1、鋼板樁設(shè)計(jì)資料(根據(jù)地勘報(bào)告確定相應(yīng)參數(shù))
(1)樁頂高程h1:0m;無地下水。
(2)地面高程h0:0m;基坑底高程h3:-8.3m;開挖深度h:8.3m。
(3)坑內(nèi)、外土的重度平均值r1、r2均為17kn/m3;內(nèi)摩擦角平均值ф=22.95°;粘聚力c=40.4kpa。
(4)地面超載q:按10t考慮,換算后為10kn/m2。
(5)鋼板樁采用國產(chǎn)拉森鋼板樁,選用鞍ⅳ型(見《簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)》中國建筑工業(yè)出版社,第290頁)鋼板樁參數(shù):a=98.7cm2,w=2043 cm3,[σ]=200mpa,樁長(zhǎng)12m。
2、鋼板樁入土深度計(jì)算
2.1內(nèi)力計(jì)算
(1)均布荷載換算土高度
作用在鋼板樁上的土強(qiáng)度及壓力分布見圖。根據(jù)《簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)》,中國建筑工業(yè)出版社,第284頁式(5-89)、式(5-90)得:
ka=tan2(45°-22.9°/2)=0.44
kpi=tan2(45°+22.9°/2)=2.27
鋼板樁均布荷載換算土高度h0=q/r=10/17=0.59(m)
(2)支撐層數(shù)及間距
(3)按等彎矩布置確定各層支撐的間距,則拉森ⅳ型鋼板樁頂部懸臂端的最大允許跨度,根據(jù)《簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)》,中國建筑工業(yè)出版社,第284頁式(5-59)得:
h1=1.11h=1.11×3.2=3.6(m)
2.2入土深度計(jì)算
用盾恩近似法計(jì)算鋼板樁入土深度
主動(dòng)土壓力系數(shù)、被動(dòng)土壓力系數(shù):ka=0.44,kpi=2.27。
根據(jù)假定作用在鋼板樁ab段上的荷載abcd,一半傳至a點(diǎn)上,另一半由坑底壓力ebf承受,如圖所示,幾何關(guān)系根據(jù)《簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)》,中國建筑工業(yè)出版社,第288頁式(5-99)得:(kp-ka)x2-kahx-kahl=0
(2.27-0.44)x2-0.44×7.39x-0.44×7.39×1.5=0
x=2.747(m)
根據(jù)如土部分的固定點(diǎn),被動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)在離坑底2/3x處,所以鋼板樁最下面一跨的總跨度在1.5+1.83=3.33(m)處。故鋼板樁的總長(zhǎng)度至少為8.3+2.747=11.047m,即鋼板樁長(zhǎng)度為11.047m,故土深度為2.747m時(shí)能保證樁體本身的穩(wěn)定性,選用12m鋼板樁,實(shí)際入土深度為3.7m。
3、鋼板樁穩(wěn)定性驗(yàn)算
3.1基坑底部隆起驗(yàn)算
基坑抗隆起穩(wěn)定性分析采用抗隆驗(yàn)算方法。根據(jù)《基礎(chǔ)工程》,中國建筑工業(yè)出版社,第308頁式(8-30):x=3.7m,h=8.3m,q=10kn/m2,ф=22.95°,c=40.4kpa,安全系數(shù)k=1.7
即鋼板樁打入深度3.7m時(shí),地基土穩(wěn)定,不會(huì)產(chǎn)生隆起現(xiàn)象。