支护桩计算书.doc

新建杭州至长沙铁路客运专线工程浙江段支护桩计算书编 制： 王仁淑复 核：审 核：中铁四局集团公司五月1.工程概况汤溪特大桥于DK192+718处上跨既有沪昆线，新建铁路与既有铁路夹角19,跨越处铁路宽13m，相应既有沪昆里程为K395+338，新线铁路采用门式墩24简支跨越，通行净空按7.96m考虑。承台开挖施工时，因承台边线距离既有铁路距离较近，按1：1.5放坡开挖，开挖边坡线在安全线外，承台施工时必须对既有铁路做防护桩才干进行承台开挖。2.支护桩的布置根据营业线路基横断面结构尺寸、与基坑的位置关系、承台设计尺寸以及底设计标高，计划营业线安全放坡边线范围以内的基坑开挖采用支护桩进行防护，根据现场实测，汤溪特大桥邻近营业线基坑开挖深度均在5m范围以内。取离营业线最近，开挖深度为4.9米的371#墩K3桩作为设计计算依据。3.支护桩的设计支护桩采用1.00m挖孔桩，混凝土等级C30，桩身配筋根据开挖完毕时工况设计。支护桩采用人工挖孔，每开挖1m浇筑1m钢筋混凝土护壁，护壁混凝土等级C30，厚度20cm。护壁等强后进行下一层开挖，直至设计桩底。4.工况计算4.1.工况一4.1.1.支护概况及布置图开挖深度4.9m以内的基坑支护采用直径1.00m挖孔桩，设计桩长10m，其中基底以下锚固长度5 .1m，查阅高速铁路设计规范（试行）TB10621-2023,列车竖向荷载、铁路线路结构可换算成土柱，分布宽度3.3m，分布高度3.1m，距坑边距3.6m, 4.1.2.土压力的拟定 桩板墙所受的积极土压力采用公式：计算。 ：积极土压力系数： ：计算点深度zj处自重竖向应力。 ：基坑外侧任意深度附加竖向应力标准值。：基坑外侧深度CD范围内附加竖向应力标准值。 桩板墙所受的被动土压力采用公式：计算。 ：被动土压力系数： 4.1.3.支护桩简算采用理正深基坑支护软件进行计算： 支护方案 最大开挖深度4.90m排桩支护- 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基坑等级一级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)4.900嵌固深度(m)5.100桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形 桩直径(m)1.000桩间距(m)1.500混凝土强度等级C30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)160.5000.0003.3003.600- 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 3坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)15.000外侧水位深度(m)15.000弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法- 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素填土2.1418.0-3.0015.002粘性土4.6618.3-25.0011.003圆砾3.3025.0-30.0013.00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)125.0-m法4.00-260.0-m法10.00-3140.0-m法10.00- 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:层号土类名称水土水压力积极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素填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算1.0001.0001.00010000.0003圆砾合算1.0001.0001.00010000.000- 工况信息 -工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖4.900- 设计结果 - 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 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm)20桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)10.00 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)0.000.000.000.001基坑外侧最大弯矩(kN.m)217.91148.40231.52231.52最大剪力(kN)106.6970.85133.37133.37段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33524D1648254712箍筋HRB335D1215015081064 加强箍筋HRB335D142023154- 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 = 2.065圆弧半径(m) R = 8.559圆心坐标X(m) X = -0.415圆心坐标Y(m) Y = 3.341- 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积极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。 工况1： Ks = 2.308 = 1.200, 满足规范规定。 - 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 2.873 = 1.1, 满足规范规定。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 3.262 = 1.15, 满足规范规定。 隆起量的计算 注意：按以下公式计算的隆起量，假如为负值，按0解决!式中基坑底面向上位移(mm);n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri第i层土的重度(kN/m3)； 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);hi第i层土的厚度(m);q基坑顶面的地面超载(kPa);D桩(墙)的嵌入长度(m);H基坑的开挖深度(m);c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); = 61(mm)- 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悬臂式支护结构计算嵌固深度hd值，规范公式如下 hpEpj - 0haEai=0 = 1.200 ， 0 = 1.000 hp = 1.268m，Epj = 348.763 kPa ha = 2.729m，Eai = 133.297 kPa 得到hd = 3.100m 支护方案 最大开挖深度3.50m排桩支护- 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基坑等级一级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)3.500嵌固深度(m)3.000桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形 桩直径(m)1.000桩间距(m)1.500混凝土强度等级C30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)160.5000.0003.3003.600- 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 2坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)15.000外侧水位深度(m)15.000弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法- 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素填土2.1418.0-3.0015.002粘性土4.6618.3-25.0011.00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)125.0-m法4.00-260.0-m法10.00- 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:层号土类名称水土水压力积极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素填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算1.0001.0001.00010000.000- 工况信息 -工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖3.500- 设计结果 - 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 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm)20桩的纵筋级别HRB335桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)6.50 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)0.000.000.000.001基坑外侧最大弯矩(kN.m)60.8147.9564.6164.61最大剪力(kN)46.1423.3957.6757.67段选筋类型级别钢筋实配计算面积号 实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB33524D1648254712箍筋HRB335D1215015081064 加强箍筋HRB335D142023154- 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 = 1.651圆弧半径(m) R = 7.669圆心坐标X(m) X = 0.417圆心坐标Y(m) Y = 4.647- 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积极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。 工况1： Ks = 2.828 = 1.200, 满足规范规定。 - 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 2.504 = 1.1, 满足规范规定。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 2.834 = 1.15, 满足规范规定。 隆起量的计算 注意：按以下公式计算的隆起量，假如为负值，按0解决!式中基坑底面向上位移(mm);n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;ri第i层土的重度(kN/m3)； 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);hi第i层土的厚度(m);q基坑顶面的地面超载(kPa);D桩(墙)的嵌入长度(m);H基坑的开挖深度(m);c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); = 75(mm)- 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悬臂式支护结构计算嵌固深度hd值，规范公式如下 hpEpj - 0haEai=0 = 1.200 ， 0 = 1.000 hp = 0.688m，Epj = 121.279 kPa ha = 1.862m，Eai = 36.523 kPa 得到hd = 1.500m