图 36 钢板桩工况二组合变形图
图 37 钢板桩工况四围囹弯矩图
图 38 钢板桩工况四围囹轴力图
21
图 39 钢板桩工况四围囹应力图
图 40 钢板桩工况四围囹变形图
图 41 工况四钢板桩弯矩图
22
图 42 工况四钢板桩应力图
图 43 工况四钢板桩应力图
由上图可知,钢板桩最大的弯矩为90.86kN?m,最大的应力为159.2MPa,最大位移8.52mm。满足要求。围囹最大弯矩为977.0kN?m,最大轴力为1479.7kN,最大应力为208.6MPa,位置在第二道围囹牛腿处,最大位移7.72mm。 结果汇总: 工况 工况一 工况二 工况三 工况四 钢板桩 满足要求 满足要求 满足要求 满足要求 围囹 满足要求 满足要求 满足要求 满足要求 牛腿处的应力较大,最大应力值趋近Q235屈服强度,需要将与牛腿相连的
23
地方进行加强。 2.稳定性验算
由以上计算结果可知,φ600×8mm钢管最大轴力1479.7kN。
A?1.48?102cm2 I?6.4?104cm4
4(6.4?10)回转半径:i?(1.48?102)=20.8cm 长细比:??由此查稳定系数表得??0.9404
L840??40.3 i20.8??N(A?)?????215MPa
?N??????A???215?103?1.48?10?2?0.9404?2992kN?1479.7kN
结论:第二道内撑圈梁和钢管的应力满足要求,钢管的稳定性满足要求。 4.4.4 围堰整体抗浮验算
封底砼采用C20,施工厚度为1.0m,施工考虑砼底存在“夹泥”及顶面浮浆的因素,计算厚度取0.9m,围堰尺寸:27.2 m×15.0m;
水下C20混凝土设计值ftd=1.10Mpa,考虑为施工阶段混凝土的允许弯拉应力取1.5倍安全系数,则[σ]=0.73 (MPa),
桩基钢护筒外径为2.4m,共12根;
钢与混凝土粘结力:一般取100-200kN/m2,这里取150 kN/m2; 混凝土容重:22.5kN/m3; 封底混凝土体积:
V?0.9?(27.2?15?3.14?1.22?12)?318.37m3 封底混凝土自重:
G?22.5?318.37?6367.33kN
护筒粘结力:T1?0.9?3.14?2.4?150?12?12208.32kN 钢板桩与封底混凝土的粘结力:
T2?2?(27.2?15)?0.9?150?11394kN 封底混凝土底面受水浮力:
24
P?(27.2?15?3.14?1.22?12)?10?7.94?28087kN
根据《地铁设计规范》中规定抗浮安全系数不小于1.05,此处 抗浮系数K?G?T1?T230765.6??1.10?1.05 P28087结论:围堰整体抗浮满足要求。 4.4.5 基坑底土抗隆起验算
在工况二下围堰内清淤至252.68m时,须验算坑底的承载力,如承载力不足,将导致坑底土的隆起。
本工程基底抗隆起计算参照Prandtl(普朗德尔)和Terzaghi(太沙基)的地基承载力公式,并将桩墙底面的平面作为极限承载力的基准面,承载力安全系数的验算公式如下:
Ks?Ncc?Nq?t?(h?t)?q?1.1~1.2
式中
Nq、Nc ---按Prandtl公式时,
Nq?tan2(450+?/2)?e?tan?, Nc?(Nq?1)/tan?; c---土的粘聚力(kPa); φ---土的内摩擦角(°); γ---土的重度(kN/m3); t---支护结构入土深度(m); h---基坑开挖深度(m); q---地面荷载(kPa)。
围护结构(示意)qH0支撑 H第i层顶hi(若设撑,示意)L=D+H0坑内成层土γi、ci、φiq =q+γ(H0+D)f坑外D第i层土 围护墙底地基H第i层底 坑外成层土γi、ci、φi 图 44 基底抗隆起计算模式简图
对于工况三进行验算:
γ、φ、c按钢板桩入土深度范围内的加权平均值计算:
25