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1、承臺鋼板樁設(shè)計計算書1鋼板樁設(shè)計1.1設(shè)計條件⑴設(shè)計水位及沖刷設(shè)計高潮水位：+3.576m⑵地質(zhì)情況土層分布：填筑土1.2m，淤泥5.9m，亞粘土9.3m，礫砂4.9m。各土層重度為：γ1=17.7KN/m3，γ2=14.8KN/m3，γ3=19.5KN/m3，γω=10KN/m3，內(nèi)摩擦角Φ1=0°，Φ2=3.6°，Φ3=32.2°。⑶工程簡介承臺頂面標(biāo)高為0m，承臺底面標(biāo)高：-2m；承臺尺寸為9.6×3.2×2m。1.2設(shè)計參數(shù)⑴水位：取設(shè)計高潮位+3.576m⑵浪高：取0.5m1.3鋼板樁結(jié)構(gòu)形式鋼板樁采用拉森Ⅳb型鋼板樁，每米鋼板樁墻W=227
2、0cm3，[f]=200MPa；圍堰尺寸：10.6×4.2m；距離承臺底面3.5m設(shè)置一道支撐梁。鋼板樁剖面圖1.4封底混凝土厚度確定已知承臺底標(biāo)高為-2m，設(shè)計水位為+3.576m。根據(jù)公式+D≤h式中：b--板寬，一般取b=1fct--砼抗壓強(qiáng)度（C20）,fct=9.6×103KPaD--水下砼與井底泥土摻混需增厚度D=0.3~0.5m其中：l1--矩形板計算跨徑，取小值l1=4.2m(兩側(cè)各留0.5m施工空間)mac—彎矩系數(shù)，查《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合手冊》表3.8.1，得mac=0.0965p—靜水壓力形成的荷載，p=10×5.576=55.76
3、KN/m2+D=0.24+DD值取最大值0.5m，h≥0.74m，故取h為0.8m。1.5鋼板樁頂標(biāo)高確定由于橋位處設(shè)計高潮水位為＋3.576m，并考慮0.5m的浪高影響，鋼圍堰的頂標(biāo)高確定為＋4.076m。1.6鋼板樁嵌固深度確定承臺的底標(biāo)高為-2m，圍堰內(nèi)C20封底砼厚0.8m，基礎(chǔ)處理為1m厚的礫石。封底混凝土澆筑結(jié)束，圍堰內(nèi)水被抽干之后為最不利工況。在最不利工況下，確定鋼板樁的入土深度。①作用于板樁上的土壓力強(qiáng)度Ka1=tg2（45°-φ/2）=tg2（45°）=1Kp1=tg2（45°+φ/2）=tg2（45°）=1Ka2=tg2（45°-φ
4、/2）=tg2（45°-3.6/2）=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承臺底標(biāo)高以上，鋼板樁單懸臂所受的力計算a、主動土壓力：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、水壓力(圍堰抽水后
5、)Paw：Paω=γω(3.576-（-2）)=10×5.576=55.76KN/m2c、主動壓力(土體及水壓力)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距承臺底的距離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。承臺底面線以下為淤泥、亞粘土，厚度分別為2.55m、9.3m，圍堰內(nèi)回填礫石按照最不利
6、考慮，按淤泥層計算。假設(shè)鋼板樁主動土壓力等于被動土壓力的點(diǎn)為K點(diǎn)，則：Pak=Ppk。設(shè)K點(diǎn)距離淤泥底面的距離為u，則：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用等值梁法計算鋼板樁的入土深度，K點(diǎn)主動土壓力等于被動土壓力，即Pak=Ppk，則K點(diǎn)即為彎矩為零的點(diǎn)。假設(shè)支撐梁的位置距離承臺底面的距離為3.5m，支撐反力為Tc，用等代簡支梁法簡化，則（3.5+2.55+0.87）Tc=21
7、5.67×（1.79+2.55+0.87）+10.8×2.55/2×（0.87+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取零彎矩點(diǎn)（K點(diǎn)）以上鋼板樁，看成單跨簡支梁進(jìn)行sap受力分析，得出K點(diǎn)支反力為Tk=396.06KN。取零彎矩點(diǎn)（K點(diǎn)）以下鋼板樁，設(shè)鋼板樁底到K點(diǎn)距離為h：Ep=36.63×h/2+3.28
8、2×9.5/2×2/3h2Ea=36.72×h/2+0.305×9.5/2×2/3h2得：h=
