1、桂林市西二環(huán)路道路建設(shè)工程排水管道深基坑開挖施工方案計(jì)算書一、工程概況桂林市西二環(huán)路二合同段污水管道工程的起點(diǎn)K12+ 655,終點(diǎn)K17+ 748，埋設(shè)管道為聚氯乙烯雙壁波紋管（500）和鋼筋砼管（800）,基礎(chǔ)采用粗砂墊層，基礎(chǔ)至管頂 上50cm范圍為粗砂回填，其上為級(jí)配碎石回填至路床；起點(diǎn)管道底部標(biāo)高為，管道平均 埋深為米左右，最深為米，地下水位較高， 其中有局部里程段厚土層以下是流沙層，開 挖時(shí)垮塌較嚴(yán)重，為防止開挖時(shí)坍塌事故發(fā)生，特制定該方案，施工范圍為K12+655-K14+724段左側(cè)污水管。本段施工段地質(zhì)為松散耕土、粉質(zhì)粘土，地下水位高，遇水容易形成流砂。二、方案計(jì)算依據(jù)1、桂

2、林市西二環(huán)路道路建設(shè)工程（二期）施工圖設(shè)計(jì)第三冊(cè)（修改版 -B）» （桂林市市政 綜合設(shè)計(jì)院）。2、市政排水管道工程及附屬設(shè)施» （ 06MS201）。3、埋地聚乙烯排水管管道工程技術(shù)規(guī)程» （CECS164:2004）。4、鋼結(jié)構(gòu)施工計(jì)算手冊(cè)» （中國建筑工業(yè)出版社） 。5、簡明施工計(jì)算手冊(cè)» （中國建筑工業(yè)出版社） 。三、施工方案簡述1 、鋼板樁支護(hù)布置鋼板樁采用拉森ISP- W型鋼板樁，其長度為12米/根，每個(gè)施工段50m需260根鋼 板樁。根據(jù)施工段一般穩(wěn)定水位 154.0m和目前水位情況，取施工水位為 154.00m。根據(jù)管溝開挖深度

3、（），鋼板樁支護(hù)設(shè)置1道型鋼圈梁和支撐。以K14+100左側(cè)排污管道鋼板樁支護(hù)為例，樁頂標(biāo)高為157.83m,樁底標(biāo)高為148.83m,依次穿越松散耕土一粉質(zhì)粘土 層。2、鋼板樁結(jié)構(gòu)尺寸及截面參數(shù)拉森ISP- W型鋼板樁計(jì)算參數(shù)如下表所示:型號(hào)尺寸（mm每塊鋼板樁有效幅寬b有效高度h厚度t截面積A單根cm2慣性矩Ix單根cm4截面抵抗矩W單根cm3單位凈重 kg/mISP- IV型400180336四、計(jì)算假設(shè)1、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中地勘資料提供的土層描述，本計(jì)算中土層參數(shù)按經(jīng)驗(yàn)取值如下（K14+100鋼板樁支護(hù)處）：土層土層土層頂土層底容重內(nèi)摩擦角粘聚力編號(hào)名稱標(biāo)咼（m標(biāo)咼（m(kN/m3)(o)

4、(kPa)2耕 土585-1粉質(zhì)粘土191540加權(quán)平均1024則計(jì)算取值：丫 =18 KN/m3， =1扌,c=10 KPa2、支護(hù)計(jì)算水位按154.00m考慮。3、計(jì)算時(shí)按照支護(hù)周邊均為土體進(jìn)行計(jì)算， 不考慮空隙水壓力及土體浮容重，同時(shí)不扣減 由土體粘聚力與鋼板樁之間產(chǎn)生的摩擦力五、鋼板樁圍堰計(jì)算1、內(nèi)力計(jì)算本工程土壓力計(jì)算采用鋼板樁全部承受的主動(dòng)土壓力視為有效主動(dòng)土壓力。以地面標(biāo)高157.330m為基準(zhǔn)，計(jì)算各高度點(diǎn)的有效土壓力。地面超載按照 30t考慮，換算后為 5KN/m,換算為土高度 h°=q/ 丫 5/18=0.28m。主動(dòng)、被動(dòng)土壓力系數(shù)Ka tg2（45 蘭）0.5

5、89, . Ka 0.7672Kp tg2 （45） 1.698, . Kp 1.303有效主動(dòng)土壓力計(jì)算（受力分布圖如下）按照各工況（一道支撐）進(jìn)行受力計(jì)算，具體如下:052X Pl=2.97Wn2皐底標(biāo)禺眄丸閃鋼板樁上壓力分布圖A、在標(biāo)高157.33m位置時(shí)的土壓力強(qiáng)度（地面處）P1 18 0.28tg2（45&）2.97KN/m2B、在標(biāo)高156.33m位置時(shí)的土壓力強(qiáng)度（支撐處）P2 18 (0.28 2)tg2(45)24.17KN /m22C、在標(biāo)高152.63m位置時(shí)的土壓力強(qiáng)度(基底部)2152P3 18 (0.28 4.7)tg (45)52.80KN/m2丄丄匚一a

6、1 箸偵梁夕上打門冬1支撐層數(shù)及間距按照等彎矩布置確定各層支撐的間距，則拉森ISP- W型鋼板樁頂部懸臂端的最大允許跨度為:3 6 200 2043 10518 103 0.589284.9cm2.85mh02.85m2m設(shè)置I 20ah11.11 2.85 3.16m施工時(shí)考慮放管空間位置，確定采用布置一層支撐，即從自然地面下工字鋼圍檁，加 203鋼管橫撐；自鋼板樁頂下為1道圍囹支撐。 施工工況下圍檁計(jì)算圍檁受力(采用近似法計(jì)算)公式：Rn處土壓力 qn=(Pn+R-i)/2 X hi/2+(P n+R+i)/2 X h£2，則計(jì)算如下:qi24.170.282.02 213.78

7、KN /m開挖到基底標(biāo)高時(shí)土壓力最大，為最不利工況，土壓力均布荷載為m則此時(shí)鋼板樁所受的最大彎矩為 Mmax 0.125 q1 l20.125 13.78 3215.503KN ?m，拉森 ISP- IV型鋼板樁抗彎截面模量為2043cm3,則鋼板樁所受最大彎曲應(yīng)力為:M maxW15.503 1067.59Mpa < 200Mpa，完全滿足要求。2043000鋼板樁最小入土深度計(jì)算入土深度控制是鋼板樁設(shè)計(jì)計(jì)算的關(guān)鍵，本方案為驗(yàn)證相關(guān)計(jì)算規(guī)則的合理性及準(zhǔn)確 性，采用兩種計(jì)算方法進(jìn)行驗(yàn)算后對(duì)照復(fù)核。型層支撐儆板樁計(jì)幕簡圖采用盾恩近似法計(jì)算如上簡化后土壓力分布圖，假定作用在板樁EG'

8、段上的荷載EHJG 半傳至E點(diǎn)上,另一半由坑底土壓力FGR承受，由幾何平衡關(guān)系可得入土深度計(jì)算公式：1 1 2-KaH (hu x) - (Kp Ka)x即(Kp Ka)x2 KaHx KaHhq 0 ,代入相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算可得： 1.109x22.77x 7.4740,求解得x 4.12m,即鋼板樁在基底以下入土深度大于時(shí)就能滿足要求。綜合以上兩種計(jì)算方法結(jié)果，為安全起見，取驗(yàn)算最大值并考慮倍安全系數(shù)，則X=X =,本施工方案采用12m長鋼板樁，樁頂標(biāo)高為,基底標(biāo)高為,入土深度=12-完全滿足要求。2、內(nèi)支撐受力檢算內(nèi)支撐及圍檁設(shè)計(jì)如前圖所示,選擇荷載最大的圍檁位置進(jìn)行驗(yàn)算，該處土壓力q=m 取

9、跨度最大的兩跨不等距連續(xù)梁檢算，按照方案設(shè)計(jì)圍檁選擇I20a，工字鋼W 178cm3, f 200MPa，取系數(shù)n =則在靜載時(shí):max0.125 24.17 2.72 22.025KN ?m22.025 109178 261.87MPav f 200MPa，故圍檁抗彎強(qiáng)度滿足要求。內(nèi)支撐設(shè)計(jì)圍檁處內(nèi)支撐采用© 203mm岡管,.D2 d2D4 d432D根據(jù)長細(xì)比自重彎矩：MmaxN Mmax鋼管壁厚 10mmD 203mm, d 183mm,2 220318321.96,3.143.142 22031832034183432 203竺0182.14921.96'ql28242.920.466 42103