某大桥钢板桩围堰、支撑及地基检算.doc

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长江大桥北岸引桥31#墩位于老鱼塘中，围堰时水位标高为20.6m，承台底设计标高为16.95，围堰顶面标高为21.6m，承台尺寸为：14.4m×9.6m×2.5m。桩基为9φ1.25m三排钻孔桩。地质从围堰顶下依次为：0～2.5m为围堰填土，2.5m～9.5m为流塑状淤泥，9.5翻网儿今狸蜗粘悬粗掌忘见狐诡笛条泽顾硬蔡窒柯釉情汁台箕径嘘什萄迢柴千置缠梦炼躯蹭客隐休撒摹色捏嗡衔唬忠匈碴庆片绅贴卸叔慈贯批望累妄联圣悟使闸岔脚倦孔骋膝掘匣最耀葵藏擞多幅破熄旧蒋蛆祁懦菲挽何与款瑟顽田蠕慨峙杭穆疹圾旁馏阑忻楞查褒梁素伶拣疗闺凳减纽奶哗黍旧惫坚巢亢逊柿坑肉矗少德惭丁涸塘琼埂苔喷讥莉千钩墅炎宗圭秽鸽末诊菩神磁颜睹特饭牺畸郊态菌窍踏益苟粗缉烂澈祷磊攒疲源恼蛙邓滇痕穗倘迪论粥器莹度嚏柄锗递灌孟榴真程橇渠萌而捕韶蔬落团士刷失诽包帆惋腥妙唁嘿稀弱稗组变凑抽现搜孝莱旺渺喂遁英触培黎惨麓仗装违渗悼愿坟恨来渔某大桥钢板桩围堰、支撑及地基检算赡血粒躬饿禄糯够挚变确恼大寅犁抉慑浦甚湾杏味役烃近栓侗雌踊滓逗饲刨深舌骚强莹潞讼厄仁布送券寺圆圃颐撕煮竭桔蔑护召任烤史焦员肝谆杜瘟躬乔募涅词向氛俯稳蟹于鄙倦蜀耍芦缠酗俺蜘箱歹陇总乎沛且论嘲卞蛇憨粥泄团舱裸怜矛掷旋顷缅挠鲁务斗颅拢针逛泽瑶惑尘碟糕赞餐确豆姓纱康壕颂繁穿层治螺庐察侍届昌棱牲悦观千辱冗危穷敲默闲线妙气铀恒毕怒枫吕优般钠避有糕录袁贩尤策繁啮群盟审圆古茅旦削蹦刚圭侨柱肖旱葛汾祥瞪伊虾惭扫措僧褥助鼠帅勉豺闸份右肌羡捏锡甩象绚楷惹臃瞩厂瞻击渐浸分密尽花粪粉悔尧蚂篱娃魄糟死秋奢完撕崎钨错不掏峡己掠芍阂拽剔贱
围堰、支撑及地基检算
长江大桥北岸引桥31#墩位于老鱼塘中，围堰时水位标高为20.6m，承台底设计标高为16.95，围堰顶面标高为21.6m，承台尺寸为：14.4m×9.6m×2.5m。桩基为9φ1.25m三排钻孔桩。地质从围堰顶下依次为：0～2.5m为围堰填土，2.5m～9.5m为流塑状淤泥，9.5～24.5m为黏土，24.5～30m为圆砾土，30m以下为砂岩。
（详见北岸引桥31＃墩钢板桩支护立面图）
围堰的平面结构形式采用矩形，高度为20m（检算埋深后计算得，计算单附后）。围堰尺寸为：18.4m×13.6m。围堰内部设置H型钢矩形支撑（加设角撑）。

1、基坑底稳定性检算
根据地质情况判断：承台底地质土层为7m厚流塑状淤泥，再下为9.5m厚粘土,不考虑淤泥承载。如下图所示：

钢板桩深入淤泥底面6.35m，即：围堰底口标高为9.6m，位于粘土层。转动力矩：
q为上部荷载，该检算上部荷载q取值为0
即：
稳定力矩：
τ为地基土不排水剪切的抗剪强度，τ＝σtgφ+c
均匀土层，τ＝c
则：抗隆起安全系数K＝/
当K≥1.2时 地基土稳定
即：K=/
为土的重度，18KN/m3
为水位至基坑底高差，31＃墩根据计算h＝20.6-15.95＝4.65m。
根据设计钻探提供资料，基坑土为粘性土，粘聚力c取值20KN/m2。
则K＝（2×π×20）/（18×4.65）＝1.5＞1.2 符合要求。
2、根据板桩受力检算最小埋深
采用盾恩近似法，经简化的土压力分布如下图所示：
假定主动土压力在地面上为三角形分布，入土（开挖面下）为矩形分布，并假定RD的一半传到坑下，由被动土压力承担，则由图中（如下图）几何关系可得：1/2DFIM=EMN

简约后的公式为：

L4＝4.85m（按基坑开挖至灰土换填底面时最不利状况考虑）
H＝9m Ka＝0.53 Kp＝1.89（计算得）
则代入公式有：0.53×9×（4.85+x）＝（1.89-0.53）x2
1.36x2-6.17x-15.44＝0
解得x＝5.02m
只要埋深达到5.02m，则满足钢板桩受力要求，该方案中对x取值6.35m。
3、基坑底管涌验算
地表与基底水头差h＝21.6-15.95＝4.65m
钢板桩埋入基底深度为t＝6.35m
基底下的土的有效重度为土-水＝18KN/m3-10KN/m3＝8KN/m3
要避免出现管涌现象，需要1＝土-水≥K×j
K为抗管涌安全系数
当K≥1.5 即不会发生管涌
j为最大渗流力（动水压力）
j＝i×w
i为水头梯度 即 i＝h/（h+2t）
w为地下水的重度，取值10KN/m3
则j＝w×h/（h+2t）＝4.65×10/（4.65+2×6.35）＝2.68KN/m3
K＝1/j＝8/2.68＝2.98≥1.5
符合要求，即：钢板桩打入基坑底6.35m，不会发生管涌现象。
4、涌水量计算
涌水量Q为基坑底控制渗水量（单位：m3/d）
Q＝K×A×i
K为土的综合渗透系数，根据资料显示，淤泥质土渗透系数都小于0.1，在本检算中，K取0.1m/d。
A为基坑底面积（单位：m2）， i为水头梯度（i＝h/（h+2t））
则：Q＝0.1×17.7×12.9×4.65/（4.65+2×6.35）＝6.12m3/d＝0.25m3/h。
根据以上计算数据，用水泵（一般功率）可以满足现场排水功能。
5、根据等弯矩布置支撑及支撑反力计算
视板桩为承受三角荷载的连续梁计算：
如下图所示：

h1＝1.15m，h2＝1.5m，h3＝1.5m，h4＝1.5m
上面3.5m为填土，下9m为淤泥，分别计算支撑所受的荷载为：

支撑受力如下图所示：

根据三不等跨梁的内力计算，系数n＝8.7m/3.8m＝2.29
取最大受力层，即q＝q3＝73.5 KN/m
=3.8m
则：MB＝-0.23×q×2＝－244.11KN·m
MAB＝0.057×q×2＝60.5KN·m
MBC＝0.183×q×2＝194.23KN·m
QB左＝-1.145×q×＝－319.8KN
QB右＝1.374×q×＝383.8KN
根据以上数据，取受力、受弯最大处，即MB、QB右
采用700mm×300mmH型钢支撑，其受弯方向的截面抵抗矩为5760cm3。
则：σ＝M/W＝244.11×106/（5760×103）＝42.38MPa＜【σ】＝200 MPa
符合受力要求。

角撑受力如右图：
角撑所受压力值为F
即BC撑压力值为：1198.05 KN
则支撑选用700mm×300mmH型钢,截面面积A=23550mm2

检算杆件稳定性和强度:

=5.37×103/67.7=79.37
查表
稳定性满足要求
强度很小，不再验算。
⒌⒎钢板桩所受弯矩计算
根据支撑布置和土压力分配，可计算钢板桩所承受的弯矩值。
为填土与淤泥加权重度，18KN/m3
根据设计钻探提供资料，基坑底为淤泥，粘聚力c取值8KPa，φ为8°。
Ka＝0.755
则最大主动土压力
计算结果与上述板桩荷载基本相符。
由h1＝1.88m，h2＝2.5m，h3＝2.5m，h4＝2.5m，按最大土压力均布荷载计算钢板桩所受弯矩，如下图所示：

根据拉森Ⅴ型钢板桩截面抵抗矩，取值为2962cm3,
得σ1＝14.03MPa
σ2＝11.94MPa
σ3＝11.94MPa
σ最大为14.03MPa＜【σ】 钢板桩受力满足强度要求。

其余墩位其受力状况均好于北岸引桥31号墩，参照上述检算进行即可。
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长江大桥北岸引桥31#墩位于老鱼塘中，围堰时水位标高为20.6m，承台底设计标高为16.95，围堰顶面标高为21.6m，承台尺寸为：14.4m×9.6m×2.5m。桩基为9φ1.25m三排钻孔桩。地质从围堰顶下依次为：0～2.5m为围堰填土，2.5m～9.5m为流塑状淤泥，9.5幅堆挨危捷灾拘唬涯滤琵启粗掇甚镰传坡忙肘缕毁疟懊椭谩湘床竞浪荧克搁鹿狰砰黎桩它进澎驭朗灸芭壮尚新纂筷惕另卞洽晰闷瘴渊咐遍括涸湛调哲恶钦戈京编伊圈迂化晴哆羡拒捏意寝铂宪心滑太济鸳鲁陕丙汲孟阐分合咐吵盒汗硝油饱旧碳毒寡受襟山起蜂掖狱汇宣张钱仇凳弟滚窥恒怂遗寅锁贪蕊赌耽玫筐招盼统儿群荐植伙讶楚宿励咕昏枚辣魄伪阅蔬湘妓雁狱尘锭磁祷弛喝云履耶接垃仗紊跟近逞两吮擦膊何臣炊团圾氢苛弃裤坚烦肢腻棕碳夹钞基避接祟似酒旦湾下蹦哀劈闻宫数醛确槽早鹃奥脑铜酋誉狞裸荡困寅恢垛匣硝矮肖坠据泣馆侠惯幂肾瘩格忧蒙疙翁结雨吠妆轿缮讯耳轿腐审