钢板桩计算书10.13.doc

中铁十三局第一工程有限公司合肥繁华大道工程二标项目经理部 南淝河大桥承台钢板桩
目 录
1设计资料 2
2钢板桩入土深度计算 2
2.1内力计算 2
2.2入土深度计算 4
3钢板桩稳定性检算 5
3.1管涌检算 5
3.2基坑底部隆起验算 5
4围囹检算 6
4.1工况分析与计算 6
4.1.1工况一 6
4.1.2工况三 7
4.1.3工况五 8
4.1.4工况七 9
4.1.5工况九 10
4.2围囹计算 11
4.2.1第一层围囹 12
4.2.2第二层围囹 13
4.2.3第三层围囹 13
4.2.4第四层围囹 14
4.2.5封底混凝土整体稳定性验算 14
4.3支撑管计算 16

南淝河大桥主墩承台
钢板桩围堰施工计算书
1设计资料
(1)桩顶高程H1：10.0m，汛期施工水位：9.0m。
(2)河床标高H0：7m；基坑底标高H3：-2.7m；开挖深度H：9.7m。
(3)封底混凝土采用C25水下混凝土，封底厚度为2m。
(3)坑内、外土的天然容重加权平均值、均为：18.7KN/m3；内摩擦角加权平均值φ=17.4。；粘聚力C：48KPa。
(4)地面超载：按70吨考虑，换算后为20KN/m2。
(5)钢板桩采用国产拉森钢板桩，钢板桩参数 A=216cm2，W=2700cm3，=200Mpa，桩长18m。
(6)本工程基坑安全等级按一级基坑考虑。
2钢板桩入土深度计算
2.1内力计算
(1)作用在钢板桩上的土压力强度及压力分部见图2.1
根据《建筑施工计算手册》，主动土压力系数、被动土压力系数公式得：

钢板桩均布荷载换算土高度：

(2)支撑层数及间距
按等弯矩布置确定各层支撑的间距,则拉森Ⅳ型钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度，根据《建筑施工计算手册》，P155页(3-74）桩顶部悬臂部分允许最大跨度h公式得：
=3192mm=3.19m
h1=1.11h=1.11*3.19=3.54m
h2=0.88h=0.88*3.19=2.8m
h3=0.77h=0.77*3.19=2.5m
根据施工需要调整支撑布置h1=2.5m，h2=2.5m，h3=2.2层数为3层。
受力简图见图2.1
3
2.5
2.5
2.2
0.5
x
+10
q=20KN/m2
河水+9
H
X
A
-0.7
土体

图2.1 钢板桩受力简图
2.2入土深度计算
用盾恩近似法计算钢板桩入土深度
主动土压力系数，被动土压力系数从上可知：、

图2.2 钢板桩计算简图
根据假定作用在钢板桩AB段上的荷载ABCD，一半传至A点上，另一半由坑底土压力EBF承受，由图2.2所示，几何关系根据《建筑施工计算手册》，P157页(3-77）公式得：

根据入土部分的固定点，被动土压力合力作用点在离坑底处，所以钢板桩最下面一跨的跨度为0.5+2.89=3.39m处。
故钢板桩的总长度至少为,即钢板桩长度为15.09m，入土深度为4.34m时能保证桩体本身的稳定性，选用18m钢板桩，实际入土深度为6.34m。
3钢板桩稳定性检算
3.1管涌检算
管涌的原因主要受水的作用影响，计算时考虑有水一侧，基坑抽水后水头差为h1=11.7m，入土深度h2=x，最短的渗流途径如图2-1所示为h1+h2×2，不产生管涌的安全条件，根据根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P284页(5-107）公式得：

式中为安全系数取1.7；
水容重取；
土的浮容重为；
水力梯度；
计算得时，不会发生管涌。
所需桩长
选用18m钢板桩，则入土深度为5.3m，反算抗管涌安全系数,不会发生管涌。
3.2基坑底部隆起验算
基底抗隆起稳定性分析采用,抗隆验算方法。
根据《基础工程》中国建筑工业出版社P308页（8-30）公式：
、、、、、安全系数
=5.29
=13
=4.1＞1.7
即钢板桩打入深度5.3m，地基土稳定，不会发生隆起。
4材料强度检算
4.1钢板桩强度验算—工况分析与计算
工况分析模型加载力按照主动土压力强度，被动土压力强度
4.1.1工况一
参照《建筑施工计算手册》P153页,施作桩顶围囹和支撑后,开挖基坑至+6.5m，即3.5m（桩顶至基底）深，未安装第一道支撑前，钢板桩顶部为悬挑形式，则支撑受力为。
假定钢板桩所需入土深度为t，

为使钢板桩保持稳定，在钢板桩顶部力矩应等于零
因此最小入土深度

因此
剪力为零的点据支撑点的距离
取K=1.53，h=0.35m。
M=14.9×0.35=5.2MPa

故此工况下钢板桩能够满足要求。施工过程中，保证钢板桩嵌入土层深度在1.82m-5.3m范围内即可。
4.1.2工况三
安装好第一道支撑，继续开挖至标高+4m，即6m（桩顶至基底）深，第二道支撑没有施作。此时钢板桩可看作为在桩顶和第一道支撑处悬挑，基坑以下为固结的连续梁结构。则建模如下：

计算得钢板桩：Vmax=42.6KN、，最大支撑反力130KN。作用在第一层围囹和支撑处。
则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求。
4.1.3工况五
安装好第二道支撑，继续开挖至标高+1.5m处，即基坑8.5m（桩顶至基底）深，此时钢板桩可看作为在桩顶、第一和第二道支撑处简支，在基底以下为固结的连续梁结构，则建模如下：

计算得钢板桩：、，最大支撑反力174.8KN。作用在第二层围囹和支撑处。
则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求。
4.1.4工况七
安装好第三道支撑，继续开挖至基坑底，底标高—0.7m处，即基坑10.7（桩顶至基底）m深，此时钢板桩可看作为在桩顶、第一道、第二道和第三道支撑处简支，在基底以下为固结的连续梁结构，则建模如下：

计算得钢板桩：、，最大支撑反力207KN。作用在第三层围囹和支撑处。
则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求。
4.1.5工况九
安装好第四道围囹和支撑，继续开挖至封底混凝土底面，即标高为-2.7m，此时钢板桩可看做为在桩顶、第一道到第四道支撑处简支，在基底以为固结的连续梁结构，则建模如下：

计算得钢板桩：、，最大支撑反力246KN。作用在第四层围囹和支撑处。
则此时钢板桩的应力为

故此工况下钢板桩能够满足要求。
4.2围囹计算
每层围囹每个角上均设置设三个角撑，结构如下图

围檩受力最大的位置为第四道围檩，线荷载为246.5Kn/m,支撑水平间距为4m，支点处为焊接，应视作多跨连续梁（7跨），按最不利荷载组合，查结构力学表可以求出折减后的结构所受内力。这里我们就按照无折减的情况计算，即按简支梁计算。跨中弯矩为M=1/8ql2=1/8×246.5×42=293Kn*m。围檩为双拼40a工字钢， W=1090cm3 ,I=21720cm4，S=631cm2，t=16.5mm，I/S=21720/631=34.4cm，
σ=M/W=293Kn×m/2Wcm3=134.4MPa<145MPa.符合要求。
N支=1/2ql=0.5×246.5×4=493Kn.
I/S=21720/631=34.4
τ=NS/It= N/t×(S/I)
=493Kn/(16.5mm×34cm)=87878KPa=87.88MPa<110.5MPa
挠度：f=5ql4/384EI
=5×246.5×44/384×2.1×108×21720×10-8
=0.018m
综上所述，在最大荷载作用下，选用上述双拼I40a工字钢满足要求，其他三道围檩可根据现场材料进行同强度代换。
4.3封底混凝土整体稳定性验算
⑴、验算假定：①参考公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)之表3.3.3-4，封底混凝土与钢板桩围堰之间直接剪切力按照规则块体砌体M5级砂浆考虑，直接剪切力为0.052MPa，钢板桩与基桩之间因桩身表面为非平滑面，与新浇筑的混凝土封底之间直接剪切力按照片石砌体考虑，接剪切力为0.120MPa；②封底承受的向上水压力，忽略水压力传递路线上隔水层的影响，计算模型下水头差为10.7m；C25水下封底混凝土厚2m。
④砼重度r=24KN/m³、水重度r=10KN/m，³抗拔容许摩阻值与受压容许阻力比例系数，取0.4
① 混凝土封底自重
W1=28.2×28.2×2×24-14×3.14×1.25×1.25×2=38034KN
②188块钢板桩与封底混凝土间的剪切力
W2=A接触面积*F切向粘结力= 188*0.6*2*52= 4418.7 KN
③ 封底混凝土与基桩间握裹力直接剪切力
W3=A接触面积*F直接剪切 = 14*3.14*2.5*120= 13188 KN
④ 188块钢板桩重W4=188×18×106=3587 KN
⑤ 188钢板桩与内侧土间的摩阻力
W5=0.4×28.2×4×5.7×33=2978 KN
⑥188钢板桩与外侧土间的摩阻力
W6=0.4×28.2×4×15×33=22334KN
⑦封底底面承受的水压力
P水 = A净封底×r×h水头差
= 28.2×28.2×10×9.7
= 77138 KN
混凝土封底抵抗水压力的合力为W = W1+W2+W3+W4+W5+W6
= 84539 KN
稳定性安全系数 K = 1.09
⑵混凝土封底强度验算
封底混凝土采用C25水工混凝土。以桩基及板桩围堰为多支点，取其间最大跨度6m，简化为单向支撑板,假定混凝土有效厚度2m。
1m宽混凝土抗弯模量：W = 1×23/6 = 1.333
1m宽混凝土承受向上的荷载：q=9.7×10-1×2×24=49KN/m
跨中弯矩：M=49×62/8=221 KN.m
混凝土弯拉应力：σ= M/w =221/ 1.333/1000=0.165MPa < [σ]=1.1MPa 满足要求。
4.4支撑管计算
由计算软件计算得最大荷载在第四道直撑处。qmax=246.5KN/m，直撑管水平间距按最大4.0m。取两根支撑管之间所承受的土压力，即4.0m，按最不利支座形式计算，即简支梁，计算支座处支撑管的轴向承载力和稳定性是否符合要求。
鉴于支撑受轴向力，可简化按照压杆计算。
强度验算：
1.1、现场第一种支撑管直径D=377mm，6mm厚钢管，A=69.932cm2，I=12035.01cm4
Q=2ql=2×246.5×4.0=1972(KN)
N支=1/2×Q=0.5×1972=986(KN)
所以轴心压应力N/A=986×103/69.932×102=140.99MPa
直径377mm、6mm厚钢管水平放置,最长的一根17m，
自重为：0.0549t/m,即q=0.549Kn/m。
跨中最大弯矩为：M=1/8ql2=0.125×0.549×172=19.83(KNm)
W=2I/D=12035.01×2/37.7=638.46cm3
M/W=19.83×106/638.46×104=3.11Mpa
因为：N/A>M/W,所以σ= N/A+M/W=140.99+3.11=144.1MPa<145MPa
强度满足，但无安全系数,不符合要求。
1.2现场第二种支撑管直径D=406mm，7mm厚钢管，A=87.75cm2，I=17466.68cm4
所以轴心压应力N/A=986×103/87.75×102=112.36MPa
直径406mm、7mm厚钢管水平放置,最长的一根17m。
自重为：0.0689t/m,即q=0.689Kn/m。
跨中最大弯矩为：M=1/8ql2=0.125×0.689×172=24.89(KNm)
W=2I/D =17466.68×2/40.6=860.43cm3
M/W=24.89×106/860.43×104=2.89Mpa
因为：N/A>M/W,所以σ= N/A+M/W=112.36+2.89=115.25<145MPa
强度满足，安全系数=145MPa/115.25MPa=1.26。
1.3现场第三种支撑管直径D=529mm，8mm厚钢管，A=163.05cm2，I=54919.07cm4
Q=2ql=2×246.5×4.0=1972(KN)
N支=1/2×Q=0.5×1972=986(KN)
所以轴心压应力N/A=986×103/163.05×102=60.47MPa
直径529mm、8mm厚钢管水平放置,最长的一根17m，
自重为：0.128t/m,即q=1.28Kn/m。
跨中最大弯矩为：M=1/8ql2=0.125×1.28×172=46.24(KNm)
W=2I/D=54919.07×2/52.9=2076.34cm3
M/W=46.24×106/2076.34×104=2.23Mpa
因为：N/A>M/W,所以§= N/A+M/W=60.47+2.23=62.7MPa<145MPa
强度满足，安全系数=145MPa/62.7MPa=2.31。
稳定性验算：（只验算后两种情况）
图中支撑可视为两端铰支的长细杆，由欧拉公式Pcr=2EI/l2计算临界压力。
2.1直径D=406mm，7mm厚钢管，A=87.75cm2，I=17466.68cm4,E=210Gpa,l=17m
Pcr=3.142×210×106×17466.68×10-8/172=1251Kn
Pcr/ N支=1251/986=1.27<Nst(查表可得,Nst在10左右)
2.2直径529mm、8mm厚钢管，A=163.05cm2，I=54919.07cm4
Pcr=3.142×210×106×54919.07×10-8/172=3933.42Kn
Pcr/ N支=3933.42/986=3.99<Nst(查表可得,Nst在10左右)
17米支撑中间加一约束，即l=8.5m
529mm、8mm厚钢管
Pcr=3.142×210×106×54919.07×10-8/8.52=15733.68Kn
Pcr/N支=15733.68/986=16>Nst(查表可得,Nst在10左右)满足要求！
综上所述，钢板桩支撑和围檩材料依次为：
围檩选用双拼I40a工字钢或与其等同强度的材料；
最短的一根角撑为φ406×7mm钢管，其余两根为φ529×8mm钢管。合同管理制度

1 范围
本标准规定了龙腾公司合同管理工作的管理机构、职责、合同的授权委托、洽谈、承办、会签、订阅、履行和变更、终止及争议处理和合同管理的处罚、奖励；
本标准适用于龙腾公司项目建设期间的各类合同管理工作，厂内各类合同的管理，厂内所属各具法人资格的部门，参照本标准执行。
2 规范性引用
《中华人民共和国合同法》
《龙腾公司合同管理办法》
3 定义、符号、缩略语
无
4 职责
4.1 总经理：龙腾公司经营管理的法定代表人。负责对厂内各类合同管理工作实行统一领导。以法人代表名义或授权委托他人签订各类合法合同，并对电厂负责。
4.2 工程部：是发电厂建设施工安装等工程合同签订管理部门；负责签订管理基建、安装、人工技术的工程合同。
4.3 经营部：是合同签订管理部门，负责管理设备、材料、物资的订购合同。
4.5 合同管理部门履行以下职责：
4.5.1 建立健全合同管理办法并逐步完善规范；
4.5.2 参与合同的洽谈、起草、审查、签约、变更、解除以及合同的签证、公证、调解、诉讼等活动，全程跟踪和检查合同的履行质量；
4.5.3 审查、登记合同对方单位代表资格及单位资质，包括营业执照、经营范围、技术装备、信誉、越区域经营许可等证件及履约能力（必要时要求对方提供担保），检查合同的履行情况；
4.5.4 保管法人代表授权委托书、合同专用章，并按编号归口使用；
4.5.5 建立合同管理台帐，对合同文本资料进行编号统计管理；
4.5.6 组织对法规、制度的学习和贯彻执行，定期向有关领导和部门报告工作；
4.5.7 在总经理领导下，做好合同管理的其他工作，
4.6 工程技术部：专职合同管理员及材料、燃料供应部兼职合同管理员履行以下职责：
4.6.1 在主任领导下，做好本部门负责的各项合同的管理工作，负责保管“法人授权委托书”；
4.6.2 签订合同时，检查对方的有关证件，对合同文本内容依照法规进行检查，检查合同标的数量、金额、日期、地点、质量要求、安全责任、违约责任是否明确，并提出补充及修改意见。重大问题应及时向有关领导报告，提出解决方案；
4.6.3 对专业对口的合同统一编号、登记、建立台帐，分类整理归档。对合同承办部门提供相关法规咨询和日常协作服务工作；
4.6.4 工程技术部专职合同管理员负责收集整理各类合同，建立合同统计台帐，并负责

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