关于徒骇河大桥6#、7#基坑支护的施工(四)

关于徒骇河大桥6#、7#基坑支护的施工(四) 关于徒骇河大桥6#、7#基坑支护的施工

图4-3支撑受力简图（单位m）

h==2690mm=2.69m

h1=1.11h=1.11×2.69=2.986m

h2=0.88h=0.88×2.69=2.367m

确定采用的布置为外层钢板桩h=1.0m<2.69m,内层钢板桩h= 2.2m<2.69 m，h2=2.6m<2.986m。总层数为3层。

（三）入土深度计算

钢板桩入土深度受两个因素的影响，一是竖向不产生管涌，二是基底土体横向不产生侧移。

（1）外层钢板桩计算

1）先以不产生管涌为控制条件

钢板桩入土深度见图4-2，桩顶标高为4.0m，基坑水头差为h'=1.252m，入土深度h2=x，最短的渗流途径为：h'+h2×2，不产生管涌的安全条件为

K=≥1.5

式中K 为安全系数，取值2.0计算

计算得x ≥ 0.939m满足要求，不会发生管涌。

2）计算基底土体侧向的稳定性

土压力，水压力及被动土压力分布如图4-3所示，对基底点取力矩平衡既有

γ'×(Kp- Ka)×=γw H'2+ KaH2

计算得x=1.386m，即x≥1.386m，土体就不会发生横向移动。

综合以上两种安全控制条件取X ≥1.386m ，

钢板桩总长L=2.0+1.386=3.386m，外层采用9m 钢板桩符合要求。

（2）内层钢板桩计算

1）先以不产生管涌为控制条件

钢板桩入土深度见图4-3，桩顶标高为4.0m，基坑水头差为H'=7.265m，入土深度H2=x，最短的渗流途径为：H'+H2×2，不产生管涌的安全条件为

K=≥1.5

式中K 为安全系数取2.0。

计算得x ≥ 5.449m满足要求，不会发生管涌。

2）计算基底土体侧向的稳定性

土压力，水压力及被动土压力分布如图4-2所示，对基底点取力矩平衡既有

γ'×(Kp- Ka)×=γw H'2+ KaH2

计算得x=4.633m，即x≥4.633m，土体就不会发生横向移动。

综合以上两种安全控制条件取X ≥5.449m ，

钢板桩总长L=4.0+4.013+5.449=13.462m，内层采用15m 钢板桩符合要求。

（四）基坑底部的隆起验算

以内层钢板桩基底进行抗隆起验算。

x =15-4.0-4.013=6.987m、H =4.013+3.252=7.265m

q = 20KN /m2

Nq=eΠtanφtan2(45o+)=2.471

Nc==8.342

Ks===1.365>1.2

即钢板桩打入深度6.987m，地基土稳定，不会发生隆起。

（五）封底混凝土检算

为防止基底浸泡水使基底软化，导致不稳定，在基底加设一层封底混凝土。

（1）封底混凝土厚度计算

假设封底混凝土厚度为x

竖向水压力： q1=（4.013+3.252+x）×10

混凝土自重：q2=23x

净竖向荷载（向上）：q=q1-q2=72.65-13x

纵向弯矩M=ql2/8=q×3.92/8，封底厚度，hu=0.3m

经计算，封底混凝土厚度为1.14 m。

（2）抗浮检算

封底混凝土所受浮力：

F浮力 =10×16×8.8×（4.013+3.252+1.14）=11834KN

抗浮力：

封底混凝土自重G1=23×1.14×16×8.8=3691.8KN

单根桩[P] =0.3UL p τ =0.3×1.0×π ×1.14×（2.04+61.54）=68311.9KN

11根桩P=11×[P]=751430.9KN

11根桩基混凝土重量G2=11×23×0.52×π×52=10332.7KN

抗浮力：G=G1+G2+P＞F 浮力

故封底混凝土抗浮力检算通过。

（3）抗弯检算

纵向抗弯：

q=（4.013+3.252+1.14）×10－23×1.14=57.83 KN/m

M=ql2/8=57.83×3.92/8=109.95KN·m

W=bh2=×3.9×1.142=0.74m3

封底混凝土抗弯：

δ===149KPa=0.149MPa<2MPa

纵向抗弯检算合格。

横向抗弯：

M=ql2/8=57.83×3.72/8=98.96KN·m

W=bh2=×3.7×1.142=0.80m3

封底混凝土抗弯：

δ===124KPa=0.124MPa<2MPa

横向抗弯检算合格。

（4）抗剪检算

纵向抗剪

Q==ql=×57.83×3.9=112.77KN

a=1.14m2

τ==99KPa=0.099MPa<0.8MPa

纵向抗剪检算合格。

横向抗剪：

Q==ql=×57.83×3.7=107KN

a=1.14m2

τ==94KPa=0.094MPa<0.8MPa

横向抗剪检算合格。

（六）杆件设计

（1）外层钢板桩支撑验算

外层钢板桩计算可按照单锚深埋板桩进行计算，外层钢板桩支撑布置图如图4-4所示。

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