由于DN2600接收井位于子牙河河堤且距离民房较近,外围采用高压旋喷桩进行蔽水,高压旋喷桩直径为φ600,互相咬合200mm,长度为14米。高压旋喷桩内侧进行I40b工字钢一横一丁进行基坑支护,在距离桩顶0.5米、3.5米和5.5米位置设置第一、二、三道支撑 ,每道支撑采用双层I40b工字钢组合焊接,三角支撑选用无缝钢管?219?6.5。土方开挖后再进行打桩施工,由于现场无地势,土方必须外运,在工程完工后再运回回填。
平面图如下:
接收井占用大堤示意图如下:
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接收井基坑支护示意图:
工作井(接收井)基础做法
采用碎石垫层200mm厚,其上做C30混凝土底板,厚300mm,基础内预埋Φ20钢筋,焊成0.2x0.2m网状,上下双层设置。其上焊接导轨基架。安装完成后应对其质量进行检查,每条导轨测其4点高程,高程必须一致,导轨间每隔一米加设一根槽钢支撑。同时,在距离洞口0.6m处,设置长为2m,宽为0.8m,深为0.5m的焊口窝子,保证钢管焊接工作面。柴油打桩机场外运输6次,基坑打拔工字钢工作井、接收井各1次,掘进机进洞、出洞拔龙门口工字钢各1次,工作井、接收井上反拔龙门口工字钢各1次。封底:井身开挖及支护至设计标高后,回填碎石垫层封底,井底预留集水井。 二、工作坑、接收坑支护结构计算
本章的相关计算包括井壁计算(土压力计算、入土深度计算、板桩断面选择、后背侧顶力核算)、水平支撑计算(水平支撑和斜撑计算)、底板计算、后背水平支撑计算。
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基本条件:井内径11m×6m,深8.5m地面有吊车q?20kN/m2,)基坑以上??19.4kN/m3。钢管管径:DN2600 m m,长度:83 m。
??24?1、井壁计算:
井壁使用40B钢板桩,设三道工字钢环梁做内支撑(每道支撑采用双层40B工字钢),井底采用钢筋混凝土底板(第四道支撑)。三道支撑的位置从上至下依次为0.5、2.5、2.5米位置处,底板距离第三道支撑为三米,满足DN2600的要求。
<1>土压力计算
23???0.421 2??23?被动土压力系数Kp?tg2?45????2.37 2??22.5??Kp??tg2?45???2.326 2??主动土压力系数 Ka?tg2??45?20?1.03m 19.4M点主动土压力
?aM??(H?h?)Ka?19.4?(8.5?1.03)?0.421?77.83(kN/m2) h??C点主动土压力
?aC??(H?h?)Ka?19.4?(5.5?1.03)?0.421?53.33(kN/m2) B点主动土压力
?aB??(H?h?)Ka?19.4?(3?1.03)?0.421?32.91(kN/m2) A点主动土压力
?aM??(H?h?)Ka?19.4?(0.5?1.03)?0.421?12.50(kN/m2)
<2>入土深度:(盾恩近似法)
2(K?p?Ka)x?KaHx?KaHL5?0 (因底板为底层支撑,故L5=0) (2.326?0.421)x2?0.421?11.5x?0 1.815x2?4.842x?0 解x?2.67m
入土深度取1.2x?3.2m
则桩长L?H?1.2x?8.5?2.4?10.9m 采用标准的12米工字钢。 <3>板桩内力及断面选择
(1) 板桩最下跨度 LDM?x??2.67?1.78m
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121LDM?aM??1.52?77.83?14.59kN?m 121211板桩最下跨度剪力 QM??aML??77.83?1.5?58.37kN
22板桩最下跨度弯矩 MM?(2)第三道支撑处弯矩及剪力
12.5?3.02()?53.33?33.60kN?m 1221QC??2.75?53.33?73.33kN
2MC?(3)第二道支撑处弯矩及剪力
12.5?2.52()?32.91?17.14kN?m 1221QB??2.5?32.91?41.13kN
2MB?(4)第一道支撑处弯矩及剪力
12.5?0.52()?12.5?2.43kN?m 1221QA??1.5?12.5?9.37kN
2MA?根据上述的四项计算,按照第三道支撑选板桩断面:
MC33.6?104WC???210cm3
[?]1600选用I40b工字钢 一横一丁进行施工 wy?142?2?284cm3?210cm3 <4>在顶管后背侧的顶力核算板桩断面
由于被动土压力系数KP大于主动土压力系数Ka,故井后背侧在顶管时承受被动土压力
土压力:M点处eM??HKP?19.4?8.5?2.37?390.8kN/m2
C点处eC??HCKP?19.4?5.5?2.37?252.8kN/m2
113?2.52eCL2??252.8?()?159.3kN?m C12122MC159.3?104W???995.6cm3
[?]160096.2?1140?2968cm3>995.6,即能够满足要求,选用40B工字钢一横一丁W?0.4?0.0165C点弯矩:MC?考虑到施工过程中后背侧的顶力影响,故后背侧钢板桩采用竖排密打,其他三侧侧用一横一丁进行施工,接收井全部用一横一丁。 C点处剪力Qc?252.8?3?2.5?695.2kN/m 22、水平支撑(腰梁)计算:
按第三道水平支撑(C梁)计算:
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