5.本工程土压力计算采用不考虑水渗流效应的水土分算法,即钢板桩承受孔隙水压力、有效主动土压力及有效被动土压力。
表 3 2#桥墩主、被动土压力系数及被动土压力修正系数
土层名称 Ka Ka Kp Kp 风化页岩土夹粘土 0.589 4.3 施工步骤
0.767 1.698 1.303 (1)通过静压植桩机配重,将钢板桩压入土中;
(2)挖除围堰内的土石方至第一道围堰下0.5m,安装钢板桩围堰顶层即第一道内支撑梁;
(3)继续挖除承台土石方至第二道围堰下0.5m,安装钢板桩围堰第二道内支撑梁;
(4)继续挖除承台土石方至第三道围堰下0.5m,安装第三道内支撑梁; (5)在围堰内开挖至承台底,浇素混凝土垫层;
(6)凿除桩头,并拆除第三道支撑,安装承台钢筋,立模板,灌注承台混凝土;
(7) 拆除承台模板,回填基坑土方,拆除第二道内支撑,进行墩身施工; (8) 墩身出水面后,拆除第一道内支撑,拔除钢板桩,清除河道中施工废物。 4.4 计算结果
按照最不利受力将计算分为下列四种工况:
工况一:开挖至第一层围囹位置下0.5m,还未安装第二层围囹时,如图; 工况二:开挖至第二层围囹位置下0.5m,还未安装第二层围囹时,如图; 工况三:开挖至第三层围囹位置下0.5m,还未安装第三层围囹时,如图; 工况四:三道围囹都已经安装上,开挖值封底混凝土底面时,如图; 4.4.1 钢板桩初步验算
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工况一计算简图
工况二计算简图
工况三计算简图
工况四计算简图
工况1:开挖至第一层围囹位置下0.5m,还未安装第一层围囹时。 此时,开挖面在钢板桩顶下2.5m处。取1.5倍钢板桩开口长度处为固定端,即钢板桩计算长度为2.5+1.5×0.388=3.08m
计算主动土压力每延米为:
Pa?262??0
2Pa?256.5???'KaZ=11.51kN/m,每根钢板桩受到的主动土压力为:11.51×
0.388=4.46kN/m 计算水压力每延米为:
Pa?260.6??0
7
2Pa?256.5???wh=6.8kN/m,每根钢板桩受到的主动土压力为:6.8×
0.388=2.72 kN/m (2) 计算模型
图 4 钢板桩工况一有限元模型
图 5 钢板桩工况一荷载施加模型图
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图 6 钢板桩工况一弯矩图
图 7 钢板桩工况一组合最大应力图
由上图可知,钢板柱最大的弯矩为2.16kN?m,最大应力3.76Mpa,满足要求。
工况2:开挖至第二层围囹位置下0.5m,还未安装第二层围囹时。 此时,开挖面在钢板桩顶下6.5m处。
取1.5倍钢板桩开口长度处为固定端,即钢板桩计算长度为6.5+1.5×0.388=7.08m
计算主动土压力每延米为:
Pa?262??0
2,每根钢板桩受到的主动土压力为:33.65P255.92??'KZ=33.65kN/m??aa×0.388=13.46 kN/m
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计算水压力每延米为:
Pa?260.6??0
2Pa?255.92???wh=46.8kN/m,每根钢板桩受到的主动土压力为:46.8×
0.388=18.72 kN/m (2) 计算结果
图 8 钢板桩工况二有限元模型
图 9 钢板桩工况二荷载施加模型图
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