承台钢板桩设计计算书

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1、承台钢板桩设计计算书1钢板桩设计1.1设计条件⑴设计水位及冲刷设计高潮水位:+3.576m⑵地质情况土层分布:填筑土1.2m,淤泥5.9m,亚粘土9.3m,砾砂4.9m。各土层重度为:γ1=17.7KN/m3,γ2=14.8KN/m3,γ3=19.5KN/m3,γω=10KN/m3,内摩擦角Φ1=0°,Φ2=3.6°,Φ3=32.2°。⑶工程简介承台顶面标高为0m,承台底面标高:-2m;承台尺寸为9.6×3.2×2m。1.2设计参数⑴水位:取设计高潮位+3.576m⑵浪高:取0.5m1.3钢板桩结构形式钢板桩采用拉森Ⅳb型钢板桩,每米钢板桩墙W=2270cm3,[

2、f]=200MPa;围堰尺寸:10.6×4.2m;距离承台底面3.5m设置一道支撑梁。钢板桩剖面图1.4封底混凝土厚度确定已知承台底标高为-2m,设计水位为+3.576m。根据公式+D≤h式中:b--板宽,一般取b=1fct--砼抗压强度(C20),fct=9.6×103KPaD--水下砼与井底泥土掺混需增厚度D=0.3~0.5m其中:l1--矩形板计算跨径,取小值l1=4.2m(两侧各留0.5m施工空间)mac—弯矩系数,查《建筑结构设计综合手册》表3.8.1,得mac=0.0965p—静水压力形成的荷载,p=10×5.576=55.76KN/m2+D=0.24

3、+DD值取最大值0.5m,h≥0.74m,故取h为0.8m。1.5钢板桩顶标高确定由于桥位处设计高潮水位为+3.576m,并考虑0.5m的浪高影响,钢围堰的顶标高确定为+4.076m。1.6钢板桩嵌固深度确定承台的底标高为-2m,围堰内C20封底砼厚0.8m,基础处理为1m厚的砾石。封底混凝土浇筑结束,围堰内水被抽干之后为最不利工况。在最不利工况下,确定钢板桩的入土深度。①作用于板桩上的土压力强度Ka1=tg2(45°-φ/2)=tg2(45°)=1Kp1=tg2(45°+φ/2)=tg2(45°)=1Ka2=tg2(45°-φ/2)=tg2(45°-3.6/2)

4、=0.882Kp2=tg2(45°+Φ/2)=tg2(45°+3.6/2)=1.134Ka3=tg2(45°-φ/2)=tg2(45°-32.2/2)=0.305Kp3=tg2(45°+Φ/2)=tg2(45°+32.2/2)=3.282②承台底标高以上,钢板桩单悬臂所受的力计算a、主动土压力:Pa1=Ka1×(γ1-γω)×h1=1×(17.7-10)×1.2=9.24KN/m2Pa2=Ka2×(γ1-γω)×h2+Pa1=0.882×(14.8-10)×3.35+9.24=23.4KN/m2b、水压力(围堰抽水后)Paw:Paω=γω(3.576-(-2))=

5、10×5.576=55.76KN/m2c、主动压力(土体及水压力)Ea:Ea=(9.24×1.2)/2+(9.24+23.4)×3.35/2+55.76×5.576/2=215.67KN/m合力Ea距承台底的距离y:215.67×y=9.24×1.2/2×(0.4+3.35)+9.24×3.35×3.35/2+(23.4-9.24)×3.35/2×3.35/3+55.76×5.576/2×5.576/3得y=1.79m。承台底面线以下为淤泥、亚粘土,厚度分别为2.55m、9.3m,围堰内回填砾石按照最不利考虑,按淤泥层计算。假设钢板桩主动土压力等于被动土压力的点为

6、K点,则:Pak=Ppk。设K点距离淤泥底面的距离为u,则:Pak=23.4+0.882×2.55×(14.8-10)+0.305×u×(19.5-10)Ppk=1.134×1.75×(14.8-10)+3.282×u×(19.5-10)Pak=Ppk得到u=0.87m用等值梁法计算钢板桩的入土深度,K点主动土压力等于被动土压力,即Pak=Ppk,则K点即为弯矩为零的点。假设支撑梁的位置距离承台底面的距离为3.5m,支撑反力为Tc,用等代简支梁法简化,则(3.5+2.55+0.87)Tc=215.67×(1.79+2.55+0.87)+10.8×2.55/2×(0

7、.87+2.55/3)+23.4×2.55×(2.55/2+0.87)+34.2×0.87×0.87/2+2.52×0.87/2×0.87/3-9.5×1.75/2×(1.75/3+0.87)-9.5×0.87×0.87/2-27.13×0.87/2×0.87/3得到:Tc=183.45KN取零弯矩点(K点)以上钢板桩,看成单跨简支梁进行sap受力分析,得出K点支反力为Tk=396.06KN。取零弯矩点(K点)以下钢板桩,设钢板桩底到K点距离为h:Ep=36.63×h/2+3.282×9.5/2×2/3h2Ea=36.72×h/2+0.305×9.5/2×2/3h

8、2得:h=

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