钢板桩支护方案课件资料.docx
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钢板桩支护方案课件资料
4.2临时围护结构施工
高压开关柜室夹层高度为2.2m,换填厚度不小于2.3m,所以开挖基槽最深为4.5m,为保证基坑开挖周边构筑物的安全特在开挖基槽外侧设置一圈12m长的36#工字钢,工字钢内边距基础外边距离为1000mm(见图1所示)。
采用一丁一顺布置。
工资钢顶部超出地面30cm。
为保证工资钢的整体性在背离基坑一侧使用10#槽钢将工字钢连接成整体。
图1钢板桩分布示意图
4.2.1防护方案受力计算
[基本信息]
---------------------------------------------------------------------
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
内力计算方法
增量法
支护结构安全等级
三级
支护结构重要性系数γ0
0.90
基坑深度H(m)
4.500
嵌固深度(m)
7.500
桩顶标高(m)gr
4.3
桩材料类型
钢板桩
├每延米截面面积A(cm2)
198.00
├每延米惯性矩I(cm4)
23200.00
└每延米抗弯模量W(cm3)
1600.00
└抗弯f(Mpa)
215
有无冠梁
无
放坡级数
0
超载个数
1
支护结构上的水平集中力
0
[超载信息]
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
(kPa,kN/m)
(m)
(m)
(m)
(m)
1
20.000
---
---
---
---
---
[附加水平力信息]
水平力
作用类型
水平力值
作用深度
是否参与
是否参与
序号
(kN)
(m)
倾覆稳定
整体稳定
[土层信息]
土层数
4
坑内加固土
否
内侧降水最终深度(m)
3.000
外侧水位深度(m)
1.000
内侧水位是否随开挖过程变化
是
内侧水位距开挖面距离(m)
0.000
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
基坑外侧土压力计算方法
主动
[土层参数]
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
(m)
(kN/m3)
(kN/m3)
(kPa)
(度)
1
杂填土
2.20
18.0
8.0
8.00
10.00
2
素填土
1.20
18.0
8.0
10.00
12.00
3
粘性土
1.00
19.0
9.0
---
---
4
淤泥质土
6.20
17.4
7.4
---
---
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力(kPa)
水下(kPa)
水下(度)
(kPa)
1
18.0
8.00
10.00
合算
m法
1.80
---
2
18.0
9.00
11.00
合算
m法
2.22
---
3
30.0
28.00
25.00
合算
m法
12.80
---
4
18.0
10.00
8.00
合算
m法
1.48
---
[支锚信息]
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
(m)
(m)
(°)
(m)
长度(m)
1
内撑
2.000
0.420
---
---
---
支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
锚固力
材料抗力
材料抗力
道号
(kN)
(MN/m)
直径(mm)
号
调整系数
(kN)
调整系数
1
0.00
310.40
---
2~
---
1140.00
1.00
[土压力模型及系数调整]
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类
水土
水压力
外侧土压力
外侧土压力
内侧土压力
内侧土压力
名称
调整系数
调整系数1
调整系数2
调整系数
最大值(kPa)
1
杂填土
合算
1.000
1.000
0.000
1.000
10000.000
2
素填土
合算
1.000
1.000
0.000
1.000
10000.000
3
粘性土
合算
1.000
1.000
0.000
1.000
10000.000
4
淤泥质土
合算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
[工况信息]
工况
工况
深度
支锚
号
类型
(m)
道号
1
开挖
0.920
---
2
开挖
4.500
---
[结构计算]
各工况:
内力位移包络图:
地表沉降图:
[截面计算]
[截面参数]
弯矩折减系数
0.85
剪力折减系数
1.00
荷载分项系数
1.25
[内力取值]
段
内力类型
弹性法
经典法
内力
内力
号
计算值
计算值
设计值
实用值
基坑内侧最大弯矩(kN.m)
11.97
14.08
11.45
11.45
1
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
46.56
13.74
44.53
44.53
最大剪力(kN)
45.82
21.19
51.55
51.55
[截面验算]
基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)
σnei=Mn/Wx
=11.450/(1600.000*10-6)
基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)
σwai=Mw/Wx
=44.526/(1600.000*10-6)
=27.829(MPa) 式中: σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(Mpa); σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(Mpa); Mw———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m); Mn———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m); Wx———钢材对x轴的净截面模量(m3); f———钢材的抗弯强度设计值(Mpa); [整体稳定验算] 计算方法: 瑞典条分法 应力状态: 总应力法 条分法中的土条宽度: 0.40m 滑裂面数据 整体稳定安全系数Ks=1.748 圆弧半径(m)R=7.348 圆心坐标X(m)X=-1.243 圆心坐标Y(m)Y=3.743 [抗倾覆稳定性验算] 抗倾覆安全系数: Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。 注意: 锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 安全系数最小的工况号: 工况1。 最小安全Ks=3.025>=1.150,满足规范要求。 [抗隆起验算] 1)从支护底部开始,逐层验算抗隆起稳定性,结果如下: 支护底部,验算抗隆起: Ks=1.601≥1.400,抗隆起稳定性满足。 深度110.600处,验算抗隆起: Ks=2.028≥1.400,抗隆起稳定性满足。 2)坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算,结果如下: Ks=1.825≥1.700,坑底抗隆起稳定性满足。 [流土稳定性验算] Kse———流土稳定性安全系数;安全等级为一、二、三级的基坑支护,流土稳定性 安全系数分别不应小于1.6、1.5、1.4; ld———截水帷幕在基坑底面以下的长度(m); D1———潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的垂直距离(m); γ'———土的浮重度(kN/m3); Δh'———基坑内外的水头差(m); γw———地下水重度(kN/m3); K=3.285>=1.4,满足规范要求。 [嵌固深度计算] 嵌固深度计算参数: 是否考虑坑底隆起稳定性 √ 是否考虑最下层支点为轴心的圆弧稳定性 √ 嵌固深度计算过程: 当地层不够时,软件是自动加深最后地层厚度(最多延伸100m)得到的结果。 1)嵌固深度构造要求: 依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012, 嵌固深度对于单支点支护结构ld不宜小于0.3h。 嵌固深度构造长度ld: 0.750m。 2)嵌固深度满足抗倾覆要求: 按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012单支点结构计算嵌固深度ld: 1)ld按公式: 得到ld=1.104m。 3)嵌固深度满足坑底抗隆起要求: 符合坑底抗隆起的嵌固深度ld=0.200m 4)嵌固深度满足以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定性要求: 符合以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定的嵌固深度ld=1.000m。 满足以上要求的嵌固深度ld计算值=1.104m,ld采用值=3.500m。 [嵌固段基坑内侧土反力验算] 工况1: Ps=183.501≤Ep=553.644,土反力满足要求。 工况2: Ps=183.501≤Ep=553.644,土反力满足要求。 工况3: Ps=165.314≤Ep=323.973,土反力满足要求。 式中: Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力(kN); Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力(kN)。 根据以上计算分析可知钢板桩防护方案满足基坑开挖安全要求。
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