特大桥承台基坑插打钢管桩支护设计计算书
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目录1、概况12、支护方案13、列车荷载计算24、开挖支撑计算24.1基本信息24.2 超载信息34.3 土层信息34.4土层参数44.5 土压力模型及系数调整44.6 结构内力计算44.7 钢管桩应力计算64.8 整体抗倾覆稳定性验算64.9 抗隆起验算74.10 隆起量的计算84.11 抗管涌验算94.12 嵌固深度计算1111深基坑支护设计计算书1、概况新建xx客运专线与既有图佳铁路相交,新建铁路桥墩与既有线较近,为保证列车安全,承台开挖时需要进行防护,防护方案为插打钢管排桩。2、支护方案支护方案为排桩支护见下图1、图23、列车荷载计算按中活载计算,图式如下取前方5个集中荷载换算成作用在基坑边的超载,冲击系数取1.2q=220/1.5/5.45*1.2=32.3kn/m4、开挖支撑计算采用Fspw6.0软件计算如下。4.1 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基坑等级一级基坑侧壁重要性系数01.10基坑深度H(m)3.800嵌固深度(m)4.000桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形 桩直径(m)0.500桩间距(m)1.200混凝土强度等级C25有无冠梁 有 冠梁宽度(m) 0.500 冠梁高度(m) 0.400 水平侧向刚度(MN/m) 4.801放坡级数 0超载个数 1支护结构上的水平集中力0 4.2 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)132.3000.0005.5001.300- 4.3 土层信息 土层数 1坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)3.800外侧水位深度(m)3.000弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法4.4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8.0018.08.05.0030.00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)122.06.0025.00合算m法12.92-4.5 土压力模型及系数调整 采用弹性法土压力模型的计算结果弹性法土压力模型: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杂填土合算1.0001.0001.00010000.000 4.6 结构内力计算内力位移包络图:地表沉降图:由上图可见,钢管支护桩最大位移6.1mm,地面最大沉降量10mm内力取值见下表段内力类型弹性法内力号 计算值设计值基坑内侧最大弯矩(kN.m)53.4462.451基坑外侧最大弯矩(kN.m)18.6621.81最大剪力(kN)38.6653.164.7 钢管桩应力计算由上表可见最大弯矩M=62.45KN.m 钢管桩采用500*8mm钢管,其截面参数为:惯性矩W=1496994mm3 最大应力=M/W=62.45*1000/1496994=0.04 Kpa,满足! 4.8 整体抗倾覆稳定性验算 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 = 1.839圆弧半径(m) R = 7.760圆心坐标X(m) X = -1.256圆心坐标Y(m) Y = 3.558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。 Ks = 1.349 = 1.200, 满足规范要求。4.9 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 = 5.356 = 1.1, 满足规范要求。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 = 6.405 = 1.15, 满足规范要求。4.10 隆起量的计算(注意:按以下公式计算的隆起量,如果为负值,按0处理!)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); = 0(mm)4.11 抗管涌验算 抗管涌稳定安全系数(K = 1.5):式中0侧壁重要性系数;土的有效重度(kN/m3);w地下水重度(kN/m3);h地下水位至基坑底的距离(m);D桩(墙)入土深度(m);K = 8.000 = 1.5, 满足规范要求。4.12 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 = 1.100 hp = 1.433m,Epj = 420.392 kPa ha = 2.832m,Eai = 160.391 kPa 得到hd = 3.950m,hd采用值为:4.000m
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