宽最大弯矩为： 0.035395.652320.2=1568.696(kNm/m) tm M 故封底混凝土的厚度为: =4.28 米 6 simtm t j w M h bR 6 1.1 2.31 1.568.696 1 1.3 封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过 0.250.5 米,以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x 取为 4

40、.28+0.5=4.78m。 综上所述, 封底厚度 x 取为 5.0m。 3.5.3 基坑稳定性验算基坑稳定性验算 （1）坑底流砂验算 在坑底内抽水可能引起流砂的危险，采用简化计算方法进行验算。其 原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基 坑内抽水后引起的水头差为 h造成的渗流，其最短渗流途径为 h1t，在 流程 t 中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的 浮重 b，则不产生流砂的安全条件为： KiWb K 为安全系数,取为 2.0，i 为水力梯度,即0.597 1 h ht 16.715 21.56.5 而 W10，b9 则 KiW =2.0*0.

41、597*10=11.938b9,不满足 要求。 故入土深度需重新取值,将 t 取为 16 米,则 i =0.445 16.715 21.5 16 故 KiW =2.0*0.445*10=8.9 b9,满足入土深度要求 所以钢板桩底标高可改为-33.5 米。 结合桩底地质，桩底标高取为-26 米。 （2）坑底隆起验算 较深的软土基坑在水压力作用下，坑底软土可能受挤在坑底发生隆起 现象，用滑动面简单方法进行验算。 滑动力矩为： 2 2 dw x MH 稳定力矩为： 2 0 (), 2 ru MxSxd 其中=atan()=atan()=1.316，h 为最底层内支撑相对封砼顶高度,b 为 b h

42、23/2 3 坑底一半长度.为滑动面上不排水抗剪强度,取土层滑动面的平均不排水 u S 抗剪强度=50kPa u S 则安全系数为：=1.29 1.2，满足坑 d s r M K M (2 ) u S H (3.142 1.316) 50 10 22.715 底隆起验算。 3.6 64#、65#墩支护计算结果墩支护计算结果 3.6.1 钢板桩强度和稳定性验算钢板桩强度和稳定性验算 图 32 为 64#墩围堰的计算模型图，支撑围檩的构造图见图 33 所示。 原设计不满足要求，故在对支撑的标高进行调整（见表 6） ，同时在横 向支撑 2、3、4、5 每层加 12 道竖向支撑，使横向支撑 2、3、4

43、、5 连成 整体，每道竖向支撑都采用单根 I56a 的工字钢；在 4、5 层的相邻的竖撑 之间加入单根 I40a 的剪刀撑。 表 6 64#、65#墩支护各支撑的标高 编号12345 标高2.5-0.5-3.5-6.0-9.2 截面尺寸2I40a2I56a2I56a2I56a2I56a 图 32 64#、65#墩计算模型 图 33 支撑围檩构造 在侧向压力的作用下，结构的最大位移为 5.71mm，如图 34 所示。 图 34 结构变形计算结果 支撑、围檩的应力计算结果如图 45 所示，从图中可以看到，在侧向力 的作用下，最下面一道支撑围檩的最大应力达到 95.7a，在 A3 级钢的容许 应力范

44、围内，能够满足要求。 图 35 支撑、围檩的应力 图 36 板桩围堰每延米宽度承受绕水平轴的弯矩 计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴的最大弯矩为 251.8m，如图 36 所示。 计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴最大弯矩为 251.8m。取一片钢 板桩来进行验算：钢板桩的宽度为 0.4m，查得钢板桩边缘断面的模量为： W=814.8cm3=0.0008148m3,则可以得到钢板桩外缘的应力为： 3 6 0.4 251.8 10 119.64 10119.64 0.0008148 M PaMPa W 在 A3 级钢的容许应力范围内，能够满足要求。 结构的屈曲模态计算结果如图 37 所示，结构的

45、屈曲模态最小的特征值 为 2.679 体稳定性能满足要求。 图 37 结构的第一阶屈曲模态 因此，结构的应力与稳定性能够满足使用要求。 3.6.2 钢板桩封底计算钢板桩封底计算 （1） 浮力控制计算封底厚度 作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的 摩擦阻力平衡的，当板桩打入基坑底以下的深度不大时，从安全角度考虑， 平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由： )(xhx wc 解得 =0.310（4+17.4）/(23-10)=5（m） wc wh x 其中为考虑未计算桩土间摩阻力和围堰自重的修正系数，凭经验取为 0.3。 封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过 0.250.5 米,

46、以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x 取为 5+0.5=5.5m。 （2）封底最大应力控制计算封底厚度 封底混凝土的厚度,可按下式计算: 6 simtm t j w M h bR 式中:封底混凝土的厚度(m); t h 在最大均布反力作用下的最大设计弯矩(kN.m),按支承条件 tm M 考虑的荷载系数可由结构设计手册查取; 混凝土弯曲抗拉极限强度; j w R 荷载安全系数,此处=1.1; si si 材料安全系数, 此处=2.31; m m b计算宽度, 此处取 1m. 由于板是边长 2320.2 米的矩形，故双向板的弯矩系数为 0.0353，均 布压力为 p

47、10（16.715+5.5）235.595.65（kPa） ， 故双向板单位板宽最大弯矩为： 0.035395.652320.2=1568.696(kNm/m) tm M 故封底混凝土的厚度为: =4.28 米 6 simtm t j w M h bR 6 1.1 2.31 1.568.696 1 1.3 封底混凝土灌注时厚度宜比计算值超过 0.250.5 米,以便在抽水后将顶层 浮浆和软弱层凿除,以保证质量。所以封底厚度 x 取为 4.28+0.5=4.78m。 综上所述, 封底厚度 x 取为 5.0m。 3.6.3 基坑稳定性验算基坑稳定性验算 （1）坑底流砂验算 在坑底内抽水可能引起流砂的危险，采用简化计算方法进行验算。其 原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减小向上动水力。由于基 坑内抽水后引起的水头差为 h造成的渗流，其最短渗流途径为 h1t，在 流程 t 中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的 浮重 b，则不产生流砂的安全条件为： KiWb