某大桥钢板桩围堰计算书
一、基本资料 1、工程概况
某大桥9～12#墩位于水中，13～15#墩位于岸边。9～12#墩承台底在枯水位以下6.7～7.6m，13～15#墩承台底位于枯水期稳定水位以下3.8～6.3m，承台拟采用钢板桩围堰施工。
1．1墩位地质情况
9～15#墩位地质主要为卵石层、强风化泥岩与砂岩互层层，墩位处地质各层标高如下表:
墩台号 地层 9 水深 卵石层 强风泥岩与砂岩互层 3 5.2 8.87 10 2 8.73 6.4 11 1.2 7.46 11 12 2.2 11.66 11.24 13 10 14 14 9.7 14.9 15 6.9 18.1 1.2水文
枯水期水位高程为853m，设计水位为855m ，水流流速1～2m/s，最大流速3m/s。 2、土体参数 岩土名称 卵石 强风化砂岩 强风化泥岩 3、材料特性
规格 型号 宽 mm 高 mm 厚 mm 截面面积 单根 Cm 2饱和容重(KN/m) 21 22 22 3浮容重(KN/m) 11.19 17.1 3内摩擦力φ(°) 35 30 20 黏聚力C(kpa) 0 40 10 单重 惯性距 截面抗弯矩 单根 每米宽 每米宽 每米宽 Kg/m Kg/m Cm 4Cm 3Sp-Ⅳ(L) 400 170 15.5 96.99 76.1 190 38600 2270 1
4、计算公式
4.1静水压力公式 q=γh 4.2流水压力
作用在钢板桩围堰的流水压力，根据公路桥涵设计通用规范JTG D600-2004(4.3.8)公式计算：
P=kAγv2/2g
γ—水的容重，取值10KN/m3 v—设计流速，取值3m/s A—阻水面积m2
G—重力加速度，取值9.81 m/s2
K—桥墩形状系数，钢板桩围堰为矩形K取值1.3
桥墩形状系数
4.3土压力
根据朗金土压力公式：
主动土压力：Pa=Kaγh-2c(Ka)1/2 被动土压力：Pp= Pa=Kpγh+2c(Kp)1/2
h—计算土压力的点至地面的距离
?外—基坑外侧土的的重度
Ka—主动土压力系数Ka?tan2(45???外2)，?外为基坑外加权平均摩擦角
Kp—被动土压力系数Kp?tan2(45???外2)，?内为基坑内加权平均摩擦角
c内—基坑内固块黏聚力
2
?外352)=3.69 Ka?tan(45??)=tan(45??)=0.27，Kp?tan(45??2222?外24.4围堰坑底涌砂隆起验算
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）4.2.4条，支撑式支挡结构，其嵌固深度应满足坑底隆起稳定性要求，抗隆起稳定性可按下列公式计算：
γm2DNQ+cNc/(γm1(h+D)+q0)≥Khe NQ=tg2(45+?/2)eπtan? Nc=( NQ-1)/tan?
Khe—抗隆起安全系数；安全等级按一级考虑，取值1.8 γm1—基坑外挡墙构件底面以上土的重度 γm2—基坑内挡土构件底面以上土的重度 D—基坑底面至挡土构件底面的土层厚度 H—基坑深度
q—地面以上均布荷载
c—挡土构件地面以下土的黏聚力
?—挡土构件地面以下土的内摩擦角
二、计算依据及计算方法
1、计算方法
采用容许应力法，钢板桩设计为固定支承和自由支承两种，桩体按照竖向连续梁法计算。
2、计算依据
(1) 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) (2) 《钢板桩工程手册》（欧领特编）人民交通出版社 (3) 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012） (4) 《路桥施工计算手则》 三、计算选取对象
钢板桩围堰采用封底与不封底两种方案施工承台，钢板桩插打至强风化砂岩或泥岩中最小锚固深度。根据9～15#墩地质柱状图地质情况、河床标高、承台标高及钢板桩插入度的不同，以最大开挖深度9#墩承台与卵石层最大厚度12#
3
墩计算。9#墩承台钢板桩插打深度满足坑底隆起要求控制，12#墩承台以钢板桩在吸泥到封底混凝土底工况满足固端支撑最小锚固深度要求控制。
9#、12#墩承台
墩号 河床标高(m) 9 12 850 850.8 卵石层底标高(m) 845.08 839.14 强风化砂岩底标高(m) 836.21 827.9 承台底标高(m) 845.014 845.87 四、9#墩计算 1、围堰坑底隆起验算
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）4.2.4条，支撑式支挡结构，其嵌固深度应满足坑底隆起稳定性要求，抗隆起稳定性可按下列公式计算：
γm2DNQ+cNc/(γm1(h+D)+q0)≥Khe NQ=tg2(45+?/2)eπtan? Nc=( NQ-1)/tan?
9#墩钢板桩插到强风化泥岩与砂岩互层顶面以下1m，基坑开挖深度按5m计，钢板桩入土深度1.5m。施工水位855m，基坑采取抽干水施工承台，取水头差10m，则q0=10×9.81=981KN/m2。容重取、内摩擦角强风化砂岩与强风化泥岩平均值：容重22KN/ m3，内摩擦角25°，黏聚力取泥岩黏聚力10Kpa，卵石土浮容重11.19KN/ m3。
代入以上各项数据有：
Nq=tg2(45+?/2)*eπtan?= tg2(45+25/2)*e πtan25=10.66 Nc=( NQ-1)tan?=(10.66-1)/tan25°=22.86
γm2DNQ+cNc/(γm1(h+D)+q0)=(22×1×10.66+10×22.86)/(11.19×（5+1）+98.1)=2.8>1.8
经计算钢板桩满足坑底隆起稳定性要求。
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