K86-094.6拉森Ⅳ钢板桩深基坑支护计算书.doc

K86+094.6 1-5.0m钢筋混凝土盖板箱涵接长防护计算书一、工程概况K86+094.6为1-5.0m钢筋混凝土盖板接长箱涵。涵洞在接长时，要先拆除入口梯形节盖板、翼墙及基础，利用入口梯形节墙身和基础，反拼梯形节墙身及基础。在拆除前，要对路基本体进行钢板桩防护和对轨道进行加强。二、水文地质情况 1、地质情况序号层深底层描述基本承载力kpa10-5.8粉砂，浅黄色，潮湿，稍密，主要矿物成分为长石、石英，顶部0.4m含少量植物根系。10025.8-7.8黏土，灰褐色，硬塑，含有少量黄色锈斑，其中7.4-7.8m为粉土夹层。12037.8-15.0细纱，浅黄色，潮湿11.2m以下为饱和，中密，主要矿物成分为长石、石英，夹有少量云母。1502、地下水位涵位出地面高程为40.22m，稳定地下水位为29.02m。三、拉森钢板桩防护 既有线露肩标高为45.44m，新旧涵洞接缝距既有线中心2.99m，拉森钢板桩从新旧涵洞接缝处往外插打，防护高度与既有线路肩高度一致，并在桩顶设置地锚，较少路基变形。考虑到列车经过的动载完全由D型钢便梁承受，所以在建模时，不考虑钢板桩顶上的荷载。1、防护示意图钢板桩桩顶距地面6m，考虑到挡土的效果，桩顶外露土体0.2m，所以钢板桩外露量为6.2m。既有线填料按照碎石图考虑，层厚6.0m。2、模型基本参数1） 基本信息 内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)6.200嵌固深度(m)8.000墙顶标高(m)0.000连续墙类型钢板桩 每延米板桩截面面积A(cm2)100.00 每延米板桩壁惯性矩I(cm4)39600.00 每延米板桩抗弯模量W(cm3)400.00有无冠梁无放坡级数 1超载个数 1支护结构上的水平集中力02） 放坡信息 坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数12.2700.2001.5003）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)10.000-4）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5）土层信息 土层数 4坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)17.400外侧水位深度(m)17.400内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)-弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法6） 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碎石6.0021.0-27.0014.602粉砂5.8017.0-15.0011.003粘性土2.0017.0-15.009.604细砂7.2018.08.022.0012.60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)140.0-m法10.00-225.0-m法2.82-335.0-m法2.38-460.022.0012.60分算m法4.12-7）支锚信息 支锚道数1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0.5000.200-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11.0030.00-2-100.001.008）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:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1碎石合算1.0001.0001.00010000.0002粉砂合算1.0001.0001.00010000.0003粘性土合算1.0001.0001.00010000.0004细砂分算1.0001.0001.00010000.0009）工况信息工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖0.200-2加撑-1.内撑3开挖6.200-3计算结果1）各工况：2）内力位移包络图：3）地表沉降图：4）嵌固深度计算嵌固深度计算参数：嵌固深度系数1.200抗渗嵌固系数1.200嵌固深度计算过程： 按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99单支点结构计算支点力和嵌固深度设计值hd： 1) 按ea1k = ep1k 确定出支护结构弯矩零点hc1 = 1.072 2) 支点力Tc1可按下式计算： hT1 = 6.000m Tc1 = 17.313 kN 3) hd按公式：hpEpj + Tc1(hT1+hd) - 0haEai=0确定 = 1.200 ， 0 = 1.000 hp = 2.511m，Epj = 752.245 kPa ha = 3.719m，Eai = 469.786 kPa 得到hd = 6.472m，hd采用值为：8.000m综上所述，采用15m长拉森钢板桩进行支挡。外露地面6.2m，打入地面以下8.8m，最大沉降量42mm，满足施工要求。四、D20型钢便梁防护1、D20钢便梁承载力的检算本涵与线路法线方向相交32.59。线路防护采用D20钢便梁进行防护。D20便梁最大跨度为20.1m，而本涵临时支撑桩基础顺线路方向间距12m，所以使用D20便梁对线路加强不需要检算。2、挖孔桩基础承载力检算根据铁路路基设计规范（TB10001-2005)附录A中列车和轨道荷载换算土柱高度和分布宽度表中，既有邯济线按照速度80km/h、重型轨道、P50轨、道床厚度为50cm、型枕确定，分布宽度为3.5m，荷载强度为60.1KPa，换算土柱高度：当=18Kn/m3时，土柱高度为3.4m；当=19Kn/m3时，土柱高度为3.2m；当=20Kn/m3时，土柱高度为3.0m；当=21Kn/m3时，土柱高度为2.9m；取值根据规范规定细粒土（有机类土除外）取18或19Kn/m3，砂类土取19或20Kn/m3，碎石类、砾石类土取20或21Kn/m3。列车荷载Q=60.13.512=2524.2KN，完全由4根直径1.25m桩基临时支撑承担，每根桩基础承载631.1KN。根据建筑桩基技术规程（JGJ94-2008）P19查得，一般直径桩的单桩竖向极限承载力特征值为：Quk=Qsk+Qpk=Uqsikli+qpkAp式中：Qsk-单桩总极限侧阻力特征值Qpk-单桩总极限侧阻力特征值U-桩身周长，本式中取U=3.141.25=3.925mqsik-桩侧第i层土的极限侧阻力特征值，如无当地经验值，可按建筑桩基技术规程查表5.3.5-1，填土（既有线路堤）取20kpa，粉砂土取22kpa，黏土取21kpa，细砂土取22kpa。li-桩穿越第i层土的厚度qpk-极限端阻力特征值，如无当地经验值，可按建筑桩基技术规程查表5.3.5-2Ap=桩端面积，本式中取Ap=3.141.251.25/4=1.23挖孔桩按照挖孔深度计算其容许承载力，本计算中容许承载力按照631.1KN取值，安全系数取2.0。2631.1= Qsk+Qpk=Uqsikli+qpkAp =3.925（620+5.822+ X21）+1201.23解得：X=1.74m因此，挖孔桩深度h=6+5.8+1.74=13.54m。