象山港承台钢板桩计算及验算

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1、象山港接线工程90#墩承台钢板桩设计计算书1.1工程概况及设计参数1.1.1工程简介宁波象山港公路大桥接线工程试验段承台均采用菱形分离式承台，平面尺寸为8.2×6.4m，倒角为2.0×1.0m，厚为2.5m。对于滩涂区承台拟采用插打钢板桩围堰进行承台施工，根据地形、水文等情况，取P90#墩进行验算。其中P90#墩地面高程为-1.02m，承台顶标高为+2.7m。承台钢板桩围堰尺寸拟为10.2×8m。1.1.2地质情况土层分布：γω=10KN/m3淤泥5.15m，γ1=14.8KN/m3；粘聚力C1

2、=3.3；内摩擦角Φ1=3.6°。亚粘土6.28m，γ2=19.5KN/m3；粘聚力C2=20.8；内摩擦角Φ2=32.2°。1.1.3设计参数⑴水位：根据招标文件，设计高潮水位+4.52m⑵浪高：取0.5m2.2钢板桩围堰设计2.1.1钢板桩结构形式钢板桩采用拉森Ⅳ型钢板桩，每米钢板桩墙W=2037cm3，[f]=200MPa；围堰尺寸：9.2×7.2m；距离钢板桩顶面0.5m及2.02m设置一道支撑梁，标高分别为+4.52m及+3.5m。钢板桩围堰周长L=10.2×2+8×2=36.4m钢板

3、桩根数：36.4/0.4=91根。2.1.2封底混凝土厚度确定已知承台底标高为+0.2m，设计水位为+4.52m。根据公式+D≤h式中：b--板宽，取b=1ftd--砼抗拉强度（C20）,ftd=1.06×103KPaD--水下砼与井底泥土掺混需增厚度，D=0.3~0.5m，此处取0m，单位宽度弯矩其中：l1--矩形板计算跨径，取小值l1=8mmac—弯矩系数，查《建筑结构设计综合手册》表3.8.1，得mac=0.0334p—单位宽度静水压力形成的荷载，p=4.32×10KN/m2+D=0.7h

4、≥0.7m由于施工前采用抛填片石的方法进行基底加固，防止反涌，同时考虑到设计需要，取h为0.8m。2.1.3钢板桩顶标高确定由于桥位处设计高潮水位为+4.52m，考虑0.5m的浪高影响，钢围堰的顶标高确定为＋5.52m。2.1.4钢板桩嵌固深度确定承台的底标高为+0.2m，围堰内C20封底砼厚0.8m，基础处理为1m厚的砾石及抛填片石。封底混凝土浇筑结束，围堰内水被抽干之后为最不利工况。①土压力强度Ka1=tg2（45°-φ/2）=tg2（45°-3.6/2）=0.882Kp1=tg2（45°+

5、φ/2）=tg2（45°+3.6/2）=1.134Ka2=tg2（45°-φ/2）=tg2（45°-32.2/2）=0.305Kp2=tg2（45°+Φ/2）=tg2（45°+32.2/2）=3.282②基坑内开挖至+3.5m，即第二道支撑梁处，安装第一道支撑梁。此时钢板桩的受力情况：水压力(围堰抽水后)Paw：Paω=γω(4.52-3.5)=10×1.02=10.2KN/m2Ea=1/2×10.2×1.02=5.2KN/m合力Ea距第二道支撑的距离y=0.34m假设钢板桩主动压力等于被动压力

6、的点为K点，则：Pak=Ppk。设K点距离淤泥底面的距离为u，则u=1.56m用等值梁法计算钢板桩的入土深度，K点主动压力等于被动压力，即Pak=Ppk，则K点即为弯矩为零的点。支撑反力为Tc1，用等代简支梁法简化，则11Tc1=1/2×51.2×5.12×（5.12/3+4.32+1.56）+16.611×3.9/2×（1.56+3.9/3）+2.8975×1.56×1.56/2×1.56/3+5.71×1.56×1.56/2-23.515×4.32/2×(4.32/3+1.56)-68.05

7、6×1.56×1.56/2-31.179×1.56×1.56/2×1.56/3得到：Tc1=76.4KN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，得出支撑反力Tc1=76.5KN，K点支反力为Tk=26.3KN。两者基本符合。取零弯矩点（K点）以下钢板桩，设钢板桩底到K点距离为h：得：h=1.65m取稳定安全系数为1.2。因此，钢板桩的最小入土深度为tt=（1.65+1.56+3.9）×1.2=8.53m，即钢板桩底标高为-9.55m，钢板桩的总长度为LL=9.55+4.5

8、2+0.5=14.57m2.1.5钢板桩支撑梁确定钢板桩入土范围内容重及主动系数进行加权平均值计算得：γ=17.35KN/m3，Ka=0.57悬臂端最大允许跨度：考虑到最大允许跨度及施工干扰，第二道支撑取距离承台顶0.8m，标高+3.5m。第一道支撑标高为+4.52m，距离钢板桩顶部0.5m。均满足悬臂端最大允许跨度要求。横向纵向分别在中间位置设置一道支撑，纵向再在两侧辅以八字形斜撑，支撑采用φ325×10钢管。钢板桩及内支撑结构形式见下图。按照《基础工程》支撑内力简化计算，第二道支撑反力为支撑