钢板桩设计计算.doc

钢板桩设计计算及施工方案
本标段施工范围内共有75个承台，分8种类型：
A类承台:下部采用9根φ1.0m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×7m（横×顺）,厚2.4m。重要合用于30+30m跨径组合；
B类承台:下部采用9根φ1.2m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.2m（横×顺）,厚2.6m。重要合用于40+40m跨径组合；
C类承台:下部采用8根φ1.0m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×7m（横×顺）,厚2.4m。重要合用于25+25m跨径组合；
D类承台:下部采用8根φ1.2m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.2m（横×顺）,厚2.6m。重要合用于30+40m跨径组合；
E类承台:下部采用6根φ1.2m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×5.34m（横×顺）,厚2.5m。重要合用于25+30m跨径组合（斜交20°）；
F类承台:下部采用9根φ1.2m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.34m（横×顺）,厚2.6m。重要合用于33.5+33.5m跨径组合（斜交20°）；
G类承台:下部采用9根φ1.2m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.872m（横×顺）,厚3.0m。重要合用于40+40m跨径组合（斜交40°）；
H类承台:下部采用10根φ1.0m钻孔灌注桩，承台尺寸为27.0×4.5m（横×顺）,厚1.5m。重要合用于桥台基础；拟采用拉森Ⅳ型钢板桩实行围护，以保证基坑安全开挖、承台结构和墩身结构的顺利施工。二、地质情况
根据地质勘察报告显示：勘察深度范围内（河床底至钻孔桩底）可分为7个地质单元层，钢板桩深度重要在：⑴层为近代人工堆填土，⑵黄～灰黄色粘土和灰黄～灰色砂质粉土,(3)灰色粉质粘土
三、钢板桩施工方案
1、钢板桩的选用根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用拉森Ⅳ型钢板桩。拉森Ⅳ型WUR13型冷弯钢板桩桩宽度适中，抗弯性能好，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度。2、打桩设备拟采用Z550型液压振动沉桩机，作为沉设钢板桩的重要动力。投入钢板桩打拔桩机1台用于施工。打拔桩机为挖掘机加液压高频振动锤改装而成，激振力220kN。四、钢板桩设计方案
现对承台钢板桩围堰设计进行计算如下：
1、上海A8三标桩基658根，承台75个。承台宽8.4m，长5.34～8.872m（0#台除外，0#台长×宽为4.5×27m。根据地质勘察报告显示：勘察深度范围内（河床底至钻孔桩底）可分为7个地质单元层。
为保证设计安全，取土的重度选为：18.8KN/m3，内摩擦角选为Φ=20.1°。
2、现场实际情况施工现场已经打设9米长拉森Ⅳ型钢板桩，并提供以下数据：打设钢板桩尺寸为沿道路方向承台尺寸两侧各加0.5m；钢板桩露出地面高度为0.5米。
3单支撑钢板桩计算支撑层数和间距的布置是钢板桩施工中的重要问题，根据现场的支撑材料和开挖深度，我们采用在钢板桩内侧加一层围囹并设立支撑，按单支撑进行钢板桩计算。围堰采用拉森Ⅳ型钢板桩，W=1346cm3，[f]=350Mpa。
4、土的重度为：18.8KN/m3，内摩擦角Ф=20.1°
5、距板桩外1.5m均布荷载按20KN/m2计。基坑开挖深度4m.
钢板桩平面布置、板桩类型选择，支撑布置形式，板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下：
(1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图
ka=tgа（45°-φ/2）=tgа（45°-20.1/2）=0.49
Kp=tgа（45°+Ф/2）=tgа（45°+20.1/2）=2.05
板桩外侧均布荷载换算填土高度h1，
h1=q/r=20KN/m2÷18.8KN/m3
=1.06m
基坑底以上土压力强度Pa1：
Pa1=r*(h1+4)Ka=18.8×(1.06+4)×0.49
=46.6KN/m2
合力Ea距承台底的距离y为2.53m.
(2)拟定内支撑层数及间距
按等弯距布置拟定各层支撑的间距,根据拉森Ⅳ型钢板桩能承受的最大弯距拟定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:
h==
=313cm
=3.13m
h1=1.11h=1.11×3.13=3.47m
h2=0.88h=0.88×3.13=2.75m
根据具体情况，拟定采用【桥涵（施工手册）】图5-44的形式布置。
支撑间距:S1=0.475×4+0.16×（0.34×4+0.12）=2.13m
S2=0.525×4-0.16×（0.34×4+0.12）=1.87m
（3）WUR13型冷弯钢板桩厚度以0.36m计，围囹以10m长计，
围囹受力计算如下:
围囹采用2I40a工字钢，翼板间每隔1m采用钢板满焊连接，形成半封闭箱型结构。钢材屈服强度值fy=235N/mm2，钢材抗压强度设计值f=215N/mm2。2I40a工字钢惯性矩/静力矩（Ix/Sx）=68.2cm，截面模数=2180cm3。
支承力