本工程xx基槽開(kāi)挖采用Ⅲ型9m及Ⅳ型12m長(zhǎng)拉森鋼板樁支護(hù)。拉森鋼板樁采用履帶式液壓挖土機(jī)KATO-1250的液壓振錘的錘機(jī)施打,施打前先熟悉地下管線、構(gòu)筑物的情況,準(zhǔn)確放出支護(hù)樁中心線,控制打入精度。
1、鋼板樁施工的一般要求
(1)鋼板樁的設(shè)置位置要符合設(shè)計(jì)要求,便于管道施工,尤其是在xx井邊緣外留有支模、拆模的余地。
(2)基槽護(hù)壁鋼板樁的平面布置形狀應(yīng)盡量平直整齊,避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角,以便標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁的利用和支撐設(shè)置。各周邊尺寸盡量符合板樁模數(shù)。 (3)在整個(gè)xx管道施工期間,挖土、吊運(yùn)、扎鋼筋、支模板、澆筑混凝土、回填等施工作業(yè)中,嚴(yán)禁碰撞支撐,禁止任意拆除支撐,禁止在支撐上任意切割、電焊,也不應(yīng)在支撐上擱置重物。 2、鋼板樁施工的順序 (1)鋼板樁位置的定位放線 (2)施打鋼板樁 (3) 挖土
(4)排污管、xx井施工 (5)拔除鋼板樁回填中粗砂
3、鋼板樁的檢驗(yàn)、吊裝、堆放 (1)鋼板樁的檢驗(yàn)
對(duì)鋼板樁,一般有材質(zhì)檢驗(yàn)和外觀檢驗(yàn),以便對(duì)不合要求的鋼板樁進(jìn)行矯
正,以減少打樁過(guò)程中的困難。
①外觀檢驗(yàn):包括表面缺陷、長(zhǎng)度、寬度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和鎖口形狀等項(xiàng)內(nèi)容。檢查中要注意:a)對(duì)打入鋼板樁有影響的焊接件應(yīng)予以割除;b)割孔、斷面缺損的應(yīng)予以補(bǔ)強(qiáng);c)若鋼板樁有嚴(yán)重銹蝕,應(yīng)測(cè)量其實(shí)際斷面厚度。原則上要對(duì)全部鋼板樁進(jìn)行外觀檢查。
②材質(zhì)檢驗(yàn):對(duì)鋼板樁母材的化學(xué)成分及機(jī)械性能進(jìn)行全面試驗(yàn)。包括鋼材的化學(xué)成分分析,構(gòu)件的拉伸、彎曲試驗(yàn),鎖口強(qiáng)度試驗(yàn)和延伸率試驗(yàn)等項(xiàng)內(nèi)容。每一種規(guī)格的鋼板樁至少進(jìn)行一個(gè)拉伸、彎曲試驗(yàn)。每20-50t重的鋼板樁應(yīng)進(jìn)行兩個(gè)試件試驗(yàn)。 (2)鋼板樁吊運(yùn)
裝卸鋼板樁宜采用兩點(diǎn)吊。吊運(yùn)時(shí),每次起吊的鋼板樁根數(shù)不宜過(guò)多,并應(yīng)注意保護(hù)鎖口免受損傷。吊運(yùn)方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎,而單根吊運(yùn)常用專用的吊具。
(3)鋼板樁堆放:鋼板樁堆放的地點(diǎn),要選擇在不會(huì)因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平坦而堅(jiān)固的場(chǎng)地上,并便于運(yùn)往打樁施工現(xiàn)場(chǎng)。堆放時(shí)應(yīng)注意: ①堆放的順序、位置、方向和平面布置等應(yīng)考慮到以后的施工方便; ②鋼板樁要按型號(hào)、規(guī)格、長(zhǎng)度分別堆放,并在堆放處設(shè)置標(biāo)牌說(shuō)明; ③鋼板樁應(yīng)分層堆放,每層堆放數(shù)量一般不超過(guò)5根,各層間要墊枕木,墊木間距一般為3-4米,且上、下層墊木應(yīng)在同一垂直線上,堆放的總高度不宜超過(guò)2米。 4、鋼板樁施打
拉森鋼板樁施工關(guān)系到施工止水和安全,是本工程施工最關(guān)鍵的工序之一,
在施工中要注意以下施工有關(guān)要求:
(1)全線采用Ⅲ型9.0米及Ⅳ型12m長(zhǎng)密扣拉森鋼板樁。拉森鋼板樁采用履帶式挖土機(jī)(帶震動(dòng)錘機(jī))施打。
(2)打樁前,對(duì)鋼板樁逐根檢查,剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴(yán)重的鋼板樁,不合格者待修整后才可使用。
(3)打樁前,在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂油脂,以方便打入拔出。
(4)在插打過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過(guò)2%,當(dāng)偏斜過(guò)大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí),拔起重打。
施工中應(yīng)根據(jù)具體情況變化施打順序,采用一種或多種施打順序,逐步將板樁打至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 鋼板樁打設(shè)公差標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目 允許公差 板樁軸線偏差 土10Cm 樁頂標(biāo)高 土10Cm 板樁垂直度 土2%
(5)密扣且保證開(kāi)挖后入土不小于2米,保證鋼板樁順利合攏;特別是工作井的四個(gè)角要使用轉(zhuǎn)角鋼板樁,若沒(méi)有此類鋼板樁,則用舊輪胎或爛布塞縫等輔助措施密封。
(6)打入樁后,及時(shí)進(jìn)行樁體的閉水性檢查,對(duì)漏水處進(jìn)行焊接修補(bǔ),每天派專人進(jìn)行檢查樁體。 (7)內(nèi)支撐架設(shè)
經(jīng)過(guò)計(jì)算拉森鋼板樁支護(hù)可采用1-2道內(nèi)支撐。 5、挖土
⑴土方開(kāi)挖應(yīng)分段連續(xù)施工,開(kāi)挖至板樁頂以下1.5米處,進(jìn)行第1道支撐施工,開(kāi)挖至板樁頂以下3.5米處,進(jìn)行第2道支撐施工。
⑵圍囹制做安裝:圍囹及支撐根據(jù)不同的開(kāi)挖深度按設(shè)計(jì)要求設(shè)置,根據(jù)設(shè)計(jì)位置在鋼板樁內(nèi)壁上焊圍囹托架,然后吊裝H型鋼圍檁并焊接加固。 ⑶因本工程xx管道開(kāi)挖區(qū)為粘土,井點(diǎn)降水效果差,一般采用集水井集水潛水泵排水法,排除基槽滲水,保持基坑內(nèi)無(wú)積水,減小土側(cè)壓力對(duì)扣板樁影響,便于xx管道施工。
⑷基坑周邊(約一倍樁長(zhǎng))范圍內(nèi)盡量避免堆載。 ⑸開(kāi)挖過(guò)程中注意支護(hù)體系的變形觀察。 ⑹基坑內(nèi)作業(yè)時(shí),有專職安全員負(fù)責(zé)。 在基坑開(kāi)挖過(guò)程中需要注意的問(wèn)題:
由于本工程在地下水位很高,鋼板樁的垂直度及搭接十分重要,當(dāng)鋼板樁未貼靠在圍囹上部分,需作加墊處理,使鋼板樁的壓力傳到圍囹及支撐上,支撐的材料、制作、焊接必須嚴(yán)格按圖施工。
其次是挖土和支撐的架設(shè)施工過(guò)程必須緊密配合,挖土過(guò)程要保證安全的前提下,迅速為支撐施工創(chuàng)造工作面,支撐結(jié)構(gòu)必須能較快地產(chǎn)生整體剛度
或預(yù)緊力,兩者配合就能較好地利用軟土施工中的時(shí)空效應(yīng),有效地控制圍護(hù)體系在受力后的變形。施工中切不可超挖和不及時(shí)施加支撐,土方施工要求分層均勻高效,以使支護(hù)結(jié)構(gòu)處于正常的受力狀態(tài)。 6、鋼板樁的拔除
基槽回填壓實(shí)后,盡早拔除鋼板樁,加快扣板樁周轉(zhuǎn)速度。拔樁后馬上用中粗砂將樁孔灌實(shí)。 (1)拔樁方法
本工程拔樁采用振動(dòng)錘拔樁:利用振動(dòng)錘產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng),擾動(dòng)土質(zhì),破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力,依靠附加起吊力的作用將樁拔除。 (2)拔樁時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)
①拔樁起點(diǎn)和順序:對(duì)封閉式鋼板樁墻,拔樁起點(diǎn)應(yīng)離開(kāi)角樁5根以上??筛鶕?jù)沉樁時(shí)的情況確定拔樁起點(diǎn),必要時(shí)也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時(shí)相反。
②振打與振拔:拔樁時(shí),可先用振動(dòng)錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附,然后邊振邊拔。為及時(shí)回填拔樁后的土孔,當(dāng)把板樁拔至比基礎(chǔ)底板略高時(shí)暫停引拔,用振動(dòng)錘振動(dòng)幾分鐘,盡量讓土孔填實(shí)一部分。
③對(duì)引拔阻力較大的鋼板樁,采用間歇振動(dòng)的方法,每次振動(dòng)15min,振動(dòng)錘連續(xù)不超過(guò)1.5h。 7、鋼板樁土孔處理
對(duì)拔樁后留下的樁孔,及時(shí)采用中粗砂灌入密實(shí)。
三、安全施工措施
1、基坑頂周邊設(shè)置連續(xù)封閉的安全護(hù)欄,防止人員墜落。 2、靠近基坑邊的B1~B4棟東面排柵增加多一道卸荷措施。 3、開(kāi)挖前,先進(jìn)行圍檁施工,做好支撐后才能開(kāi)挖至設(shè)計(jì)深度。
4、為切實(shí)保證施工人員安全,樹(shù)立“安全第一,預(yù)防為主”的思想,根據(jù)國(guó)家建設(shè)部頒發(fā)的安全檢查評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)制訂具體措施。
5、建立安全保證體系,除企業(yè)已有的機(jī)構(gòu)外,工地設(shè)立安全管理機(jī)構(gòu),工程項(xiàng)目設(shè)立安全小組、班組設(shè)安全員,形成一個(gè)健全的安全保證體系,工地的安全管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)工地日常的安全工作,定期組織安全檢查,對(duì)不符合要求的要及時(shí)發(fā)出整改通知,指導(dǎo)工程項(xiàng)目部和班組安全員的工作,對(duì)違章作業(yè)者進(jìn)行批評(píng)教育和處罰。
6、優(yōu)化安全技術(shù)組織措施,包括以改善施工勞動(dòng)條件,防止傷亡事故和職業(yè)病為目的的一切技術(shù)措施,如積極改進(jìn)施工工藝和操作方法,改善勞動(dòng)條件,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,消除危險(xiǎn)因素,機(jī)械設(shè)備應(yīng)設(shè)有安全裝置。
7、機(jī)械操作人員必須持證上崗,各種作業(yè)人員應(yīng)配帶相應(yīng)的安全防護(hù)用具及勞保用品,嚴(yán)禁操作人員違章作業(yè),管理人員違章指揮。
8、施工中所有機(jī)械、電器設(shè)備必須達(dá)到防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),自制設(shè)備、設(shè)施應(yīng)通過(guò)安全檢驗(yàn),一切設(shè)備應(yīng)經(jīng)過(guò)工前性能檢驗(yàn)合格后方可使用,并由專人負(fù)責(zé),嚴(yán)格執(zhí)行交制度,并按規(guī)定定期檢查保養(yǎng)。
9、凡進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的一切人員,均要戴安全帽,正確使用“三寶”。要配合公司安全月檢工作,工程項(xiàng)目部要實(shí)行周檢,項(xiàng)目點(diǎn)要日檢,施工中應(yīng)抽檢,及時(shí)消除安全隱患。
10、嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)安全操作規(guī)程,施工前要進(jìn)行安全交底,每月定期進(jìn)行安
全教育,加強(qiáng)工人的安全意識(shí)教育。
11、在主要入口處掛醒目的安全防火宣傳語(yǔ)牌。
12、現(xiàn)場(chǎng)施工用高低壓設(shè)備及線路,嚴(yán)禁電線隨地走,所有電掣應(yīng)有門(mén)、有鎖,有危險(xiǎn)標(biāo)志。嚴(yán)格執(zhí)行《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定,現(xiàn)場(chǎng)采用“三相五線”制供電,執(zhí)行“一機(jī)一閘一漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)”制度。所有電器設(shè)備及金屬構(gòu)架均應(yīng)按規(guī)定設(shè)置可靠的接零及接地保護(hù),施工現(xiàn)場(chǎng)所有用電設(shè)備,必須按規(guī)定設(shè)置漏電保護(hù)裝置,要定期檢查,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。 13、加強(qiáng)安全教育和監(jiān)督,堅(jiān)持經(jīng)常性的安全交底制度,提高施工人員的安全生產(chǎn)意識(shí),及時(shí)消除事故隱患。
14、在施工過(guò)程中,對(duì)地面沉降、支護(hù)位要定期觀察測(cè)試,加強(qiáng)對(duì)支護(hù)的監(jiān)控。
15、所有施工人員均應(yīng)掌握安全用電基本知識(shí)和設(shè)備性能,用電人員各自保護(hù)好自用設(shè)備的負(fù)荷、地線和開(kāi)關(guān)箱,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)找電工解決,嚴(yán)禁非專業(yè)電氣操作人員亂動(dòng)電器設(shè)備。
16、配電系統(tǒng)分級(jí)配電,本電箱、開(kāi)關(guān)箱外觀必須完整、牢固,防雨防塵。 17、多機(jī)作業(yè)用電必須分閘,嚴(yán)禁一閘多機(jī)和一閘多用,施工現(xiàn)場(chǎng)電纜、電線必須按規(guī)定架設(shè),嚴(yán)禁拖地和亂拉亂搭。
18、各種機(jī)械要有專人負(fù)責(zé)維修、保養(yǎng),并經(jīng)常對(duì)機(jī)械運(yùn)行的關(guān)鍵部位進(jìn)行檢查。
19、使用機(jī)械時(shí),操作員要密切注意機(jī)上的儀器、儀表、指針是否超出安全范圍,機(jī)體是否有異常振動(dòng)及發(fā)出異響,出現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行停電關(guān)機(jī)處理,不得擅離職守,隱瞞不報(bào)。
20、設(shè)備基礎(chǔ)必須平穩(wěn)、牢固,基本的錨固、支撐措施必須齊全,不得使用臨時(shí)支撐,高大機(jī)械在多風(fēng)季節(jié)前設(shè)纜風(fēng)繩。
四、拉森扣板樁受力驗(yàn)算:
因本工程xx施工區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜,且無(wú)明顯變化界限。為確保施工安全,選取有代表性的地質(zhì)斷面分別計(jì)算荷載,取最不利荷載對(duì)拉森扣板樁支護(hù)進(jìn)行驗(yàn)算,作為最終支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開(kāi)挖獲取的地質(zhì)資料提取驗(yàn)算參數(shù)。 1、代表性地質(zhì)斷面情況如下表(按14m深度統(tǒng)計(jì))
地質(zhì)鉆探
地層名稱
孔號(hào)
人工回填土
ZK50
淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土
細(xì)砂 人工回填土 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土
ZK56
淤泥質(zhì)粉砂 粉質(zhì)粘土 人工回填土
粉土
ZK
淤泥質(zhì)粉粘土 粉質(zhì)粘土 全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖
10.2 0.6 1.9 1.6 5.5 2.4 2.6
19.3 20.1 18.4 20.3 15.9 20.1 19.3
14.2 22.2 23 6.2 4.4 22.2 14.2
0 17.3 17.3 28 5.5 17.3 40.5
(m) 2.6 10.2 1.1 1.9 1.3
(KN/m3)
18.4 15.9 19.3 18.4 15.9
(°) 23 4.4 0 23 4.4
c(KPa)
5.5 0 5.5
層厚
土的容重r
內(nèi)摩擦角φ
凝聚力
備注
2、拉森鋼板樁參數(shù)
鋼板樁型
號(hào) SKSPⅢ
每延米截面積
cm2 191
每延米慣矩 Ix(cm4) 16800
每延米抵抗矩Wx(cm3)
1340
容許彎曲應(yīng)力 [σw](MPa)
210
容許剪應(yīng)力
備注
[τ](MPa)
120
SKSPⅣ
242.5
38600
2270
210
120
3、拉森鋼板樁最大懸臂長(zhǎng)度的計(jì)算:
3.1、根據(jù)xx開(kāi)挖深度h=3m以上進(jìn)行拉森鋼板樁支護(hù),取3m范圍的土層計(jì)算土體參數(shù)加權(quán)平均值。
ZK50:r=(18.4×2.6+15.9×0.4)/3=18.0 KN/m3
φ=(23×2.6+4.4×0.4)/3=20.52 Ka=tga2(45°-φ/2)=0.481
ZK56:r=(18.4×1.9+15.9×1.1)/3=18.0 KN/m3
φ=(23×1.9+4.4×1.1)/3=16.18 Ka=tga2(45°-φ/2)=0.5
ZK:r=(18.4×1.9+20.3×1.1)/3=19.09 KN/m3
φ=(23×1.9+6.2×1.1)/3=16.84 Ka=tga2(45°-φ/2)=0.551
3m深度處的最大主動(dòng)土壓力荷載: ZK50:q=r×h×Ka=25.974 KN/m ZK56:q=r×h×Ka=30.456 KN/m ZK:q=r×h×Ka=31.556KN/m
故取ZK地質(zhì)斷面進(jìn)行拉森鋼板樁最大懸臂長(zhǎng)度進(jìn)行驗(yàn)算
開(kāi)挖深度=r**K=1/6***拉森鋼板樁懸臂部分荷載圖拉森鋼板樁懸臂部彎矩圖開(kāi)挖深度
3.2拉森鋼板樁最大懸臂長(zhǎng)度計(jì)算
3.2.1、SKSPⅢ型拉森鋼板樁(只用于開(kāi)挖深度3~4m的管道) Mmax≦Wx×[σw]
1/6*h*h*19.09*h*0.551*10000≦2270*210 故h≦3.0m
因SKSPⅢ型拉森鋼板樁用于開(kāi)挖深度為3~4m的管道,大于其最大懸臂長(zhǎng)度,故需加支撐。
3.2.2、SKSPⅣ型拉森鋼板樁(只用于開(kāi)挖深度4~6.5m的管道) Mmax≦Wx×[σw]
1/6*h*h*19.09*h*0.551*10000≦1340*210 故h≦2.52m
因SKSPⅣ型拉森鋼板樁用于開(kāi)挖深度為4~6.5m的管道,大于其最大懸臂長(zhǎng)度,故需加支撐。 4、拉森鋼板樁入土深度 4.1、土的參數(shù)計(jì)算
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,基槽開(kāi)挖深度在3~4m采用9m SKSPⅢ型拉森鋼板樁,基
槽開(kāi)挖深度在4~6.5m采用12m SKSPⅣ型拉森鋼板樁。 4.1.1、9m SKSPⅢ型拉森鋼板樁(取土層最大影響深度9m): ZK50:r=(18.4×2.6+15.9×6.4)/9=16.22 KN/m3
φ=(23×2.6+4.4×6.4)/9=9.77 Ka=tga2(45°-9.77/2)=0.710
Kp=tga2(45°+9.77/2)=1.409
ZK56:r=(18.4×1.9+15.9×1.3+19.3×5.8)/9
=18.62KN/m3
φ=(23×1.9+6.2×1.3+4.4×5.8)/9=14. Ka=tga2(45°-14./2)=0.596
Kp=tga2(45°+14./2)=1.676
ZK:r=(18.4×1.9+20.3×1.6+15.9×5.5)/9
=17.21 KN/m3
φ=(23×1.9+6.2×1.6+4.4×5.5)/9=8.56 Ka=tga2(45°-8.56/2)=0.741 Kp=tga2(45°+8.56/2)=1.350
根據(jù)Ka×r最大值選取最不利荷載ZK土層參數(shù)作為計(jì)算依據(jù) 4.1.2、12m SKSPⅣ型拉森鋼板樁(取土層最大影響深度12m): ZK50:r=(18.4×2.6+15.9×9.4)/12=16.44 KN/m3
φ=(23×2.6+4.4×9.4)/12=8.43 Ka=tga2(45°-8.43/2)=0.550
Kp=tga2(45°+8.43/2)=1.344
ZK56:r=(18.4×1.9+15.9×1.3+19.3×8.8)/12
=18.79 KN/m3
φ=(23×1.9+6.2×1.3+4.4×8.8)/12=14.53
Ka=tga2(45°-14.53/2)=0.599
Kp=tga2(45°+14.53/2)=1.670
ZK:r=(18.4×1.9+20.3×1.6+15.9×5.5+20.1×2.4+19.3×0.6)
/12=17. KN/m3
φ=(23×1.9+6.2×1.6+4.4×5.5+22.2×2.4+14.2×0.6)/9
=11.62
Ka=tga2(45°-11.62/2)=0.6
Kp=tga2(45°+11.62/2)=1.504
根據(jù)Ka×r最大值選取最不利荷載ZK土層參數(shù)作為計(jì)算依據(jù) 4.2、計(jì)算簡(jiǎn)圖
4.2.1、根據(jù)鋼板樁入土的深度,按單錨淺埋板樁計(jì)算,假定上端為簡(jiǎn)支,下端為自由支承。這種板樁相當(dāng)于單跨簡(jiǎn)支梁,作用在樁后為主動(dòng)土壓力,作用在樁前為被動(dòng)土壓力,壓力坑底以下的土重度不考慮浮力影響,計(jì)算簡(jiǎn)圖如下:
.5r*K.5epear*Kepea荷載力分布圖(用于開(kāi)挖深度5內(nèi)單支撐)荷載力分布圖(適用于開(kāi)挖深度5~6.5雙支撐)彎矩圖
4.2最小入土深度的計(jì)算
4.3.1 開(kāi)挖4m深 SKSPⅢ型拉森鋼板樁最小入土深度
為使鋼板樁保持穩(wěn)定,在A點(diǎn)的力矩等于零,即∑MA=0,亦即 F*1.5+EaHa-EpHp=F*1.5+Ea*2/3*(H+t)-Ep(H+2/3*t)=0 其中:主動(dòng)土壓力Ea=1/2ea(H+t)=1/2*r*(H+t)2Ka
被動(dòng)土壓力Ep=1/2ept=1/2*r*t2Kp
r=17.21 KN/m3,φ=8.56,Ka=0.741,Kp=1.350,H=4m F=Ea-Ep
將各參數(shù)分別代入彎矩平衡方程式得:t3+6t2-37t-24.5=0 解得 t=4.2m,拉森鋼板樁4m開(kāi)挖深度最小長(zhǎng)度為:地面預(yù)留部分0.5m+開(kāi)挖深度4m+入土深度4.2m=8.7m,故采用9m SKSPⅢ型拉森鋼板樁支護(hù)滿足3~4m基槽開(kāi)挖深度的要求。
4.3.2 開(kāi)挖5m 深SKSPⅣ型拉森鋼板樁最小入土深度
為使鋼板樁保持穩(wěn)定,在A點(diǎn)的力矩等于零,即∑MA=0,亦即 F*1.5+EaHa-EpHp=F*1.5+Ea*2/3*(H+t)-Ep(H+2/3*t)=0 其中:主動(dòng)土壓力Ea=1/2ea(H+t)=1/2*r*(H+t)2Ka
被動(dòng)土壓力Ep=1/2ept=1/2*r*t2Kp
r=17. KN/m3,φ=11.62, Ka=0.6, Kp=1.504, H=5m F=1/2* ea*(H+t)-1/2* ept
將各參數(shù)分別代入彎矩平衡方程式得: t3+9t2-52t-196.3=0 解得 t=5.8m,拉森鋼板樁5m開(kāi)挖深度最小長(zhǎng)度為:地面預(yù)留部分0.5m+開(kāi)挖深度5.8m+入土深度5m=11.3m,故采用12m SKSPⅣ型拉森鋼板樁單支撐
支護(hù)滿足4~5m基槽開(kāi)挖深度的要求。
4.3.3開(kāi)挖6.5m 深SKSPⅣ型拉森鋼板樁最小入土深度
為使鋼板樁保持穩(wěn)定,在A點(diǎn)的力矩等于零,即∑MA=0,亦即
F1*0.5+F2*3.5+EaHa-EpHp=F1*0.5+F2*3.5+Ea*2/3*(H+t)-Ep(H+2/3*t)=0
其中:主動(dòng)土壓力Ea=1/2ea(H+t)=1/2*r*(H+t)2Ka
被動(dòng)土壓力Ep=1/2ept=1/2*r*t2Kp
r=17.,φ=11.62, Ka=0.6, Kp=1.504,H=6.5m
根據(jù)扣板樁受力平衡即F1+F2+Ep-Ea=0及扣板樁下端彎矩平衡即(5+t)*F1+(3+t)*F2+Ep/3-(6.5+t)*Ea/3=0方程組求得:
F1=(1.5+0.33t) Ep -(0.42+0.33t)* Ea F2=(1.42+0.33t)* Ea-(2.5+0.33t) Ep
將各參數(shù)分別代入彎矩平衡方程式得: t3+13t2-44t-65.8=0 解得 t=3.7m,拉森鋼板樁5m開(kāi)挖深度最小長(zhǎng)度為:地面預(yù)留部分0.5m+開(kāi)挖深度3.7m+入土深度6.5m=10.7m,故采用12m SKSPⅣ型拉森鋼板樁雙支撐支護(hù)滿足5~6.5m基槽開(kāi)挖深度的要求。 5、坑底涌砂驗(yàn)算
因6.5m開(kāi)挖范圍內(nèi)為粘土,無(wú)粉砂土及細(xì)砂等,故基坑抽水時(shí)不會(huì)引起涌砂。
6、拉森鋼板樁支撐腰梁驗(yàn)算 6.1開(kāi)挖4m深單支撐腰梁 6.1.1計(jì)算參數(shù)
HW400*400腰梁參數(shù):Ix=66900cm4 Wx=3340cm3 [σw]=210MPa[τ]=120MPa,S=219.5cm2
由4.3.1中得知q=F/1=(Ea-Ep)/1=226KN/m 6.1.2荷載分布圖
為簡(jiǎn)化計(jì)算采用3等跨連續(xù)梁進(jìn)行受力驗(yàn)算
=226KN/腰梁荷載分布圖腰梁彎矩圖
6.1.3抗彎驗(yàn)算:
最大彎矩Mmax=0.08*ql2=0.08*226*52=452 KN*m Wx×[σw]=3340*210/1000=701.4 KN*m﹥Mmax 故腰梁滿足抗彎要求 6.1.4抗剪驗(yàn)算:
最大剪力Qmax=0.6*ql=0.6*226*5=678KN [τ]*S=210*219.5/10=4609.5KN﹥Qmax 故腰梁滿足抗剪要求
6.2開(kāi)挖5m深單支撐腰梁
6.2.1計(jì)算參數(shù)
HW400*400腰梁參數(shù):Ix=66900cm4 Wx=3340cm3 [σw]=210MPa[τ]=120MPa,S=219.5cm2
由4.3.2得知q=F/1= Ea – Ep=196.1 KN/m 6.2.2荷載分布圖
為簡(jiǎn)化計(jì)算采用3等跨連續(xù)梁進(jìn)行受力驗(yàn)算
=196.1KN/腰梁荷載分布圖腰梁彎矩圖
6.2.3抗彎驗(yàn)算:
最大彎矩Mmax=0.08*ql2=0.08*196.1*52=392.2 KN*m Wx×[σw]=3340*210/1000=701.4 KN*m﹥Mmax 故腰梁滿足抗彎要求 6.2.4抗剪驗(yàn)算:
最大剪力Qmax=0.6*ql=0.6*196.1*5=588.3KN [τ]*S=210*219.5/10=4609.5KN﹥Qmax 故腰梁滿足抗剪要求
6.3開(kāi)挖6.5m深雙支撐腰梁 6.3.1計(jì)算參數(shù)
HW350*350腰梁參數(shù):Ix=40300cm4 Wx=2300cm3 S=173.9cm2 HW400*400腰梁參數(shù):Ix=66900cm4 Wx=3340cm3 S=219.5cm2 [σw]=210MPa[τ]=120MPa
由4.3.3得知q1=F1/1=(1.5+0.33t) Ep -(0.42+0.33t)* Ea =126.7 KN/m
q2=F2/1 (1.42+0.33t)* Ea-(2.5+0.33t) Ep=321.6 KN/m
6.3.2荷載分布圖
為簡(jiǎn)化計(jì)算采用3等跨連續(xù)梁進(jìn)行受力驗(yàn)算
=126.7KN/=321.6KN/腰梁荷載分布圖腰梁彎矩圖
6.1.3抗彎驗(yàn)算: HW350*350腰梁最大彎矩
Mmax=0.08*ql2=0.08*126.7*42=162.2 KN*m Wx×[σw]=2300*210/1000=483 KN*m﹥Mmax 故HW350*350腰梁滿足抗彎要求 HW400*400腰梁最大彎矩
Mmax=0.08*ql2=0.08*321.6*42=411.6 KN*m Wx×[σw]=3340*210/1000=701.4 KN*m﹥Mmax 故HW400*400腰梁滿足抗彎要求 6.1.4抗剪驗(yàn)算:
HW350*350腰梁最大剪力Qmax=0.6*ql=0.6*126.7*4=304.1KN [τ]*S=210*173.9/10=3651.9KN﹥Qmax 故HW350*350腰梁滿足抗剪要求
HW400*400腰梁最大剪力Qmax=0.6*ql=0.6*321.6*4=771.8KN [τ]*S=210*219.5/10=4609.5KN﹥Qmax 故HW400*400腰梁滿足抗剪要求 7、拉森鋼板樁支撐驗(yàn)算 7.1挖深4m
7.1.1參數(shù)計(jì)算(不考慮土的粘結(jié)力) N=5q=5×226=1130KN
(D2-d2)回轉(zhuǎn)半徑i==1.8cm
4按最大開(kāi)挖寬度2.8m自由長(zhǎng)度lo=0.5*(2.8-0.4)=1.00m 長(zhǎng)細(xì)比?==100/1.8=75﹤56
φ=1.02-0.55(?+20)2/10000=0.702 容許壓應(yīng)力[σ]=140 MPa
鋼管截面積Am=π/4*(D2-d2)=3.14/4*(0.3332-0.3252)=0.0041m2 N/Am=1130/0.0041*1000=276 MPa﹥?chǔ)?[σ]=140*0.702=98.3 MPa 故在不考慮土土的粘結(jié)力情況下鋼管支撐穩(wěn)定性不符合要求。
loi7.1.2參數(shù)計(jì)算(考慮土的粘結(jié)力)
c=(17.3*1.9+28*1.6+5.5*5.5+17.3*2.4+40.5*0.6)/12=14.5KPa N=5(q-2*c*H√Ka+2*c2/r)=5(226-2*9*14.5*√0.741+2*14.52/17.21) =128.8KN
N/Am=128.8/0.0041*1000=31.4 MPa﹤φ*[σ]=140*0.702=98.3 MPa 故在考慮土的粘結(jié)力的情況下,DN325*8鋼管單支撐滿足4m挖深的鋼板樁支撐要求。
7.2挖深5m(考慮土的粘結(jié)力)
c=(17.3*1.9+28*1.6+5.5*5.5+17.3*2.4+40.5*0.6)/12=14.5KPa N=5(q-2*c*H√Ka+2*c2/r)=5(196.1-2*12*14.5*√0.741+2*14.52/17.21) =395.1KN
(D2-d2)回轉(zhuǎn)半徑i==1.8cm
4按最大開(kāi)挖寬度2.8m自由長(zhǎng)度lo=0.5*(2.8-0.4)=1.00m 長(zhǎng)細(xì)比?==100/1.8=75﹤56
φ=1.02-0.55(?+20)2/10000=0.702 容許壓應(yīng)力[σ]=140 MPa
鋼管截面積Am=π/4*(D2-d2)=3.14/4*(0.3332-0.3252)=0.0041m2 N/Am=395.1/0.0041*1000=96.4 MPa﹤φ*[σ]=140*0.702=98.3 MPa
故在考慮土的粘結(jié)力的情況下,DN325*8鋼管單支撐滿足5m挖深的鋼板樁支撐要求。
loi7.2挖深6.5m(考慮土的粘結(jié)力) 7.2.1荷載分布圖
.5.5.2.5r*epKea荷載力分布圖(適用于開(kāi)挖深度6.5雙支撐)
c=(17.3*1.9+28*1.6+5.5*5.5+17.3*2.4+40.5*0.6)/12=14.5KPa Ea=0.5*17.*122*0.6-2*14.5*12*√0.6+2×14.52/17.=595.2KN Ep=0.5*17.*5.52*1.504=407.0KN
根據(jù)鋼板樁受力平衡及對(duì)A點(diǎn)彎矩平衡求得: F1=90.5KN, F2=97.7KN
故支撐鋼管受力 N1=4*F1=362KN,N2=4*F2=390.8KN,取較大值N=390.8
(D2-d2)回轉(zhuǎn)半徑i==1.8cm
4按最大開(kāi)挖寬度2.8m自由長(zhǎng)度lo=0.5*(2.8-0.4)=1.00m 長(zhǎng)細(xì)比?==100/1.8=75﹤56
φ=1.02-0.55(?+20)2/10000=0.702
loi容許壓應(yīng)力[σ]=140 MPa
鋼管截面積Am=π/4*(D2-d2)=3.14/4*(0.3332-0.3252)=0.0041m2 N/Am=390.8/0.0041*1000=95.3 MPa﹤φ*[σ]=140*0.702=98.3 MPa
故在考慮土的粘結(jié)力的情況下,DN325*8鋼管雙支撐滿足6.5m挖深的鋼板樁支撐要求。
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