板桩墙的计算

板桩墙的计算1、计算内容1.1、入土深度计算1.2、板桩墙弯矩计算1.3、拉杆拉力2、入土深度计算2.1、入土深度计算应满足下式“踢脚”稳定要求γ0(（∑γGMG+γQ1MQ1+ψ（γQ2MQ2+γQ3MQ3+…））≤MR/γdγ0-----结构重要性系数，取1、0γG--------永久作用分项系数，查表取1.35γQ1＼γQ2＼γQ3＼…----------可变作用分项系数，查表取1.35γd-----------结构系数，根据地质报告，取1.15ψ作用组合系数取1.15MG----------永久作用标准值产生的效应，包括墙后主动土压力标准值和剩余水压力标准值对拉杆锚碇点的“踢脚”力矩（KN.M）MQ1----------主导可变作用效应，通常是码头地面可变作用产生的主动土压力的标准值对拉杆锚碇点的“踢脚”力矩（KN.M）MQ2、MQ3…---------非主导可变作用标准值产生的作用效应（KN.M）MR----------板桩墙被动土压力的标准值对拉杆锚碇点的稳定力矩（KN.M）2、2项目受力分析本项目地面非主导可变作用荷载不存在，主导可变作用为轨道梁荷载，集中荷载400KN2、3“踢脚”稳定简化公式（只适用于本项目）35∑MG+1.35MQ1≤MR/1.15即1.5525（MG+MQ1）≤MR简化后取1.6（MG+MQ1）≤MR3、MG计算墙后主动土压力和剩余水压力标准值对锚碇点的“踢脚”力矩（KN.M）3、1、墙后主动土压力标准值计算3.1.1土压力应力计算（见土压力应力图）主动土压力系数：Ka=tg2(45-φ/2)=tg2(45-24/2)=tg233=0.422被动土压力系数：Kp=tg2(45+φ/2)=tg2(45+24/2)=tg257=2.371标高：5.5：e1=qKa20*0.422=8.44KN/m2标高：3.0：e2=e1+rHKa=8.44+18*2.5*0.422=27.43KN/m2标高：-3.5：e3=e2+r1H1Ka=27.43+8*6.5*0.422=49.37KN/m2标高：-10：e4=e3+r2H2Ka-r3H3Kp=49.374+8*6.5*0.422-8*6.5*2.371=-51.974KN/m2标高：-13：e5=e4+r4H4Ka-r5H5Kp=51.974+8*3*0.422-8*3*2.371=98.75KN/m23．1．2、土压力计算（见土压力应力图）E1=e1H1=8.44*2.5=21.1KN/mE2=0.5(e2-e1)H1=0.5（27.43-8.44）*2.5=23.74KN/mE3=e2H2=27.43*6.5=178.3KN/mE4=0.5(e3-e2)H2=0.5(49.374-27.43)*6.5=71.32KN/mE5=0.5e3*H3=0.5*49.374*3.17=78.26KN/mE6=需要求出的土压力3.1.3、MG计算MG=E3H3+E4H4+E5H5-E1H1-E2H2=3.25*178.3+4.33*71.32+7.56*78.26-1.25*21.1-0.83*23.74=1433.86KN.M4、MQ1计算4.1、剩余水压力计算(见土压力应力图)E水=10*0.3*16.06=48.18KN/m4.2、MQ1=E水H水=48.18*16.02/2=385.92KＮ.M5、1.6(MG+MQ1)计算１.6(MG+MQ1)=1.6（1433.86+385.92）=2912KＮ.M6、MR计算MR=0.5E6H6=0.5*13.93*E6=6.965E67、E6计算E6=1.6(MG+MQ1)/6.965=2912/6.965=418.09KN/m8、E6验算E6=0.5*99.6*6.39=318.222KN/m不能满员要求,E6需加大9、第二次计算MGMG=1433.86KN.m10、第二次计算MQ110.1、剩余水压力计算E水=10*0.3*18=54KN/M10.2、MQ1计算MQ1=E水*9=54*9=486KN.M11、1.6(MG+MQ1)计算1.6(MG+MQ1)=1.6*（1433.86+486）=3072KN.M12、MR计算MR=0.5*E6H6=0.5*E6*15.22=7.61E613、E6计算MR≥1.6（MG+MQ1）7.61E6≥3072E6≥403.7KN/m14、E6验算E6-=0.5*129.9*8.33=541KN/m满足要求15、第三次计算MGMG=1433.84KNM16、第三次计算MQ116.1、剩余水压力计算E水=10*0.3*17=51KN/m16.2、MQ1计算MQ1=E水*8.5=51*8.5=433.5KNM17、1.6(MG+MQ1)计算1.6(MG+MQ1)=1.6*(1433.8+433.5)=2988KNM18、MR计算MR=0.5*E6H6=0.5*E6*14.56=7.28E619、E6计算MR≥1.6(MG+MQ1)7.28E6≥2988E6≥411KN/m20、E6验算E6=0.5*114.3*7.33=419KN/m满足要求21、结论：板桩入土深度至少桩底标高不高于▽-14.022、拉杆内力计算22.1、根据计算,桩入土▽-14.0为平衡点,针对地质报告,桩的持力层在⑧或⑨层,土质条件较好(地质报告为相对高程系,无法推断绝对高程),为保证安全,桩尖标高设计在▽-15.0根据板桩墙在底端作用点线变位和角变位都等于零来计算拉杆力Ra(见土压力应力图二)E6*2.78+Ra*18=E1*19.25+E2*18.83+E3*14.75+E4*13.67+E5*10.44+E水*9=21.1*19.25+23.74*18.83+178.3*14.75+71.32*13.67+78.26*10.44+54*9+541*2.78+Ra*18=5761.10318Ra=4257.123Ra=236.5KN22.2、若将桩尖放在▽-14.0E6*2.44+17*Ra=E1*18.25+E2*17.83+E3*13.75+E4*12.67+E5*9.44+E水*8.5=21.1*18.25+23.74*17.83+178.3*13.75+71.32*12.67+78.26*9.44+51*8.5=5335.883419*2.44+17Ra=5335.883Ra=253.741KN22.3、根据22.1和22.2计算结果取22.1作为设计依据22.4、Ra=236.5Kn/m，单元长度1.8米。单元拉杆力为：1.8*236.5=425.7KN22.5、拉杆选择φ50cm拉杆拉应力：24KN/cm2*2.52*3.14=471kn425.7KNφ60cm拉杆拉应力：24KN/cm2*32*3.14=471kn425.7KN22.6、结论：为安全起见：选用φ60拉杆（Ⅰ级钢，要求焊接质量有保障，延伸率不小于18%）。