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　　钢板桩支护计算书

　　以桩号2c0+390处的开挖深度,4C0+001.5处的开挖宽度为准(本相目的最大开挖深度和宽度）

　　一 设计资料

　　1桩顶高程H1：4.100m

　　施工水位H2：3.000m

　　2 地面标高H0：4.350m

　　开挖底面标高H3：-3.400m

　　开挖深度H：7.7500m

　　3土的容重加全平均值γ1：18.3KN/m3

　　土浮容重γ’： 10.0KN/m3

　　内摩擦角加全平均值Ф：20.10°

　　4均布荷q：20.0KN/m2

　　5基坑开挖长a=20.0m 基坑开挖宽b=9.0m

　　二 外力计算

　　1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图

　　ka=tg2(45°-φ/2)=tg2(45-20.10/2)=0.49

　　kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05

　　板桩外侧均布荷载换算填土高度h,

　　h=q/r=20.0/18.3=1.09m

　　桩顶以上土压力强度Pa1

　　Pa1=r×（h+0.25)Ka=18.3×(1.09+0.25) ×0.49=12.0KN/m2

　　水位土压力强度Pa2

　　Pa2=r×(h+4.35 -3.00 )Ka

　　=18.3×(1.09+4.35 -3.00 )× 0.49=21.8KN/m2

　　开挖面土压力强度Pa3

　　Pa3=[r×(h+4.35 -3.00 )+(r-rw)(3.00

　　+3.40)}Ka

　　=[18.3×(1.09+4.35 -3.00 )+(18.3-10) ×(3.00

　　+3.40)]

　　×0.49=47.8KN/m2

　　开挖面水压力(围堰抽水后)Pa4：

　　Pa4=γ(3.00+3.40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2

　　三 确定内支撑层数及间距

　　按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩

　　能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:

　　弯曲截面系WZ0=0.001350m3,折减系数β=0.7

　　采用值WZ=βWZ0=0.00135×0.7＝0.000945m3

　　容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa

　　由公式σ=M/Wz得：

　　最大弯矩M0=Wz×[σ]=189.0KN*m

　　1假定最上层支撑位置与水位同高,则支点处弯矩

　　M'=Pa1*(H1-H2)2/2+(Pa2-Pa2)(H1-H2)2/6=9.2KN*m<M0=189.0KN*m

　　故,支撑点可设置在水位下.

　　2根据上式判断可知,最大允许跨度h0由下式计算

　　M0=Pa1h02/2+γka(H1-H2)2[h02(H1-H2)/3]/2+(Pa2-Pa1)[h0-(H1-H2)]2/2+(γw+γ')[h0-(H1-H2)]3/6

　　代入数值得：

　　189.0=6.0×h02+4.47×1.21（h0-0.733）+4.916（h0-1.10）2+3.333（h0-1.10）3

　　整理得：

　　3.333h03+5.921h02+6.692h0-191.454=0.000

　　解方程得：

　　h0=3.201m

　　各支撑按等弯矩布置,则：

　　h1=1.11h0=3.553m

　　h2=0.88h0=2.817m h3=0.77h0=2.465m h4=0.70h0=2.241m

　　h5=0.65h0=2.081m

　　h6=0.61h0=2.817m h7=0.58h0=1.857m h8=0.55h0=1.761m

　　故,至少需2层支撑.

　　根据实际情况确定支撑位置如图所示.

　　h0=2.000m h1=3.000m h2=2.500m

　　四 各内支撑反力

　　采用1/2分担法近似计算各内支撑反力

　　q1=p1(h0+h1)/2={γka(h+(H1-H2)+(γ'+γw)ka[(h0-(H1-H2)]}(h0+h1)/2

　　=71.0KN/m

　　q2=p2(h1+h{γka*(h+(H1-H2)+(γ’+γw)ka[(h0+h1-(H1-H2)]}(h1+h2)/2

　　=158.7KN/m

　　五 钢板桩入土深度及总桩长：

　　根据盾恩法求桩的入土深度

　　由公式γHKa(hi+t)=γ(Kp-Ka)t2

　　整理得:

　　(Kp-Ka)t2-Hkat-Hkahi=0

　　解得t= =4.837m

　　故总长度L=h0+h1+h2+……hi+t= 12.337m

　　选用钢板桩长度14.0m, 实际入土深T=6.500m

　　六 基坑底部的隆起验算

　　Nq=eπtgφtg2(45+φ/2)=6.463

　　Nc=(Nq-1)/tgφ=14.929

　　坑外各层土的天然容重加权γ1=18.3m3

　　坑内各层土的天然容重加权γ2=18.2m3

　　土的粘聚c=5.0KPa

　　故抗隆起安全系数

　　Ks=(γ2TNq+cNc)/(γ1(H+T)+q )=3.03>1.3 满足要求

　　七 基坑底管涌验算

　　KL=γ'T/γwh=2γ'/γwhw

　　=2.03>1.5 满足要求

　　八 坑底渗水量计算

　　根据设计地质资料,土的综合渗透系数取K=0.080m/d

　　基坑开挖面积A=a*b =180

　　Q=KAi=

　　KAhw/(hw+2T)

　　=4.75m3/d

　　九 围檩受力计算(20m)

　　1支承力：R=n/4=q2*a/4=793.42kN