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基坑钢板桩支护验算

1、钢板桩设计资料(根据地勘报告确定相应参数)
(1)桩顶高程H1:0m;无地下水。
(2)地面高程H0:0m;基坑底高程H3:-8.3m;开挖深度H:8.3m。
(3)坑内、外土的重度平均值r1、r2均为17kN/m3;内摩擦角平均值ф=22.95°;粘聚力c=40.4kPa。
(4)地面超载q:按10t考虑,换算后为10kN/m2。
(5)钢板桩采用国产拉森钢板桩,选用鞍Ⅳ型(见《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社,第290页)钢板桩参数:A=98.7cm2,W=2043 cm3,[σ]=200MPa,桩长12m。
2、钢板桩入土深度计算
2.1内力计算
(1)均布荷载换算土高度
作用在钢板桩上的土强度及压力分布见图。根据《简明施工计算手册》,中国建筑工业出版社,第284页式(5-89)、式(5-90)得:
Ka=tan2(45°-22.9°/2)=0.44
Kpi=tan2(45°+22.9°/2)=2.27
钢板桩均布荷载换算土高度h0=q/r=10/17=0.59(m)
(2)支撑层数及间距
(3)按等弯矩布置确定各层支撑的间距,则拉森Ⅳ型钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度,根据《简明施工计算手册》,中国建筑工业出版社,第284页式(5-59)得:

 
基坑钢板桩支护验算
h1=1.11h=1.11×3.2=3.6(m)
2.2入土深度计算
用盾恩近似法计算钢板桩入土深度
主动土压力系数、被动土压力系数:Ka=0.44,Kpi=2.27。
根据假定作用在钢板桩AB段上的荷载ABCD,一半传至A点上,另一半由坑底压力EBF承受,如图所示,几何关系根据《简明施工计算手册》,中国建筑工业出版社,第288页式(5-99)得:(Kp-Ka)x2-KaHx-KaHL(2.27-0.44)x2-0.44×7.39x-0.44×7.39×1.5=0
x=2.747(m)

 
根据如土部分的固定点,被动土压力合力作用点在离坑底2/3x处,所以钢板桩最下面一跨的总跨度在1.5+1.83=3.33(m)处。故钢板桩的总长度至少为8.3+2.747=11.047m,即钢板桩长度为11.047m,故土深度为2.747m时能保证桩体本身的稳定性,选用12m钢板桩,实际入土深度为3.7m。
3、钢板桩稳定性验算
3.1基坑底部隆起验算
基坑抗隆起稳定性分析采用抗隆验算方法。根据《基础工程》,中国建筑工业出版社,第308页式(8-30):x=3.7m,H=8.3m,q=10kN/m2,ф=22.95°,c=40.4kPa,安全系数K=1.7
基坑钢板桩支护验算

 
即钢板桩打入深度3.7m时,地基土稳定,不会产生隆起现象。

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