支护桩计算书.doc
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新建杭州至长沙铁路客运专线工程浙江段 支护桩计算书 编 制： 王仁淑 复 核： 审 核： 中铁四局集团公司 五月 1.工程概况 汤溪特大桥于DK192+718处上跨既有沪昆线，新建铁路与既有铁路夹角19°,跨越处铁路宽13m，相应既有沪昆里程为K395+338，新线铁路采用门式墩＋24简支跨越，通行净空按7.96m考虑。 承台开挖施工时，因承台边线距离既有铁路距离较近，按1：1.5放坡开挖，开挖边坡线在安全线外，承台施工时必须对既有铁路做防护桩才干进行承台开挖。 2.支护桩的布置 根据营业线路基横断面结构尺寸、与基坑的位置关系、承台设计尺寸以及底设计标高，计划营业线安全放坡边线范围以内的基坑开挖采用支护桩进行防护，根据现场实测，汤溪特大桥邻近营业线基坑开挖深度均在5m范围以内。取离营业线最近，开挖深度为4.9米的371#墩K3桩作为设计计算依据。 3.支护桩的设计 支护桩采用φ1.00m挖孔桩，混凝土等级C30，桩身配筋根据开挖完毕时工况设计。支护桩采用人工挖孔，每开挖1m浇筑1m钢筋混凝土护壁，护壁混凝土等级C30，厚度20cm。护壁等强后进行下一层开挖，直至设计桩底。 4.工况计算 4.1.工况一 4.1.1.支护概况及布置图 开挖深度4.9m以内的基坑支护采用直径1.00m挖孔桩，设计桩长10m，其中基底以下锚固长度5 .1m，查阅《高速铁路设计规范（试行）》TB10621-2023,列车竖向荷载、铁路线路结构可换算成土柱，分布宽度3.3m，分布高度3.1m，距坑边距3.6m, 4.1.2.土压力的拟定 桩板墙所受的积极土压力采用公式：计算。 ：积极土压力系数： ：计算点深度zj处自重竖向应力。 ：基坑外侧任意深度附加竖向应力标准值。 ：基坑外侧深度CD范围内附加竖向应力标准值。 桩板墙所受的被动土压力采用公式：计算。 ：被动土压力系数： 4.1.3.支护桩简算 采用理正深基坑支护软件进行计算： [ 支护方案 ]最大开挖深度4.90m 排桩支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 内力计算方法 增量法 规范与规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 基坑等级 一级 基坑侧壁重要性系数γ0 1.00 基坑深度H(m) 4.900 嵌固深度(m) 5.100 桩顶标高(m) 0.000 桩截面类型 圆形 └桩直径(m) 1.000 桩间距(m) 1.500 混凝土强度等级 C30 有无冠梁 无 放坡级数 0 超载个数 1 支护结构上的水平集中力 0 ---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 超载 类型 超载值 作用深度 作用宽度 距坑边距 形式 长度 序号 (kPa,kN/m) (m) (m) (m) (m) 1 60.500 0.000 3.300 3.600 --- --- ---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 水平力 作用类型 水平力值 作用深度 是否参与 是否参与 序号 (kN) (m) 倾覆稳定 整体稳定 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 土层数 3 坑内加固土 否 内侧降水最终深度(m) 15.000 外侧水位深度(m) 15.000 弹性计算方法按土层指定 √ 弹性法计算方法 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------- 层号 土类名称 层厚 重度 浮重度 粘聚力 内摩擦角 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 1 素填土 2.14 18.0 --- 3.00 15.00 2 粘性土 4.66 18.3 --- 25.00 11.00 3 圆砾 3.30 25.0 --- 30.00 13.00 层号 与锚固体摩 粘聚力 内摩擦角 水土 计算方法 m,c,K值 抗剪强度 擦阻力(kPa) 水下(kPa) 水下(度) (kPa) 1 25.0 --- --- --- m法 4.00 --- 2 60.0 --- --- --- m法 10.00 --- 3 140.0 --- --- --- m法 10.00 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------- 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号 土类名称 水土 水压力 积极土压力 被动土压力 被动土压力 调整系数 调整系数 调整系数 最大值(kPa) 1 素填土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 2 粘性土 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 3 圆砾 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 工况 工况 深度 支锚 号 类型 (m) 道号 1 开挖 4.900 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ] ---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 各工况： 内力位移包络图： 地表沉降图： ---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 截面参数 ] 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm) 20 桩的纵筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋间距(mm) 150 弯矩折减系数 0.85 剪力折减系数 1.00 荷载分项系数 1.25 配筋分段数 一段 各分段长度(m) 10.00 [ 内力取值 ] 段 内力类型 弹性法 经典法 内力 内力 号 计算值 计算值 设计值 实用值 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 0.00 0.00 0.00 0.00 1 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 217.91 148.40 231.52 231.52 最大剪力(kN) 106.69 70.85 133.37 133.37 段 选筋类型 级别 钢筋 实配[计算]面积 号 实配值 (mm2或mm2/m) 1 纵筋 HRB335 24D16 4825[4712] 箍筋 HRB335 D12@150 1508[1064] 加强箍筋 HRB335 D14@2023 154 ---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 计算方法：瑞典条分法 应力状态：总应力法 条分法中的土条宽度: 0.40m 滑裂面数据 整体稳定安全系数 Ks = 2.065 圆弧半径(m) R = 8.559 圆心坐标X(m) X = -0.415 圆心坐标Y(m) Y = 3.341 ---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数: Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——积极土压力对桩底的倾覆弯矩。 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1： Ks = 2.308 >= 1.200, 满足规范规定。 ---------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 抗隆起验算 ] ---------------------------------------------------------------------- Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 2.873 >= 1.1, 满足规范规定。 Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 3.262 >= 1.15, 满足规范规定。 [ 隆起量的计算 ] 注意：按以下公式计算的隆起量，假如为负值，按0解决! 式中 δ———基坑底面向上位移(mm); n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; ri———第i层土的重度(kN/m3)； 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3); hi———第i层土的厚度(m); q———基坑顶面的地面超载(kPa); D———桩(墙)的嵌入长度(m); H———基坑的开挖深度(m); c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); δ = 61(mm) ---------------------------------------------------------------------- [ 嵌固深度计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 嵌固深度计算参数： 嵌固深度系数 1.200 抗渗嵌固系数 1.200 嵌固深度计算过程： 按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99悬臂式支护结构计算嵌固深度hd值，规范公式如下 hp∑Epj - βγ0ha∑Eai>=0 β = 1.200 ， γ0 = 1.000 hp = 1.268m，∑Epj = 348.763 kPa ha = 2.729m，∑Eai = 133.297 kPa 得到hd = 3.100m [ 支护方案 ]最大开挖深度3.50m 排桩支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 内力计算方法 增量法 规范与规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 基坑等级 一级 基坑侧壁重要性系数γ0 1.00 基坑深度H(m) 3.500 嵌固深度(m) 3.000 桩顶标高(m) 0.000 桩截面类型 圆形 └桩直径(m) 1.000 桩间距(m) 1.500 混凝土强度等级 C30 有无冠梁 无 放坡级数 0 超载个数 1 支护结构上的水平集中力 0 ---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 超载 类型 超载值 作用深度 作用宽度 距坑边距 形式 长度 序号 (kPa,kN/m) (m) (m) (m) (m) 1 60.500 0.000 3.300 3.600 --- --- ---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 水平力 作用类型 水平力值 作用深度 是否参与 是否参与 序号 (kN) (m) 倾覆稳定 整体稳定 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 土层数 2 坑内加固土 否 内侧降水最终深度(m) 15.000 外侧水位深度(m) 15.000 弹性计算方法按土层指定 √ 弹性法计算方法 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------- 层号 土类名称 层厚 重度 浮重度 粘聚力 内摩擦角 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 1 素填土 2.14 18.0 --- 3.00 15.00 2 粘性土 4.66 18.3 --- 25.00 11.00 层号 与锚固体摩 粘聚力 内摩擦角 水土 计算方法 m,c,K值 抗剪强度 擦阻力(kPa) 水下(kPa) 水下(度) (kPa) 1 25.0 --- --- --- m法 4.00 --- 2 60.0 --- --- --- m法 10.00 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------- 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号 土类名称 水土 水压力 积极土压力 被动土压力 被动土压力 调整系数 调整系数 调整系数 最大值(kPa) 1 素填土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 2 粘性土 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 工况 工况 深度 支锚 号 类型 (m) 道号 1 开挖 3.500 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ] ---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 各工况： 内力位移包络图： 地表沉降图： ---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 截面参数 ] 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm) 20 桩的纵筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋间距(mm) 150 弯矩折减系数 0.85 剪力折减系数 1.00 荷载分项系数 1.25 配筋分段数 一段 各分段长度(m) 6.50 [ 内力取值 ] 段 内力类型 弹性法 经典法 内力 内力 号 计算值 计算值 设计值 实用值 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 0.00 0.00 0.00 0.00 1 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 60.81 47.95 64.61 64.61 最大剪力(kN) 46.14 23.39 57.67 57.67 段 选筋类型 级别 钢筋 实配[计算]面积 号 实配值 (mm2或mm2/m) 1 纵筋 HRB335 24D16 4825[4712] 箍筋 HRB335 D12@150 1508[1064] 加强箍筋 HRB335 D14@2023 154 ---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 计算方法：瑞典条分法 应力状态：总应力法 条分法中的土条宽度: 0.40m 滑裂面数据 整体稳定安全系数 Ks = 1.651 圆弧半径(m) R = 7.669 圆心坐标X(m) X = 0.417 圆心坐标Y(m) Y = 4.647 ---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数: Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——积极土压力对桩底的倾覆弯矩。 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1： Ks = 2.828 >= 1.200, 满足规范规定。 ---------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 抗隆起验算 ] ---------------------------------------------------------------------- Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 2.504 >= 1.1, 满足规范规定。 Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 2.834 >= 1.15, 满足规范规定。 [ 隆起量的计算 ] 注意：按以下公式计算的隆起量，假如为负值，按0解决! 式中 δ———基坑底面向上位移(mm); n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; ri———第i层土的重度(kN/m3)； 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3); hi———第i层土的厚度(m); q———基坑顶面的地面超载(kPa); D———桩(墙)的嵌入长度(m); H———基坑的开挖深度(m); c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); δ = 75(mm) ---------------------------------------------------------------------- [ 嵌固深度计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 嵌固深度计算参数： 嵌固深度系数 1.200 抗渗嵌固系数 1.200 嵌固深度计算过程： 按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99悬臂式支护结构计算嵌固深度hd值，规范公式如下 hp∑Epj - βγ0ha∑Eai>=0 β = 1.200 ， γ0 = 1.000 hp = 0.688m，∑Epj = 121.279 kPa ha = 1.862m，∑Eai = 36.523 kPa 得到hd = 1.500m展开阅读全文
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