1、蘇州西全橋主墩鋼板樁圍堰計算書一、工程概括蘇州西全橋跨望虞河為48.75+ 80+ 80+ 48.75米一聯四跨連續梁形式。35#、36#主墩位于望虞河中。主墩承臺平面尺寸為10.4X，高度為4米X 12米，厚度的加臺。主墩樁基為15根鉆孔樁。35#、36#主墩承臺結構尺寸如下:編號平面尺寸m高度m承臺底標咼m承臺頂標咼m35#10.4 X436#10.4 X4、圍堰的布置及計算假設i 、圍堰的布置在比較2個墩的承臺底標高及河床標高后，擬以 35#墩為例，進行鋼板樁圍堰 的設計、計算。鋼板樁的具體布置如下列圖：崗堰立面圖塢制i-LOw_. J旳刪満T. 砂曠肓+久5SJ刪鞠X申!iSf管 一一

2、eesMV壬=Tjtl水碰+24T7奏令贋林高呼葡T庚含底赫商-IL慚J輛籾粧篠盲一曲5甦梅aJ-42U0 .1mo*2、計算假設本計算中土層參數根據項目部提供的土層資料，按經驗取值如下:編號土層名稱土層頂土層底容重內摩擦角粘聚力標咼標咼kN/m30kPa1黏土19.52010.522粉砂2024.510圍堰設計時計算水位按+ m考慮。三、鋼板樁圍堰設計1 、土壓力計算本工程土壓力計算采用不考慮水滲流效應的水土分算法，即鋼板樁承受孔隙水 壓力、有效主動土壓力及有效被動土壓力。以水位標咼+以基準，計算各咼度點的水壓力、有效土壓力。1、主、被動土壓力系數20；黏 土： Ka= tg2(45-) =

3、 0.49,、ka =22 20|Kp = tg2(45+)=,. kp =粉砂：Ka= tg2(45-) = 0.414,. ka =2224 5,Kp = tg2(45+) = 2.417,kp 二2、有效主動土壓力的計算a 、h = 6.5m時，Pa =0b、h = 8.8m上時，Pa =9X 9.5 x-2X 10.5 x 0.7 = KN/吊，取 Pa =0h = 8.8m下時，Pa =14X 10X 2.3 2X 10X 0.643 = KN/吊，取 Pa =0c 、h = 20.5m 時，Pa =0.414 X 9.5 X+ 10X 11.7 丨2X 10X 43 = 44.6

4、KN/m23、孔隙水壓力的計算a、h= m時，Pw= 65 KN/m2b、h= m時，Pw= 88 KN/m2c 、h= m時，Pw= 205 KN/m24、土壓力合力a、h= m時，Pa = 65 KN/m2b、h= m時，Pa = 88 KN/m2c 、h= 20.5m 時，Pa = + 205= KN/m22、各施工工況及內力計算本圍堰施工時，按上層支撐已安裝，并抽水吸泥至待安裝支撐下100cm處, 計算各支撐在各階段可能出現的最大反力和鋼板樁最大內力。根據施工工序，分為四個工況；工況一、圍堰第一道支撐加好后，抽水到 m標高時；工況二、圍堰第二道支撐加好后，抽水、吸泥到 8.0m標高時；

5、工況三、圍堰第三道支撐加好后，向圍堰內注水至圍堰外標高，圍堰內吸泥、 清淤到m標高時；工況四、圍堰封底砼澆注并到達設計強度后，圍堰內抽水完成后。在計算時，各階段鋼板樁計算長度按等值梁法確定，從主動土壓力與被動土壓 力相等的反彎矩截面即凈土壓力為零或彎矩為零截斷形成等值梁計算支撐反力和鋼板樁彎矩。工況一：圍堰第一道支撐加好后，抽水到標高時；有效被動土壓力：h =時，Pp= 2XX 1.428= 30 KN/n2h = 8.8m上時，2Pp= 2.04XX+ 30= KN/n2考慮板樁與土體的摩擦，被動土壓力系數提高 K= 1.6，則:2 2h= 6.5m 時，Pp= 48KN/m, Pw= 5

6、KN/m22h = m上時，Pp= KN/m，Pw= 28 KN/m2貝U, h = 6.5m 時，Pp= 53 KN/mh = 8.8m上時，Pp= 119.4+ 28= KN/m2土壓力分布圖如下：截取等值梁計算支撐反力和鋼板樁彎矩如下:Moment工況二：圍堰第二道支撐加好后，抽水、吸泥到標高時；有效被動土壓力：h= 10m時，Pp = 2X 10X 1.555= 31.1 KN/吊h二時，2PpXX 10+ 31.1 = 284.9 KN/m考慮板樁與土體的摩擦，被動土壓力系數提高K= 1.62，貝2 2h= 10m時，Pp= 50.4 KN/m, Pw= 0 KN/m22h =時，P

7、pKN/m, Pw= 105 KN/m2貝U, h= 10m時，Pp= 50.4 KN/mh =時，KN/m2土壓力分布圖如下:截取等值梁計算支撐反力和鋼板樁彎矩如下:工況三：圍堰第三道支撐加好后，向圍堰內注水至圍堰外標高，圍堰內吸泥、清淤 到一標高時；有效被動土壓力：h =時,Pp2X 10X 1.555= 31.1 KN/n2h二時，PpXX 10+ 31.1= 141 KN/n2考慮板樁與土體的摩擦，被動土壓力系數提高K= 1.62，貝h= 1m時，Pp= 50.4 KN/mh =時，Pp= KN/m2土壓力分布圖如下：433. 4截取等值梁計算支撐反力和鋼板樁彎矩如下:工況四：圍堰封底

8、砼澆注并到達設計強度后，圍堰內抽水完成后土壓力分布圖如下:=X 295= 177 Mpa,符合要求。各道支撐在四個工況下的最大反力作為圈梁的設計依據，則第一至第三道支撐的支撐反力依次為：Ri= KN/m R 2 = KN/m R 3= KN/m鋼板樁在各工況下所受的最大彎矩：Mma專210.7，鋼板樁擬采用拉森切型,其慣性矩為56700cm4/m,截面彈性模量為2700cm3/m,鋼材材質為SY295。6M max 210.7 10 CT =w27000003、坑底土抗隆起驗圍堰在水下清淤到-m標高處，須驗算坑底的承載力， 如承載力不足，將導致坑底土的隆起，所以必須要求鋼板樁 有足夠的入土深度

9、。本工程坑底抗隆起驗算采用滑動圓滑分析法，以坑底O 為圓心，以鋼板樁入土深度 OB為半徑作圓交坑底水平線于 E、F，再由E作垂直平方線交河床面于 B則，抗滑力矩二CihOB + ob2C2廠2=x 2.3 + 10XXX x 10=滑動力矩=丄 q H 帝=-X (9.5 X 2.3+10 X ) X22 2=964K= 10829 = 1.1 ,可滿足坑底抗隆起驗算！9644、封底砼厚度計算封底砼到達設計強度后，抽干圍堰內的水。此時封底砼受到由于內外水土壓力 差形成的向上的水的浮力P，封底砼必須在自重G與鋼護筒的粘聚力Ni及與鋼板樁 的粘聚力N作用下抵抗水的浮力P。本工程擬定封底砼標號為 C

10、25,取其設計值ftd=1.23MPa考慮施工階段混凝 土的允許彎拉應力取1.5倍安全系數，則c MPa鋼護筒與封底混凝土間握裹力t =0.12Mpa。砼封底厚度為,考慮到封底砼頂面浮漿的存在，則封底砼在計算時取有 效厚度為2.0 m。1、砼抗浮力計算ghs=1000XXXXXX封底砼自重 G= v X ( X 2-15 XX 2) X 2.0 = t封底砼與鋼護筒的粘聚力N = 2XXXX 15X 12 = t封底砼與鋼板樁的粘聚力N= +X 2X2X 12= tG + Ni+ N2= = t P，滿足要求！(2) 、封底混凝土拉應力計算由于承臺封底混凝土與鋼護筒及鋼板樁形成握裹支撐，其力的

11、傳遞較為復 雜，根據本承臺樁基布置情況，將封底砼看成承受均布荷載的三邊固定、一邊簡 支的面板結構。貝U，作用在砼梁上的荷載 p= 15.957 XX 23= KN/m2ql2 X 1X2=ql2 X 1X2=WxWy2 2bh 3900 2000“932.6 10 mm6MxxWx1037 1060.04MPa 2.6 1095、內支撐的設計計算本工程中支撐圈梁采用 H588型鋼，支撐鋼管采用530壁厚10mm和630壁厚 12mri。H588型鋼的截面特性如下:A=18576mm l=1132cmW=cm 530壁厚 10mri,其截面特征如下:A=mmW=63x 10 mmI =x 108

12、mmi=mmA單位重量：q=kg/m其截面特征如下:A=mmW=x 106mrri84I x 10mmi=J丄=mm.A單位重量：q=kg/m第一道支撐經SAP2000計算結果如下:彎矩圖軸力圖a由計算可知，圈梁最不利荷載出現在長邊圈梁上,Mma治 KN Ml, Nmax=497.5 KN則,MxW3497.5 10185766153.51 10 +1.05 3853200=+= MP糸強度符合要求!b、支撐鋼管所受最大軸力N= KN計算長度L = 4.2 m, 由=l二乙;查表得：二i 0.1843CT =f ,整體穩定性符合要求!N 591.5 10=MPaWA 0.963 16336.3第二道、第三道支撐布置、材料規格均相同，取受力較大的第三道支撐驗算第三道支撐經SAP2000計算結果如下：彎矩圖軸力圖a由