钢板桩深基坑围堰内力计算与稳定性分析

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钢板桩受力分析及围堰验算(定)1.

钢板桩受力分析及围堰验算(定)1.

钢板桩受⼒分析及围堰验算(定)1.和尚塘⼤桥主墩钢板桩围堰计算书⼀、基坑在开挖完成后,砼垫层浇筑前钢板桩验算钢板桩被主动压⼒强度相等处与锚固点(E点)位置相近,则:y=γHK a /γ(KK p-K a)γ:粘性⼟容重,γ=18 KN/m3;基坑底y H:主动⼟压⾼度,H=h1+h2+h3+h4=8m K p:被动⼟压⼒系数,为1.761,x K p=tg-2(45。

+φ/2),内摩擦⾓φ=16。

图1 K a:主动⼟压⼒系数,为0.568,K a=tg2(45。

-φ/2),内摩擦⾓φ=16。

K:被动⼟压⼒修正系数,K=1.4;y =2.4m1、钢板桩弯矩验算把CE段看作简⽀梁来计算,偏于安全,受⼒⼟如下:图2钢板桩上C点的主动⼟压⼒强度为:P C=γHK aγ:粘性⼟容重,γ=18 KN/m3;H:主动⼟压⾼度,H= h2+h3+h4=6.5mK a:⼟的压⼒系数,为0.568,K a=tg2(45。

-φ/2),内摩擦⾓φ=16。

则:P C=66.5 KN/m2;分布在1延⽶(2.5块)钢板桩上的压⼒为:q C=1* P C=66.5 KN/ m;同理:q D=81.8 KN/ m;为⽅便计算,将CE段分解成如下受⼒情况:图3Mmax1=q C a2(2l-a)2/8l2=66.5×1.52×(2×3.9-1.5)2/8×3.92 =48.8 KN.mMmax2=(q C-q D)a2(3-2a/l-1)/6=15.3×1.52×(2-2×1.5/2.9)/6=5.5 KN.mMmax3=q D a2(3-2a/l-1)/6=81.8×2.42×(2-2×2.4/3.9)/6 =60.4 KN.m则在CE段钢板桩墙上的最⼤弯矩不⼤于:MmaxCE= Mmax1+ Mmax2+ Mmax3=114.7KN.m拉森Ⅳ型钢板桩1⽶宽截⾯抵抗矩为2037cm3,则最⼤抗压强度为: σ= MmaxCE/W=114.7KN.m/2037cm3=56.3 Mpa<[σ]=145 Mpa 安全2、钢板桩⼊⼟深度计算由图1可知E点为锚固点,即为弯矩零点,则E点的⽀撑⼒R E 和墙前被动⼟压⼒对板桩底端的⼒矩相等,由此可求得x:R E*x=γ(KK p-K a)x3由图3可求得R E:R E= R E1+R E2+R E3R E1= q C a2/2l=66.5×1.52/2×3.9=19.2 KNR E2=(q C-q D)a2/3l=15.3×1.52/(3×3.9)=2.9 KNR E2=q D b(3-2*b/l)/6=81.8×2.4×(3-2×2.4/3.9)/6=57.9 KN R E= 19.2+2.9+57.9=80 KNx= 6* R E/18*(KK p-K a)=3.7m则板桩的⼊⼟深度为:T=1.1×(y+x)=6.7 m3、C点横梁(纵桥向19.5m)验算C点处横梁承受相邻两跨(BC、CE)各半跨上的⼟压⼒:q C=γ*K a*H C*(H BC+H DE)/2γ:粘性⼟容重,γ=18 KN/m3;K a:主动⼟压⼒系数,为0.568,K a=tg2(45。

拉森钢板桩围堰受力验算

拉森钢板桩围堰受力验算

1拉森钢板桩力学验算1.1设计资料根据某项目承台、钢板桩结构表中基坑实际开挖情况选取最不利工况进行钢板桩的力学验算。

三桥1#承台处水深0.76m,湖床底标高18.74m,承台底标高15.5m,设置一道支撑,支撑标高18.8m,封底混凝土后0.5m,则开挖深度3.24m+0.5m=3.74m;坑内、外土的天然容重加权平均值1r、2r均为:18.9KN/m3;内摩擦角ф取15°;粘聚力C:24KPa;钢板桩采用拉森钢板桩,选用SPⅢ型,钢板桩参数A=76.42cm2,W=1340cm3/m,[]δ=200Mpa,桩长12m。

1.2 钢板桩入土深度计算1.2.1 内力计算根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社,P284页(5-89、5-90)公式得:K a=tg2(45−152)=0.59K p=tg2(45+152)=1.69上部水体荷载换算成土体荷载高度:h=qh0/γ=0.76*9.8/18.9=0.38m1.2.2 入土深度验算主动土压力系数,被动土压力系数从上可知:Ka=0.59,Kp=1.69。

本工程拉森钢板桩采用单支撑支护,入土深度计算简图如下:由静力平衡条件有:ΣN=0 R+E p−E a=0ΣM=0 E a l1−E p l2=0式中R---支撑力;L2---被动土压力合力E p至支撑的距离,即L2=H1+2/3t;L1---主动土压力合力E a至支撑的距离。

被动土压力E p =1/2γt2K p主动土压力E a =1/2γ[t+H1+l0]2K a代入上式得到最小入土深度t的方程:1.2t3+2.3t2−30t−37.4=0求解的最小入土深度t=4.74m。

本工程采用12m长拉森钢板桩,在最不利位置处入土深度为6.5m,完全满足要求。

1.3钢板桩稳定性验算1.3.1 钢板桩强度验算(1)桩顶悬臂段验算拉森SP Ⅲ型钢板桩顶部悬臂段最大允许跨距为:h =√6[σ]w γK a 3=√6∗200∗134018.9∗0.593=2.56m实际悬臂长度为1.78m ,完全满足要求。

钢板桩深基坑围堰内力计算与稳定性分析

钢板桩深基坑围堰内力计算与稳定性分析
2.2岩土体强度参数选取
岩土体参数取值见表1,H型钢采用Q235钢材。
表1岩土体参数取值
3基坑围堰内力计算与稳定性分析
3.1钢板桩围堰计算简图
该剖面位于一期围堰的最西侧,为船闸上闸首位置。该剖面特点为围堰外部为河道较深位置,因此围堰内地面高程略高于围堰外高程,因此相对安全性较高。为安全起见,取围堰内外高程一致。围堰典型断面图如图1所示,计算钻孔取ZK2-7,围堰外水位取度汛水位2.80m。
抗滑移稳定性验算:抗滑安全系数为Kh = 4.240:
满足规范要求,Kh≥1.2。
4结语
(1)本文基坑围堰设置了三道支撑,而且入土深度都较深,究其原因,随着汛期围堰水位的变化,作用在钢板桩上的水土压力不确定,且变化较大;对基坑围堰结构的强度和变形有显著影响。因此为了确保安全,故在弯矩和变形较大处设共设置三道拉杆支撑,嵌固深向位移,两边约束(x)方向位移。
⑦通过钝化开挖处的单元来模拟开挖过程。
基坑围堰的整体变形图如图4所示。于第一排钢板桩桩顶处产生最大位移,其最大变形量为59.71mm。
图4基坑围堰整体位移云图
当基坑比较深时,为了减少支护桩的弯矩,故在双排钢板桩之间设置三道锚杆内支撑。目前对对支撑结构的计算方法很多,一般有等值梁法(连续梁法);支撑荷载的1/2分担法;逐层开挖支撑力不变法;有限元法等[8]。本文采用第四种方法建立模型,并进行二维数值模拟。钢板桩弯矩图如图5所示。由图可知,每延米钢板桩最大弯矩为127.31kN·m。
摘要:以广州市区某处两水闸交汇处基坑围堰为研究背景,重点分析研究了滨海地区超深软土地质条件下的围堰超深基坑工程。对该围堰基坑工程在开挖、施工、回填等不同工况下钢板桩支撑的位移和内力,并对该结构进行了整体稳定性和安全性分析,为设计提供了可靠保证和有力支撑。

深基坑支护钢板桩计算

深基坑支护钢板桩计算

深基坑支护钢板桩计算钢板桩支护的计算主要涉及以下几个方面:钢板桩的承载力计算、钢板桩垂直位移的计算、基坑变形的计算。

一、钢板桩的承载力计算钢板桩的承载力计算主要包括以下几个方面:钢板桩的水平抗拔承载力、钢板桩的滚压承载力、钢板桩的斜拉承载力。

下面以一个典型的直立式钢板桩为例进行说明。

1.钢板桩的水平抗拔承载力计算钢板桩的水平抗拔承载力计算可以通过查表或者进行有限元分析来进行。

常用的计算方法是利用桩的长细比进行计算。

根据经验公式,可以得到钢板桩的承载力与钢板桩的面积、宽度、桩长和土壤的黏聚力等参数有关。

2.钢板桩的滚压承载力计算钢板桩的滚压承载力计算是指钢板桩在地下水压作用下,产生的滚压力。

根据经验公式,可以得到钢板桩的承载力与土壤的内摩擦角、钢板桩的摩擦力等参数有关。

3.钢板桩的斜拉承载力计算钢板桩的斜拉承载力计算是指钢板桩在施工过程中产生的地下水压、土压力等作用下,钢板桩受力情况的计算。

根据结构力学的基本原理,可以得到钢板桩的受力情况,进而计算钢板桩的斜拉承载力。

二、钢板桩垂直位移的计算在钢板桩支护中,垂直位移是一个重要的考虑因素。

钢板桩的垂直位移计算主要涉及以下几个方面:钢板桩与土壤的相互作用、钢板桩的滚压位移、土壤的压缩变形等。

1.钢板桩与土壤的相互作用钢板桩与土壤之间存在着相互作用,钢板桩在施工过程中会对土壤产生挤压作用,从而引起土体的变形。

根据土力学的基本原理,可以计算出土壤的变形情况,进而得到钢板桩的垂直位移。

2.钢板桩的滚压位移钢板桩的滚压位移是指钢板桩在地下水作用下,由于土壤的变形而引起的钢板桩的位移。

根据基本原理,可以通过计算地下水的压力、土壤的变形等参数,得到钢板桩的滚压位移。

3.土壤的压缩变形土壤的压缩变形是指土壤在外力作用下产生的变形现象。

在深基坑支护中,土壤的压缩变形对钢板桩的垂直位移有一定影响。

通过考虑土壤的力学性质,可以计算土壤的压缩变形,进而得到钢板桩的垂直位移。

钢板桩围堰计算

钢板桩围堰计算

钢板桩围堰计算钢板桩围堰计算本承台位于水下,长31.3米,宽8.6米,高3.5米,采用钢板桩围堰施工。

围堰为矩形单壁钢板桩围堰,采用钢管桩作为定位桩,用型钢连接作为纵横向支撑。

钢板桩采用拉森Ⅲ型钢板桩,围堰为33.3m×10.6m的单承台围堰方案。

1、计算取值1)现有水位为+4.5m,计算时按照常水位以上一米取值,即水位取+5.5米;淤泥厚度为h2=2.0m,水深为6.0m,水头高度h1=5.5m。

h3为钢板桩入土深度。

2)淤泥力学参数根据含水量情况取值,内摩擦角θ=50,粘聚力c=0kpa,容重r2=16.5kN/m3.3)淤泥质亚粘土力学参数根据含水量及孔隙比情况取值,内摩擦角θ=20,粘聚力c=20kpa,容重r2=18.5kN/m3.4)围堰分五层支撑,标高分别为+0.25m、+1.05m、+1.85m、+2.65m、+3.45m。

开挖底标高为±。

5)钢板桩采用拉森Ⅲ型钢板桩,截面尺寸为宽0.462m,高1.36m,每米长钢板桩参数力学性能为壁厚0.04m,截面积0.123m2,重量14.5kg/m,截面模量为320cm3/m。

6)型钢采用A3钢材,允许应力[δ]=140Mpa;钢板桩允许应力[δ]=200Mpa。

7)设计流水速率V=2.61m/s。

水流冲击力p=0.8Aγv2/2gh,其中A为阻水面积,γ为水容重,取10KN/m3,v为水流速度,g为重力加速度,取9.8m/s,h为水深,单位为米。

p=29.47kN/m。

2、静水压力计算现有水位标高为+4.5m,型钢支撑中心标高分别为+4.25m、+3.45m、+2.65m、+1.85m、+1.05m,承台底标高为0.河水静水压力为10×5.5=55kN/m2,取一米进行计算,±0m处的总压力P=1.25(P净水+P动水)=1.25×(29.47+55)=105.59kN/m,安全系数为1.25.3、按简支连续梁计算内力和弯矩,受力形式及弯矩如下图所示:弯矩图示:15.4KNm。

软土地基双排钢板桩围堰稳定性分析及应用

软土地基双排钢板桩围堰稳定性分析及应用

软土地基双排钢板桩围堰稳定性分析及应用论文
引言
淤泥地基双排钢板桩围堰稳定性分析是建设工程设计中的重要内容,稳定性是确保建筑物和抗震能力的重要依据。

在这种情况下,本文旨在从淤泥地基双排钢板桩围堰的稳定性方面进行分析,并介绍其应用范围及优势。

稳定性分析
淤泥地基双排钢板桩围堰的稳定性分析可以基于弹性理论和相应的应力变形关系来确定。

在淤泥地基上,支护结构、桩和挡土结构往往会面临突发动力,例如洪水冲刷或地震动作力。

在这些不利条件下,稳定非常重要,因此有必要分析这些不利条件对淤泥地基双排钢板桩围堰的影响。

应用范围
淤泥地基双排钢板桩围堰具有出色的抗震能力,因此可以广泛应用于地震易发地区的各种工程建设。

由于这种支护结构的刚度较大,同时考虑到桩结构的可塑性,因此在处理洪水冲刷威胁时也可以使用,能够很好地缓冲洪水对桩结构的冲击能量。

此外,淤泥地基双排钢板桩围堰具有较高的承载能力,因此还可以用于港口、生态堤坝等工程建设中。

优势
淤泥地基双排钢板桩围堰的主要优势在于可以提高结构的刚度。

由于钢板桩的刚度较高,能够发挥较强的承载和抗震能力,桩结构可以更好地传递动力,对抗各种不利因素。

此外,淤泥地基双排钢板桩围堰还具有建设快捷、施工方便等优点,可以大
大提高施工效率,缩短工期,节省费用。

结论
从稳定性分析和应用范围看,淤泥地基双排钢板桩围堰是一种性能良好的支护结构,具有出色的抗震能力和较高的承载能力,尤其适用于地震易发地区的各种工程建设。

在处理洪水冲刷时也十分有效,可以提高施工效率,缩短工期,节省费用。

钢板桩计算方法范文

钢板桩计算方法范文

钢板桩计算方法范文钢板桩是常用的基坑支护工程中的一种支护形式,它的特点是施工简便、效率高、重复使用等。

在设计和计算钢板桩时,需要考虑桩体的稳定性、承载力、变形以及桩与土壤的相互作用等因素。

下面将按照设计与计算的步骤,详细介绍钢板桩的计算方法。

一、桩体稳定性的计算方法桩体稳定性主要考虑桩体侧面稳定和桩尖稳定两个方面。

1.桩体侧面稳定计算方法:根据桩体的几何尺寸以及土壤参数,计算桩体在侧面稳定时所需要的抗滑力。

主要计算公式如下:F = 0.5 * γ * H * Σs * As * Sin(α +φ)其中,F为抗滑力,γ为土壤的容重,H为桩的深度,Σs为土壤的表观修正系数,As为桩的侧面积,α为土壤内摩擦角,φ为土壤与桩体之间的摩擦角。

2.桩尖稳定计算方法:桩尖在承受侧向力时需要具备足够的抗推承载力。

桩尖稳定计算主要考虑桩尖的静力平衡,计算方法如下:Fa = q * Ap + 0.5 * γ * H' * Ap * Sinφ其中,Fa为桩尖的抗推力,q为土压力,Ap为桩尖的横截面积,H'为土体高度,φ为土壤与桩体之间的摩擦角。

二、桩体承载力的计算方法桩体承载力的计算是指桩体在承受竖向荷载时所能够抵抗下沉或沉降的能力。

1.挤土桩承载力计算方法:挤土桩的承载力计算主要考虑挤土桩与土壤的拟静力摩擦力和基质土的桩侧土承载力。

主要计算公式如下:Qs = Σ(Ks * Ls * As)+ 0.5 * γ * H' * Ap * cos(φ - α)其中,Qs为挤土桩的承载力,Ks为基质土的桩侧土承载力系数,Ls 为桩体在土中的长度,As为挤土桩的横截面积,γ为土壤的容重,H'为土体高度,Ap为桩尖的横截面积,φ为土壤与桩体之间的摩擦角,α为土壤内摩擦角。

2.挡土墙承载力计算方法:挡土墙的承载力计算主要考虑桩体的弯曲强度和承载力。

主要计算公式如下:Qb=M/Ec+N/Es其中,Qb为挡土墙的承载力,M为挡土墙产生的弯矩,Ec为混凝土弹性模量,N为挡土墙产生的正常力,Es为钢板桩的弹性模量。

钢板桩支护分析和稳定计算

钢板桩支护分析和稳定计算

钢板桩支护分析和稳定计算摘要:现以天津干线天津4段输水箱涵为例,介绍了基坑开挖钢板桩垂直支护的设计,根据钢板桩的实际受力状况建立力学模型,通过理论计算,确定钢板桩的实际受力及支护结构的稳定性,以确保支护结构的精确性和安全性,从而满足工程施工需要。

着重从作用于板桩上的土压力强度及压力分布、计算反弯点位置、计算反弯点位置计算钢板桩的最小入土深度、钢板桩稳定性验算等几个方面进行理论计算分析。

此外还简单介绍了钢板桩的施工工艺和方法,及在施工过程中的注意事项。

在工程施工过程中密切关注钢板桩位移情况,通过测量人员定期对钢板桩位移进行测量观测,进行统计分析得出钢板桩位移距离均在允许范围之内。

受力分析和安全稳定计算为钢板桩施工提供有利的理论基础,为了输水箱涵顺利施工奠定了基础。

关键词:钢板桩;受力;支护;设计;分析Steel sheet pile supporting analysis and stability calculationYang ShiguoAbstract: now in Tianjin Tianjin Trunk 4 water box culvert for example, introduces the excavation sheet pile vertical bracing design for steel sheet pile, according to the actual stress condition of establishing mechanical model, through theoretical calculation, to determine the actual stress of steel sheet pile and the stability of supporting structure, in order to ensure that the supporting structure accuracy and safety, so as to meet the need of project construction. Emphasize from acting on the pile soil pressure on the strength and stress distribution, calculation of inflection point position, calculation of inflection point position calculation of minimum depth of steel sheet pile, steel sheet pile checking computations of the stability of several aspects such as the theoretical calculation analysis. In addition also simply introduced the steel sheet pile construction technology and method, and the matters needing attention during the construction. In the course of project construction pay close attention to the problem of steel sheet pile displacement, by measuring the staff regularly on steel sheet pile displacement observation, statistical analysis of steel plate pile displacement distance are within the scope of the permit. Stress analysis and security stability calculation for steel sheet pile construction to provide a favorable theoretical basis, in order to water box culvert construction laid a foundation.Key words: steel sheet pile; stress; support; design; analysis of1 引言由于多数水利施工单位一般进行野外施工,遇到须在边坡支护条件下开挖的情况较少,需支护的地段常常凭感觉或草率参照其他项目的支护方案,对基坑进行粗略支护。

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深基坑围堰工程对周边居民和建筑物的安全产生了较大影响,一旦发生事故,不仅会带来重大的人员伤亡和巨大的经济损失,且造成不良的社会影响。尤其城市水利工程被誉为城市的生命工程,其破坏直接关系到人民的生活和财产安全。因此,基坑围堰工程的生产和设计逐渐受到相关部门的重视,其稳定性和安全性分析也成为一个比较重要的课题[6]。
2工程概况
本项目位于广州市区某水闸和另一水闸共同出口合址位置。该水闸采用8孔开敞式宽顶堰型闸室结构,二孔一联,单孔净宽10m,总净宽80m,闸室段总宽95.2m,闸室底板总长24m,底板顶高程-3.50m,最大设计泄流量为345m3/s。现因工程征地等原因,需将原水闸和泵站整体向左岸平移8米,水闸和泵站的总体布置和剖面分别做相应的调整。为此需对调整后的方案进行稳定性和安全性分析。
③各层土采用二维实体单元模拟,本构模型采用摩尔-库伦模型。
④将水泥搅拌桩加固区看作一加固体,本构模型采用摩尔-库伦模型,参数取值:γ=18 kN/m3,c=20kPa,φ=20°,E=30MPa。回填砂参数:γ=17 kN/m3,c=2kPa,φ=18°,E=25MPa。
⑤竖直方向水压力直接作用在土体上,水平方向土压力作用在钢板桩上。钢板桩外水位取2.14m,钢板桩内水位按照水位差1/2考虑。
钢板桩深基坑围堰内力计算与稳定性分析
摘要:以广州市区某处两水闸交汇处基坑围堰为研究背景,重点分析研究了滨海地区超深软土地质条件下的围堰超深基坑工程。对该围堰基坑工程在开挖、施工、回填等不同工况下钢板桩支撑的位移和内力,并对该结构进行了整体稳定性和安全性分析,为设计提供了可靠保证和有力支撑。
关键词:钢板桩,基坑围堰,稳定性及内力分析
抗滑移稳定性验算:抗滑安全系数为Kh = 4.240:
满足规范要求,Kh≥1.2。
4结语
(1)本文基坑围堰设置了三道支撑,而且入土深度都较深,究其原因,随着汛期围堰水位的变化,作用在钢板桩上的水土压力不确定,且变化较大;对基坑围堰结构的强度和变形有显著影响。因此为了确保安全,故在弯矩和变形较大处设共设置三道拉杆支撑,嵌固深度分别为30m、33m、33m。
⑥边界约束条件:底部约束竖直(y)方向位移,两边约束(x)方向位移。
⑦通过钝化开挖处的单元来模拟开挖过程。
基坑围堰的整体变形图如图4所示。于第一排钢板桩桩顶处产生最大位移,其最大变形量为59.71mm。
图4基坑围堰整体位移云图
当基坑比较深时,为了减少支护桩的弯矩,故在双排钢板桩之间设置三道锚杆内支撑。目前对对支撑结构的计算方法很多,一般有等值梁法(连续梁法);支撑荷载的1/2分担法;逐层开挖支撑力不变法;有限元法等[8]。本文采用第四种方法建立模型,并进行二维数值模拟。钢板桩弯矩图如图5所示。由图可知,每延米钢板桩最大弯矩为127.31kN·m。
1引言
随着城市建设的飞速发展,自上世纪80年代以来,我国深基坑工程技术取得了长足进步。深基坑工程技术原本仅在我国的城市地下空间和高层建筑的基础等领域可见,如今在水利、城市防洪减灾和桥梁工程中都得到了广泛应用。目前水利工程施工围堰根据材料可以分为:土围堰、土袋围堰、套箱围堰、钢筋混凝土围堰、钢板桩围堰等[1-5]。由于钢板桩围堰施工方便快捷,同时钢板桩在刚度较大在允许一定变形的情况下仍然能够满足强度的要求,且可重复利用,经济成本低,因此在工程上的得到广泛的推崇和应用,进而钢板桩深基坑围堰设计俨然成为一种趋势。
图5钢板桩弯矩分布图
经计算分析可知,钢板桩的位移和弯矩均在其内力所允许范围内。满足强度要求和变形要求。
3.4基坑围堰整体稳定性分析
采用理正计算软件,计算参数见表1。
整体稳定验算:采用瑞典条分法,计算得围堰的整体稳定安全系数为Ks=3.354。
抗倾覆稳定性验算:计算得抗倾覆稳定性系数Ks=2.814≥1.2,满足规范要求,Ks≥1.2。
2.1场地地质情况
根据地表测绘及钻孔揭露,闸址区出露及钻孔揭露地层主要由下第三系莘庄村组(E1x)、第四系海陆交互相沉积层(Q4mc)及人工堆积层(Qml)组成。现由老至新分述如下:(1)下第三系莘庄村组(E1x),由紫红色砂砾岩、砂岩、粉砂质泥岩组成;(2)第四系海陆交互相沉积层(Q4mc):(a)全新统海陆交互相沉积(Q4mc),①淤泥,层厚4.8~12.4m,②粉细砂,层厚0.8~4.50m,③中粗砂,层厚1.2~13.4m,④淤泥质粉质粘土,层厚6.2~18.8m,⑤砂砾石,层厚3.4~10.1m;(b)人工堆积(Qml):分为堤身填筑土和右岸吹填砂,①填筑土,层厚2~4m,②吹填砂,以中砂为主,层厚2~3m。
2.2岩土体强度参数选取
岩土体参数取值见表1,H型钢采用Q235钢材。
表1岩土体参数取值
3基坑围堰内力计算与稳定性分析
3.1钢板桩围堰计算简图
该剖面位于一期围堰的最西侧,为船闸上闸首位置。该剖面特点为围堰外部为河道较深位置,因此围堰内地面高程略高于围堰外高程,因此相对安全性较高。为安全起见,取围堰内外高程一致。围堰典型断面图如图1所示,计算钻孔取ZK2-7,围堰外水位取度汛水位2.80m。
图3基坑围堰计算模型
3.3钢板桩位移及内力分析
采用midas GTS有限元软件进行分析,将围堰按平面应变模式分析,即认为围堰结构在纵向没有位移,只有在横断面方向产生位移,围堰各部分的模拟单元:
①钢板桩采用梁单元模拟,采用弹性模型。拉森式SP-Ⅳ型钢板桩的惯性矩为38600cm4/m,根据等刚度代换原则,建模时采用1m×0.167m的梁单元截面进行等效,单元参数(弹性模量,密度,泊松比)按钢材参数选取。②钢筋拉杆采用植入式桁架单元进行模拟,采用弹性模型,且设置该单元仅受拉而不受压。实际围堰每1.2m设置一根Ф40拉杆,在建模过程中,等效为每1m设置φ36的拉杆,单元参数(弹性模量,密度,泊松比)按钢材参数选取。图2基坑 Nhomakorabea堰计算简图
3.2计算模型
为了计算基坑围堰汛期安全性和稳定性,建立基坑内体开挖,围堰施工及基坑围堰回填的二维分析模型。土层力学参数见表1。本模型重点分析基坑开挖,围堰施工等对钢板桩、支撑的影响,围堰采用膜袋砂围堰。基坑围堰计算模型如图3所示。设置边界条件,边界设置的范围为基坑开挖影响宽度为开挖深度的2~3倍[7],取100m。
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