长江大桥主塔基坑支护方案

《长江大桥主塔基坑支护方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《长江大桥主塔基坑支护方案（53页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、长江大桥主塔基坑支护方案咨 询 报 告目 录第一部分 基坑支护方案11、工程概况12、场地工程地质与水文地质条件12.1 工程地质条件12.2水文地质条件23、场地周边环境34、基坑支护方案34.1设计依据34.2设计原则34.3 基坑围护方案45、施工方案及要求55.1 降水及排水55.2 土方开挖55.3基坑支护施工技术参数55.4施工程序56、基坑监测方案66.1.观测点的布置66.2监测要求67、预防及应急措施7第二部分 支护结构计算81、土层参数82、结构计算92.1 工况一：开挖至第一道支撑向下1m时92.2 工况二：开挖至第二层支撑向下1m处且第二层支撑未安装时152.3 工况三

2、：开挖至设计封底混凝土底标高位置且未浇筑封底混凝土时272.4 工况四：封底混凝土达到设计强度，拆除第二道支撑时463、主要结论50第一部分 基坑支护方案1、工程概况长江公路大桥工程主桥采用21080.0m三塔两跨式悬索桥，三塔悬索桥分跨为（390+1080+1080+390）m，南塔基础采用群桩基础，单桩直径为2.8m。承台为哑铃型，两承台之间用系梁相连。塔身包括上塔柱、下塔柱和上横梁、下横梁，采用C50混凝土。塔顶高程为+180.0m，塔柱底高程为+8.3m。本次支护为南塔基础基坑，基坑长81米，宽37米，大面积挖深为7.6米，周边环境比较简单。基坑侧壁安全等级为二级，基坑工程重要性等级为

3、三级。2、场地工程地质与水文地质条件2.1 工程地质条件本场区属于长江下游新三角洲冲积地貌，场区地势平坦。根据钻探、波速测试资料，场地土层自上而下可概括为：上部全新统松散层类（第一、二大层，厚度38.241.0m）、上更新统粘性土和砂性土类（第36层，厚度约60m）以及中更新统粉砂、砾砂及卵砾石层（长78大层，厚约50m），未钻穿。各土层工程特性简介如下：（1）第四系全新统（Q4）：主要由细颗粒沉积物组成，灰黄色青灰色，主要为淤泥质亚粘土、粉细砂。1-1 亚粘土：黄灰色、灰色、褐黄色，可塑状态，局部软塑，中等偏高压缩性，粉性重，局部夹粉砂薄层，土性欠均匀，上部0.5m含新鲜植物根系。层顶埋深0

4、.82.2m，层厚0.802.20m。1-2 淤泥质亚粘土：灰色，局部灰黄色，流塑状态，高孔隙比，高压缩性，夹粉砂薄层，局部具层理，偶夹腐植物，该层层顶埋深0.82.2m，层厚7.4512.1m。1-3 亚砂土、粉砂：灰色，稍密（松散），很湿（饱和状态），局部夹亚粘土薄层，主要矿物成分为石英、长石，分选性较差，局部夹腐植物，偶含贝壳碎片；层顶标高-6.11-10.29m，层厚3.105.7m，层位稳定，分布连续。2-4 粉砂、局部细砂：灰色，稍密中密状态，饱和，含云母，分选性较好，主要矿物成分为石英、长石，层顶标高-10.14-15.46m，层底标高-30.24-33.66m，层位稳定，分布连

5、续。2-6a: 亚砂土：灰色，湿，中密状态，局部密实，含云母及少量贝壳碎片，局部粘粒含量高，夹亚粘土薄层，亚粘土层呈中等偏压缩性，局部混粉砂，偶夹腐植物。层顶标高-31.24-37.49m，层厚3.506.70m，层位稳定，分布连续。（2）第四系上更新统（Q3）：上部颗粒较细，为粘性土及粉细砂，下部变粗，岩性为中砂夹小砾石。（3）第四系中更新统（Q2）：上部为细粒土，下部以粗颗粒为主，主要为粉细砂、中粗砂、砾石及卵砾石层，土质良好。在开挖深度范围内，主要为1-1亚粘土、1-2淤泥质亚粘土。根据岩土工程勘察报告，与基坑开挖和支护有关的各土层的主要物理力学指标见表1.1。 场地基坑开挖各土层主要物

6、理力学指标参数表 表1.1土层土层名称重度(kN/m3)直剪指标塑性指数IP液性指数IL备 注c(kPa)(度)0素填土（17.0）（10.0）（12.0）1-1亚粘土17.615.012.021.10.611-2淤泥质亚粘土18.113.06.913.11.531-3亚砂土19.113.032.110.10.96注：（）内为经验值；0层为回填土；1-2土层为直剪固快指标，其他土层指标为直剪快剪指标。2.2水文地质条件根据长江三角洲地区江苏省域水文地质工程地质综合评价（江苏省地质矿产局第一水文地质工程地质大队，1985.9），桥位区揭露的地下水类型为松散岩类孔隙水，按地层时代及岩性划分为三个亚

7、类，分别为潜水、上更新统承压水、中更新统承压水。其中潜水含水组地层属全新统，为河口三角洲相，土层为灰黄、灰色亚粘土、亚砂土、粉砂与亚砂土互层及粉细砂，水平层理发育，局部呈千层饼状。该层单日涌水量1001000吨/日，据区域资料，该处潜水为淡水，矿化度小于1，水质类型以重碳酸氯化物型为主。南塔墩主要含水层分为三类：浅层潜水含水层、中部弱承压含水层及下部承压含水层。与围堰支护有关的主要为浅部潜水含水层，主要含水地层为2-4层粉砂、细砂。平均厚度约20m。其主要特征是：（1）含水层上部直接与长江水接触，接受长江水补给；（2）含水层主要为粉砂细砂，局部夹亚粘土薄层，渗透系数一般在610E-41.210

8、E-3cm/s ；（3）其主要迳流为层间迳流，排泄方式为上部向下部含水层排泄及上游向下游排泄。本场地地下水比较丰富，需要进行降水。3、场地周边环境南塔所在区地处长江下游扬中侧江边，场址区中心桩号距长江江边约20m，东邻长江，长江岸坡向东侧缓倾，距岸边50m以外水深大于10m，沿桥址区轴线方向长江水深逐渐变深，西侧距大堤约180m，大堤标高8m左右，大堤以西分布大量民房。4、基坑支护方案4.1设计依据1）、建设方提供的有关设计图纸（包括基坑应开挖的深度，基坑的平面形状和尺寸）；2）、详细工程地质勘察报告；3）、场地的环境条件；4）、邻近基坑支护工程成功的方案经验；5）、基坑支护设计采用的规范及规

9、程：基坑工程手册建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）钢结构设计规范（GB 500172003）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）4.2设计原则1）、保证基坑开挖的施工安全，确保基坑支护结构安全；2）、确保基坑开挖及承台施工过程中，周边防洪大堤、施工便道和施工码头的正常使用；3）、经济合理，施工周期短，施工方便；4）、方案实施过程中，如现场条件变化，施工单位必须及时向有关单位提出，并及时根据实施情况进行方案调整，确保方案的完整性，取得较好的实施效果，以达预期目标。4.3 基坑围护方案本场地地面标高为+2.8+3.0m，围堰顶标高为+6.0m，先填筑至标高+5.0m，然后开挖。

10、承台底标高-1.70m，封底混凝土厚0.61.0m，按0.8m考虑，碎石垫层厚10cm，基坑大面积挖深为7.6m，周边环境比较简单。基坑侧壁安全等级为二级。 综合考虑地质、环境、挖深等诸方面因素，本着安全可靠、经济合理、施工方便的原则,本基坑拟采用的支护方案采用锁口钢管桩作围堰后进行承台施工，即采用机械将锁口钢管桩助沉至设计位置及高程，然后挖土并支设内支撑、封底，从而形成深基坑施工的挡土防水结构，实现承台干施工的目的。（1）围堰结构布置围堰采用80010mm钢管桩整根打入，钢管总长18.4m，顶标高+6.0m。围堰分别在+5.0m和+1.3m处设有两道内支撑。（2）围堰设计1）连接形式在钢管桩

11、上分别焊制锁口阴头和阳头，阴头和阳头可以成180，也可以根据施工需要任意确定两者的角度。如下图所示： 2）锁口止水工艺及原理地面以下钢管桩锁口内充满泥土，根据地质资料显示，该部分土的渗透系数比较小，可以视为天然止水材料。滩地面向上部分在汛期长江水位上涨后，拟采用注浆止水。3）围堰内支撑设置围堰共设二层支撑，第一层支撑在承台顶面以上70cm处（标高+5.0m），桩基施工完成后挖除部分土后设置。为安装方便并满足受力要求，需要在井字支撑的节点设立柱支撑，防止井字支撑上拱、下挠，立柱预埋在灌注桩或封底混凝土之中。第二层支撑在标高+1.3m处，通过围囹支撑在桩基钢护筒上。第二层支撑设好后，高压水枪破土至

12、碎石垫层底标高（-2.6m），铺碎石，进行干封底施工。 5、施工方案及要求5.1 降水及排水因该围堰支护紧邻长江，且土方开挖时间为7月至9月，跨越汛期。故需考虑降水。1) 基坑内侧布置两排深井井点降水，重力集水，潜水泵抽水，有水即抽，防止江水补给过快、汛期基坑内外水头差过高，影响基坑安全及承台的施工。2) 开挖时坑内采用明沟排水，防止雨天因汇水过快造成淹坑、泡坑，保持坑内干燥。5.2 土方开挖1) 土方开挖分层、分区进行，台阶状后退挖土，不得超挖，避免土方开挖过快影响基坑安全。2) 土方开挖应按照先开挖位移控制要求比较低的区域，后开挖位移控制要求比较严格的区域为原则。开挖最下一层土方后，及时浇

13、筑封底混凝土，封底混凝土直接浇捣至围护桩内侧面，使其能够起到支撑作用，以减小桩体位移对周围环境所可能造成的有害影响。3）基坑周围严禁堆放大型材料、设备及行走重载车。建筑用材料须及时转运至坑内。5.3基坑支护施工技术参数围堰采用80010mm钢管桩整根打入，钢管总长18.4m，间距0.975m，内支撑共两层：一层支撑采用6308mm钢管，围檩采用2HM4430cm型钢；二层采用80010mm钢管，围檩采用加强型2HM58.830cm型钢，四角设斜撑。为减少内支撑长细比，采用水平和竖向连杆与内支撑相连，连杆采用6308mm钢管，承台施工前采用桁架置换竖向连杆。支撑与围檩连接处设I14牛腿。5.4施

14、工程序承台施工必须按以下程序施工：（1）打设锁口钢管桩和竖向连杆，机械开挖围堰内土方至标高+4.0m处；（2）在标高+5.0m位置设置第一道支撑，水平连杆与竖向连杆焊接；（3）机械挖泥至标高+0.3m位置，设在标高+1.3m处设置第二道支撑，水平连杆与竖向连杆焊接；（4）高压水枪破土至碎石垫层底标高，铺碎石，浇筑封底混凝土。（5）待封底砼达到设计强度后采取桁架置换竖向连杆，拆除第二层支撑，此时围堰荷载由封底砼和上层支撑承担；（6）浇筑完成承台后拆除上层支撑。6、基坑监测方案基坑监测包括对环境的保护监测和对本围护体系的安全监测，及时预报施工过程中可能出现的问题，通过信息反馈法指导施工，防止意外事

15、件的发生。一旦监测值超出控制指标，施工单位应会同设计单位一起进行原因分析，并考虑采取相应的控制位移及沉降的措施。6.1.观测点的布置1) 周围地下管线和主要道路、建筑物的沉降、侧向位移监测。2) 围护结构顶面位移、沉降监测。3) 深层土体的位移监测。4) 坑外、坑内水位变化监测。采用沿基坑周边布置观测点的方法。沿基坑周围每隔1520米设一个监测点，对基坑周围的道路每隔1520米设一个沉降监测点，关键位置应加密观测点。所有监测点、监测设备需加强保护，以防损坏，保证测量精度。6.2监测要求1) 所有监测点、监测设备需加强保护，以防损坏，保证测量精度；2）基坑监测频率：正常开挖到底前，要求每一到三天

16、观测一次，基坑到底后要求每天至少观测一次，如果基坑变形沉降过大，须加大观测频率。要求及时提供观测成果，反馈给设计及现场施工管理各单位，信息化指导施工。，基坑出现险情时，随时观测。整个观测周期为从基坑土方开挖到地下室侧壁回填。3）测试单位需及时反馈测试结果给业主、监理、设计和施工单位。7、预防及应急措施1) 围堰东侧离长江较近，可设置观测井，防止汛期水位突变，导致基坑开挖时出现突涌。 2) 施工现场预备一定数量的水泵，做好突降大暴雨的应急措施。 3) 如开挖过程中位移持续增大，应及时停止开挖，并及时与设计单位一起分析原因，采取对应措施。第二部分 支护结构计算本工程场地已整平，本场地地面标高为+2

17、.8+3.0m，承台底标高-1.70m，封底混凝土厚0.61.0m，按0.8m考虑，碎石垫层厚10cm，垫层底标高即基坑开挖底面标高为-2.6m，场地先回填后开挖，填筑标高+5.0m，然后开挖，土方开挖深度大约为7.6m，桩长18.4m。采用PKPM基坑支护软件进行设计计算。1、土层参数根据勘察报告所提供的土层物理性质指标，本设计采用的土层计算参数如表2.1。 土层计算参数表 表2.1土 层厚度h（m）(KN/m3)c(kPa)( o)02.0（17.0）（10.0）（12.0）1-11.517.615.012.01-29.818.113.06.91-34.419.113.032.1注：（）内

18、为经验值；0层为回填土；1-2土层指标为直剪固快指标，其他为快剪指标。2、结构计算计算时考虑地面超载q=20kPa。开挖土层主要为0层填土，1-1层亚粘土和1-2层淤泥质亚粘土。设计过程中标高皆为相对标高，桩顶标高为：0.00m，向下为负。因桩顶在地表之上1m，计算中桩长考虑17.4m， 2.1 工况一：开挖至第一道支撑向下1m时 2.1.1 计算简图2.1.2 经典法内力计算 本计算依据建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)。（1）计算参数 1）.地质勘探数据如下： 序号 h(m) (kN/m3) C(kPa) () m(kN/m4) 计算方法 土类型 1 2.00 17.00 10.0

19、0 12.00 2680 水土合算 填土 2 1.50 17.60 15.00 12.00 3180 水土合算 粘性土 3 9.80 18.10 13.00 6.90 1562 水土合算 淤泥质土 4 4.40 19.10 13.00 32.10 18698 水土分算 粉砂 表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角()。基坑外侧水标高0.00m，基坑内侧水标高-1.50m。 2）.基本计算参数： 地面标高0.00m，基坑坑底标高-1.00m， 支撑分别设置在标高 计算标高分别为-1.00m处。 侧壁重要性系数1.00。 桩墙顶标高0.00m， 桩墙嵌入

20、深度16.40m， 桩墙计算宽度0.98m。 桩墙顶标高以上放坡级数为0级坡。 序号 坡高m 坡宽m 坡角 平台宽m 3）.地面超载： 序号 布置方式 作用区域 标高m 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m 1 均布荷载 基坑外侧 0.00 20.00 - - （2）第一阶段,挖土深1.00m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下：第1阶段主动、被动水土压力合力图 1）.作用在桩(墙)的主动土压力分布： 第1层土上部标高0.00m，下部标高-1.00m Ea1上 = (17.000.00+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -3.08kN/

21、m2(取0.0) Ea1下 = (17.001.00+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 8.07kN/m2 第2层土上部标高-1.00m，下部标高-1.50m Ea2上 = (17.001.00+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 8.07kN/m2 Ea2下 = (17.001.00+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 8.07kN/m2 2）.作用在桩(墙)的被动土压力分布： 第2层土上部标高-1.00m，下部标高-1.50m

22、Ep2上 = (17.000.00)tg2(45+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) = 24.70kN/m2 Ep2下 = (17.000.50)tg2(45+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) = 37.66kN/m2 3）.土压力为零点距离坑底距离d的计算： 桩的被动、主动土压力差值系数为： B = (37.66-24.70)-(8.07-8.07)/0.50=25.91kN/m3 d = 0.00 = 0.00m 4）.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算： D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力： Ea = (0.00+8.07)1.00

23、/2.0 = 4.03kN/m D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)： Ma = (8.07-0.00)1.00/2.0(0.00+1.00/3.0) = 1.34kN.m/m 5）.悬臂桩嵌入D点以下距离t的计算： 合力Ea到D点的距离： y = 1.34/4.03 = 0.33m 根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为1.50m 6）.最大弯矩的计算： 而经过积分运算得到 最大正弯矩Mumax= 0.00kN.m/m，发生在标高0.00m处； 最大负弯矩Mdmax= -1.78kN.m/m，发生在标高-1.21m处。 考虑到桩(墙)的计算宽度为0.98m 最大正弯

24、矩Mumax=0.980.00=0.00kN.m，发生在标高0.00m处； 最大负弯矩Mdmax=0.98-1.78=-1.74kN.m，发生在标高-1.21m处；（3）计算结果1）.计算结果 计算方法 最大正弯矩kN.m位置(m) 最大负弯矩kN.m位置(m) 剪力(kN) 位置(m) 经典法 0.0 0.0 1.7 -1.2 3.9 -1.0 2）.计算结果简图2.1.3 M法内力及位移计算(1) 内力及位移计算 共0层支撑，支撑计算数据如下： 序号 水平间距(m) 倾角(度) 刚度(kN/m) 预加力(kN) 共计算1个工况,各支撑在各个工况中的支撑力如下(单位为kN)： 全部工况下各支

25、撑的最大轴力如下(单位为kN)： 各工况桩(墙)的最大内力位移如下： 工况号 桩顶位移 最大位移 最大正弯矩 最大负弯矩 最大正剪力 最大负剪力 (mm) (mm) (kN-m) (kN-m) (kN) (kN) 1 1.62 2.22 72.5 -36.8 61.1 -34.7 全部工况下桩(墙)的最大内力位移如下： 最大桩(墙)顶部位移为： 1.6 mm 最大桩(墙)位移为： 2.2 mm 最大正弯矩为： 72.5 kN-m 最大负弯矩为： -36.8 kN-m 最大正剪力为： 61.1 kN最大负剪力为： -34.7 kN（2）计算结果简图2.1.4 桩身强度验算钢管桩最大弯矩为 72.

26、5 kN.m 钢管桩最大剪力为 61.1 kN 钢管桩面积为 24819 mm2 钢管桩截面抵抗矩为 4841174.5 mm3 钢管桩许用应力f= 140*1.3=182 N/mm2 钢管桩弯曲应力 Sigma=M/W=72.5*1000000/4841174.5 =14.981.3, 满足规范要求！2.1.6 M法抗隆起、抗倾覆、抗渗流验算（1）抗隆起验算按地基承载力验算抗隆起 计算的抗隆起安全系数为:22.25 达到规范规定安全系数2.00,合格! 按滑弧稳定验算抗隆起 计算的抗隆起安全系数为:9.65 达到规范规定安全系数2.00,合格! 基坑底最大隆起量为 0.01cm（2）抗倾覆验

27、算 验算抗倾覆稳定 计算的抗倾覆安全系数为:5.62 达到规范规定安全系数1.15,合格!（3）抗渗流验算 验算抗渗流稳定 计算的抗渗流安全系数为:15.54达到规范规定安全系数1.50,合格!2.2 工况二：开挖至第二层支撑向下1m处且第二层支撑未安装时2.2.1 计算简图2.2.2 经典法内力计算 本计算依据建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)。（1）计算参数 1）.地质勘探数据如下： 序号 h(m) (kN/m3) C(kPa) () m(kN/m4) 计算方法 土类型 1 2.00 17.00 10.00 12.00 2680 水土合算 填土 2 1.50 17.60 15.00

28、 12.00 3180 水土合算 粘性土 3 9.80 18.10 13.00 6.90 1562 水土合算 淤泥质土 4 4.40 19.10 13.00 32.10 18698 水土分算 粉砂 表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角()。 基坑外侧水标高0.00m，基坑内侧水标高-5.20m。 2）.基本计算参数： 地面标高0.00m，基坑坑底标高-4.70m， 支撑分别设置在标高0.00m处， 计算标高分别为-0.50m、-4.70m处。 侧壁重要性系数1.00。 桩墙顶标高0.00m， 桩墙嵌入深度12.70m， 桩墙计算宽度0.98m。 桩

29、墙顶标高以上放坡级数为0级坡。 序号 坡高m 坡宽m 坡角 平台宽m 3）.地面超载： 序号 布置方式 作用区域 标高m 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m 1 均布荷载 基坑外侧 0.00 20.00 - - （2）第一阶段,挖土深0.50m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下：第1阶段主动、被动水土压力合力图 1).作用在桩(墙)的主动土压力分布： 第1层土上部标高0.00m，下部标高-0.50m Ea1上 = (17.000.00+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -3.08kN/m2(取0.0) Ea1下 = (17.000.

30、50+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 2.49kN/m2 第2层土上部标高-0.50m，下部标高-2.00m Ea2上 = (17.000.50+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 2.49kN/m2 Ea2下 = (17.000.50+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = 2.49kN/m2 2).作用在桩(墙)的被动土压力分布： 第2层土上部标高-0.50m，下部标高-2.00m Ep2上 = (17.000.00)tg2(45

31、+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) = 24.70kN/m2 Ep2下 = (17.001.50)tg2(45+12.00/2)+210.00tg(45+12.00/2) = 63.58kN/m2 3).土压力为零点距离坑底距离d的计算： 桩的被动、主动土压力差值系数为： B = (63.58-24.70)-(2.49-2.49)/1.50=25.92kN/m3 d = 0.00 = 0.00m 4).D点以上土压力对D点的力矩与合力计算： D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力： Ea = (0.00+2.49)0.50/2.0 = 0.62kN/m D点以上土压力对

32、D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)： Ma = (2.49-0.00)0.50/2.0(0.00+0.50/3.0) = 0.10kN.m/m 5).悬臂桩嵌入D点以下距离t的计算： 合力Ea到D点的距离： y = 0.10/0.62 = 0.17m 根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为1.00m 6).最大弯矩的计算： 而经过积分运算得到 最大正弯矩Mumax= 0.00kN.m/m，发生在标高-3.46m处； 最大负弯矩Mdmax= -0.11kN.m/m，发生在标高-0.54m处。 考虑到桩(墙)的计算宽度为0.98m 最大正弯矩Mumax=0.980.00=0.00kN.

33、m，发生在标高-3.46m处； 最大负弯矩Mdmax=0.98-0.11=-0.11kN.m，发生在标高-0.54m处； (3)第二阶段,挖土深4.70m，支撑分别设置在标高0.00m处，计算过程如下：第2阶段主动、被动水土压力合力图 1).作用在桩(墙)的主动土压力分布： 第1层土上部标高0.00m，下部标高-2.00m Ea1上 = (17.000.00+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00/2) = -3.08kN/m2(取0.0) Ea1下 = (17.002.00+20.00)tg2(45-12.00/2)-210.00tg(45-12.00

34、/2) = 19.21kN/m2 第2层土上部标高-2.00m，下部标高-3.50m Ea2上 = (17.002.00+17.600.00+20.00)tg2(45-12.00/2)-215.00tg(45-12.00/2) = 11.12kN/m2 Ea2下 = (17.002.00+17.601.50+20.00)tg2(45-12.00/2)-215.00tg(45-12.00/2) = 28.43kN/m2 第3层土上部标高-3.50m，下部标高-4.70m Ea3上 = (17.002.00+17.601.50+18.100.00+20.00)tg2(45-6.90/2)-213.

35、00tg(45-6.90/2) = 40.11kN/m2 Ea3下 = (17.002.00+17.601.50+18.101.20+20.00)tg2(45-6.90/2)-213.00tg(45-6.90/2) = 57.17kN/m2 第4层土上部标高-4.70m，下部标高-5.20m Ea4上 = (17.002.00+17.601.50+18.101.20+20.00)tg2(45-6.90/2)-213.00tg(45-6.90/2) = 57.17kN/m2 Ea4下 = (17.002.00+17.601.50+18.101.20+20.00)tg2(45-6.90/2)-21

36、3.00tg(45-6.90/2) = 57.17kN/m2 第5层土上部标高-5.20m，下部标高-13.30m Ea5上 = (17.002.00+17.601.50+18.101.20+20.00)tg2(45-6.90/2)-213.00tg(45-6.90/2) = 57.17kN/m2 Ea5下 = (17.002.00+17.601.50+18.101.20+20.00)tg2(45-6.90/2)-213.00tg(45-6.90/2) = 57.17kN/m2 2).作用在桩(墙)的被动土压力分布： 第4层土上部标高-4.70m，下部标高-5.20m Ep4上 = (18.1

37、00.00)tg2(45+6.90/2)+213.00tg(45+6.90/2) = 29.34kN/m2 Ep4下 = (18.100.50)tg2(45+6.90/2)+213.00tg(45+6.90/2) = 40.86kN/m2 第5层土上部标高-5.20m，下部标高-13.30m Ep5上 = (18.100.50+18.100.00)tg2(45+6.90/2)+213.00tg(45+6.90/2) = 40.86kN/m2 Ep5下 = (18.100.50+18.108.10)tg2(45+6.90/2)+213.00tg(45+6.90/2) = 227.50kN/m2

38、3).土压力为零点距离坑底距离d的计算： 桩的被动、主动土压力差值系数为： B = (227.50-40.86)-(57.17-57.17)/8.10=23.04kN/m3 d = 0.50+(57.17-40.86)/23.04 = 1.21m 4).D点以上土压力对D点的力矩与合力计算： D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力： Ea = (0.00+19.21)2.00/2.0+ (11.12+28.43)1.50/2.0+ (40.11+57.17)1.20/2.0+ (57.17-29.34+57.17-40.86)0.50/2.0+ (57.17-40.86)0.71/2.0 = 1

39、24.05kN/m D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)： Ma = (19.21-0.00)2.00/2.0(3.91+2.00/3.0)+ 11.121.50(2.41+1.50/2.0)+(28.43-11.12)1.50/2.0(2.41+1.50/3.0)+ 40.111.20(1.21+1.20/2.0)+(57.17-40.11)1.20/2.0(1.21+1.20/3.0)+ (57.17-29.34)0.50(0.71+0.50/2.0)+(57.17-40.86-57.17+29.34)0.50/2.0(0.71+0.50/3.0)+ (57.17-40.

40、86)0.71/2.0(-7.39+8.10-0.71/3.0) = 295.33kN.m/m 5).桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算： 第1层支撑到D点距离： a1 = 5.91m 第1层支撑反力： E1 = 295.33/5.91 = 49.99kN/m 假设支座D点的支撑反力： ED = 124.05-49.99 = 74.06kN/m 根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为15.62m 考虑到桩(墙)的计算宽度为0.98m E1=0.9849.99=48.99kN ED=0.9874.06=72.58kN 6).最大弯矩的计算： 经过积分运算得到 最大正弯矩Mumax= 114

41、.35kN.m/m，发生在标高-3.53m处； 最大负弯矩Mdmax= -125.19kN.m/m，发生在标高-8.44m处。 考虑到桩(墙)的计算宽度为0.98m 最大正弯矩Mumax=0.98114.35=112.06kN.m，发生在标高-3.53m处； 最大负弯矩Mdmax=0.98-125.19=-122.69kN.m，发生在标高-8.44m处；（4）计算结果1）.计算结果 计算方法 最大正弯矩kN.m位置(m) 最大负弯矩kN.m位置(m) 剪力(kN) 位置(m) 经典法 111.5 -3.5 122.1 -8.4 72.1 -5.8 2）.计算结果简图2.2.3 M法内力及位移计

42、算(1) 内力及位移计算采用m法计算 共1层支撑，支撑计算数据如下： 序号 水平间距(m) 倾角(度) 刚度(kN/m) 预加力(kN) 1 9.00 0.00 42976.0 0.0 共计算2个工况,各支撑在各个工况中的支撑力如下(单位为kN)： 1 0.00 743.46 全部工况下各支撑的最大轴力如下(单位为kN)： 1 743.46 各工况桩(墙)的最大内力位移如下： 工况号 桩顶位移 最大位移 最大正弯矩 最大负弯矩 最大正剪力 最大负剪力 (mm) (mm) (kN-m) (kN-m) (kN) (kN) 1 0.33 2.14 74.3 -37.2 64.5 -35.9 2 17

43、.62 19.81 244.6 -101.2 80.6 -80.2 全部工况下桩(墙)的最大内力位移如下： 最大桩(墙)顶部位移为： 17.6 mm 最大桩(墙)位移为： 19.8 mm 最大正弯矩为： 244.6 kN-m 最大负弯矩为： -101.2 kN-m 最大正剪力为： 80.6 kN最大负剪力为： -80.2 kN（2）计算结果简图2.2.4 桩身强度验算钢管桩最大弯矩为 244.6 kN.m 钢管桩最大剪力为 80.6 kN 钢管桩面积为 24819 mm2 钢管桩截面抵抗矩为 4841174.5 mm3 钢管桩许用应力f= 140*1.3=182 N/mm2 钢管桩弯曲应力 S

44、igma=M/W=244.6*1000000/4841174.5 =50.521.3, 满足规范要求！2.2.6 M法抗隆起、抗倾覆、抗渗流验算（1）抗隆起验算按地基承载力验算抗隆起 计算的抗隆起安全系数为:17.71 达到规范规定安全系数2.00,合格! 按滑弧稳定验算抗隆起 计算的抗隆起安全系数为:13.94 达到规范规定安全系数2.00,合格! 基坑底最大隆起量为 0.01cm（2）抗倾覆验算 验算抗倾覆稳定 计算的抗倾覆安全系数为:2.73 达到规范规定安全系数1.15,合格!（3）抗渗流验算 验算抗渗流稳定 计算的抗渗流安全系数为:4.61 达到规范规定安全系数1.50,合格!2.2

45、.7 内支撑强度及稳定性验算采用SMSOLVER进行内支撑内力的计算。（1) 计算简图（2) 计算参数荷载条件： 单元码：115 类型：3（均布力） 大小：743.46/982.6 距杆端1：0方向：90 材料性质： 单元：115抗拉刚度（EA）：6.296E6 抗弯刚到（EI）：2.244E5单元：1631,35-44抗拉刚度（EA）：3.127E6 抗弯刚到（EI）：1.454E5单元：3234抗拉刚度（EA）：1.564E6 抗弯刚到（EI）：7.27E4（3) 计算结果简图 结构弯矩图：围檩最大弯矩为：433.73结构轴力图：斜撑最大轴力为：1158.69对撑最大轴力为：818.63结

46、构剪力图：围檩最大剪力为：289.3（4）对撑验算1）.截面特性计算 A =1.563e-002 Ix =0.7272e-003 W1x=2.3086e-003i=2.1711e-0012）.强度验算结果强度计算最大应力(N/mm2): 52.38 f=182 对撑强度验算满足。3）.平面内(外)稳定验算结果平面内（外）计算长度(m)：13.0 平面内（外）长细比x：59.877 对x轴截面分类：b 类 轴心受压稳定系数x：0.808 平面内（外）长细比：x=59.877 = 150.000 平面内（外）稳定计算最大应力(N/mm2):64.83 f=182.000 平面内（外）验算满足。4）

47、。局部稳定验算 外径与壁厚之比 D/T=78.75 容许外径与壁厚之比D/T=100.0（5）斜撑验算1）.截面特性计算A =1.563e-002 I=0.7272e-003 W=2.3086e-003i=2.1711e-0012）.强度验算结果强度计算最大应力(N/mm2): 74.13 f=182.000 斜撑强度验算满足。3）.平面内(外)稳定验算结果平面内（外）计算长度(m)：9.065 平面内（外）长细比x：41.753 对x轴截面分类：b 类 轴心受压稳定系数x：0.892 平面内（外）长细比：x=41.753 = 150.000 平面内（外）稳定计算最大应力(N/mm2):83.11 f=182.000 平面内（外）验算满足。4）。局部稳定验算 外径与壁厚之比 D/T=78.75 容许外径与壁厚之比D/T=100.0