1、新建京張高鐵7標深基坑鋼板樁計算書一、工程概況新建鐵路北京至張家口鐵路工程JZSG-7標段，其中橋梁有特大、大中橋5座，全長1.76km（含全部橋面系，不含預(yù)制簡支箱梁的預(yù)制架設(shè)及支座工程），公路框架中橋1座，框架小橋3座，涵洞6座。1、下花園北大橋，中心里程DK139+045.33，橋跨布置：9-31.5m簡支梁、（32.6+432.7m+32.6m）連續(xù)梁，橋全長505.06m。本橋承臺16個，其中張家口臺承臺基坑開挖深度超過5m，地層主要為新黃土；按設(shè)計要求1#、2#墩基礎(chǔ)位于沖溝邊上，承臺基坑開挖時根據(jù)需要采用鋼板樁防護。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注下花園北

2、大橋1#599.719 595.801 3.917 下花園北大橋2#601.724 596.768 4.956 下花園北大橋張臺607.164 601.500 5.664 2、戴家營大橋，中心里程：DK139+930.010，橋跨布置：11-31.5m簡支梁，橋全長374.20m。本橋承臺11個，擴大基礎(chǔ)1個。本橋除4#、5#、張家口臺外，其余承臺基坑開挖深度均超過5m，地層主要為新黃土。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注戴家營大橋京臺610.234 605.0465.188 1#603.259 597.4365.823 2#598.585 593.4985.087 3#

3、587.792 582.1145.678 擴大基礎(chǔ)4#584.789 580.2844.505 5#587.792 585.0062.786 6#594.172 588.2835.889 7#597.824 592.1125.712 8#605.518 600.4965.022 9#606.378 600.9325.446 10#608.303 602.4235.880 張臺608.291 605.2083.083 3、戴家營北大橋，中心里程：DK140+616.830，橋跨布置：1-31.5m簡支梁+2-23.5m簡支梁+2-31.5m簡支梁，橋全長162.06m。本橋承臺6個，除4#承臺外

4、，其余承臺基坑開挖深度均超過5m，地層主要為新黃土。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注戴家營北大橋京臺623.931 618.1315.800 1#621.755 616.0135.742 2#622.068 616.6285.440 3#615.344 609.4425.601 4#溝底600.620 607.2560.563 張臺625.106 619.1665.940 4、戴家營北特大橋，中心里程：DK141+846.15，橋跨布置：16-31.5m簡支梁，橋全長537.70m。本橋承臺17個，其中1#、2#、3#、8#、9#、10#、14#、15#承臺基坑開挖深度

5、均超過5m，地層主要為新黃土；按設(shè)計要求11#、12#墩基礎(chǔ)位于道路處，承臺基坑開挖時采用鋼板樁防護。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注戴家營北特大橋京臺638.276 634.8963.380 1#628.917 623.4025.515 2#619.566 6145.566 3#623.253 617.5985.655 4#622.271 617.6964.575 5#620.240 616.7943.446 6#624.978 620.8924.086 7#627.751 622.994.761 8#632.733 627.0885.645 9#640.826 63

6、5.1875.639 10#639.081 633.2855.796 11#632.269 627.3834.886 12#630.597 626.4814.116 13#630.839 626.5794.260 14#631.321 625.6775.644 15#634.839 629.7755.064 張臺639.955 635.5094.446 5、董家莊大橋，中心里程DK144+005.80，橋跨布置：5-31.5m簡支梁，橋全長178m。本橋承臺6個，其中1#、2#、3#、張臺承臺基坑開挖深度均超過5m，地層主要為新黃土；按設(shè)計要求1#、2#墩位于瀝青路處，承臺基坑開挖時采用鋼板樁

7、防護。橋名編號地面實測高程（m）承臺底高程（m）高差（m）備注董家莊大橋京臺647.4734642.9144.559 1#639.56633.426.14 2#637.761632.5185.243 3#639.421634.1165.305 4#641.312637.2154.097 張臺655.342644.4485.894 二、地質(zhì)特點線路地質(zhì)主要為新黃土、粉質(zhì)粘土、粉砂、細角礫土、卵石土、粗角礫土、弱風(fēng)化砂巖、雜填土、新黃土、粉質(zhì)粘土、粉砂，下伏基巖主要為凝灰?guī)r、弱風(fēng)化砂巖、全強風(fēng)化凝灰?guī)r。特殊巖土為濕陷性黃土，主要分布于宣化盆地二級以上階地或山前傾斜平原區(qū)、部分丘陵區(qū)及坡麓地帶，為非

8、自重濕陷性黃土，濕陷等級一般為級，局部可達級。局部地區(qū)分布的侏羅系泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、凝灰?guī)r中部分夾層具有中等膨脹性。三、鋼板樁計算根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件查知基坑內(nèi)外均為粉質(zhì)粘土，天然容重加權(quán)平均值=18KN/m，內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值為=20，粘聚力加權(quán)平均值C=10Kpa，取最大開挖高度6.14m驗算，基坑開挖對鋼板樁穩(wěn)定性要求最高的斷面如下圖。圖一 鋼板樁斷面圖圖二 鋼板樁穩(wěn)定性驗算布置示意圖四、作用于板樁上的土壓力強度及壓力分布因鋼板樁表面豎直、平滑，墻后填土面水平，符合朗肯土壓力條件，故：Ka=tan2（45-/2）= tan2（45-20/2）=0.490式中：Ka主動土壓力系數(shù)土體內(nèi)摩擦角表

9、面土壓力強度為：a=q Ka-2cKa =-2*18*0.49=-25.20Kpa式中：a表面土壓力強度q土體表層均布荷載，因土體表層無均布荷載，故q=0Ka主動土壓力系數(shù)C土體粘聚力基坑開挖前必須進行降水作業(yè)，土方施工在干燥基底進行，故b=h Ka-2cKa =18*6.14*0.49-2*18*0.49=28.95Kpa式中：b底層土壓力強度r天然容重Ka主動土壓力系數(shù)C土體粘聚力h開挖高度壓力分布圖見下圖五、計算反彎點位置假定鋼板樁上土壓力為零的點為反彎點，假定其位于開挖點以下y處，則有Ka=tan2（45-/2）= tan2（45-20/2）=0.490Kx=tan2（45+/2）=

10、tan2（45+20/2）=3.26r Kxy=r Ka（h+y）y=r Kah/（rKx-r Ka）=18*0.49*6.14/（18*3.26-18*0.49）=0.967m式中：y基坑底部至鋼板樁上土壓力零點位置r天然容重Ka主動土壓力系數(shù)h開挖高度Kx放大后的被動土壓力系數(shù)由以上結(jié)果知，鋼板樁上受力零點位置至基坑表面距離為0.967m，鋼結(jié)構(gòu)受力簡圖如下六、樁體的最大彎矩由上圖可知，最大土壓力Q為Q=28.98*3.28/2-25.2*2.86/2=11.49KN/m最大彎矩處距鋼板樁插入地基處為x，則x=（h-z）/3=3.28/3=1.093m由Mi=0可知，最大彎矩Mmax為Mm

11、ax=0.5*28.98*0.967*（1.093+0.967）+0.5*0.967*28.98*0.967*2/3=37.897（KN*m)故最大土壓力Q為11.49KN/m，最大彎矩Mmax為37.897（KN*m)七、鋼板樁的最小入土深度由等值梁法可求算鋼板樁的最小入土深度，設(shè)樁反彎點以下z1為最小入土深度所在位置，故t1=z1+y。因樁端部所在地址仍為粉質(zhì)粘土，故取1.01.2系數(shù)，t=（1.01.2）t1取MQ=O，則Qx=1/6【Kx r（z1+y）- Ka r（h+ z1+y）】z12可得z1=6Q/(Kx r- Ka r)= 6*11.49/(18*3.26-18*0.49)=

12、1.171m則t=1.05*（1.171+0.967）=2.245m式中：Q最大土壓力r天然容重Ka主動土壓力系數(shù)Kx放大后的被動土壓力系數(shù)z1最小入土深度所在反轉(zhuǎn)點以下的高度t1計算所得的最小入土深度t實際最小入土深度八、鋼板樁選型鋼板樁采用U型鋼板樁，選取型號為SP-拉森鋼板樁作為本項目鋼板樁，W=4670cm4，取折減系數(shù)為0.7，則max= Mmax/W=37.897*105/(0.7*4670)=16Mpa1.7根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求，地板抗隆起安全系數(shù)為1.7，本項目經(jīng)計算后為1.8，滿足規(guī)范要求且滿足鋼板樁穩(wěn)定性要求。由以上計算可知，本項目兩側(cè)鋼板樁入土深度大于2.245m時，滿足基坑穩(wěn)定性要求，則最小樁長Lmin=6.14+2.245=8.385m，因計算時采用斷面為標段鋼板樁施工時最高斷面，故全線采用L=10m鋼板樁能夠滿足施工要求。十、注意事項為確