K86+094.6 1-5.0m钢筋混凝土盖板箱涵接长防护计算书
一、工程概况
K86+094.6为1-5.0m钢筋混凝土盖板接长箱涵。涵洞在接长时，要先拆除入口梯形节盖板、翼墙及基础，利用入口梯形节墙身和基础，反拼梯形节墙身及基础。在拆除前，要对路基本体进行钢板桩防护和对轨道进行加强。 二、水文地质情况 1、地质情况
序号 1 层深 0-5.8 底层描述 粉砂，浅黄色，潮湿，稍密，主要矿物成分为长石、石英，顶部0.4m含少量植物根系。 黏土，灰褐色，硬塑，含有少量黄色锈斑，其中7.4-7.8m为粉土夹层。 细纱，浅黄色，潮湿11.2m以下为饱和，中密，主要矿物成分为长石、石英，夹有少量云母。 基本承载力kpa 100 2 5.8-7.8 120 3 7.8-15.0 150 2、地下水位 涵位出地面高程为40.22m，稳定地下水位为29.02m。 三、拉森Ⅳ钢板桩防护
既有线露肩标高为45.44m，新旧涵洞接缝距既有线中心2.99m，拉森钢板桩从新旧涵洞接缝处往外插打，防护高度与既有线路肩高度一致，并在桩顶设置地锚，较少路基变形。考虑到列车经过的动载完全由D型钢便梁承受，所以在建模时，不考虑钢板桩顶上的荷载。 1、防护示意图
钢板桩桩顶距地面6m，考虑到挡土的效果，桩顶外露土体0.2m，所以钢板桩外露量为6.2m。既有线填料按照碎石图考虑，层厚6.0m。
2、模型基本参数 1） 基本信息
内力计算方法 规范与规程 基坑等级 基坑侧壁重要性系数γ0 基坑深度H(m) 嵌固深度(m) 墙顶标高(m) 连续墙类型 ├每延米板桩截面面积A(cm2) ├每延米板桩壁惯性矩I(cm4) └每延米板桩抗弯模量W(cm3) 有无冠梁 放坡级数 超载个数 支护结构上的水平集中力 增量法 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 二级 1.00 6.200 8.000 0.000 钢板桩 100.00 39600.00 400.00 无 1 1 0
2） 放坡信息 坡号 1 3）超载信息 超载 类型 序号 1 4）附加水平力信息 水平力 序号 5）土层信息 土层数 内侧降水最终深度(m) 内侧水位是否随开挖过程变化 弹性计算方法按土层指定 6） 土层参数 层号 1 2 3 4 土类名称 碎石 粉砂 粘性土 细砂 层厚 (m) 6.00 5.80 2.00 7.20 重度 (kN/m) 3台宽(m) 2.270 坡高(m) 0.200 坡度系数 1.500 超载值 (kPa,kN/m) 作用深度 (m) --- 作用宽度 (m) --- 距坑边距 (m) --- 形式 --- 长度 (m) --- 0.000 作用类型 水平力值 作用深度 是否参与 是否参与 (kN) (m) 倾覆稳定 整体稳定 4 17.400 否 ㄨ 坑内加固土 外侧水位深度(m) 内侧水位距开挖面距离(m) 弹性法计算方法 否 17.400 --- m法 浮重度 (kN/m) 3粘聚力 (kPa) 27.00 15.00 15.00 22.00 内摩擦角 (度) 14.60 11.00 9.60 12.60 21.0 17.0 17.0 18.0 --- --- --- 8.0
层号 与锚固体摩 1 2 3 4 粘聚力 内摩擦角 水土 --- --- --- 分算 计算方法 m,c,K值 抗剪强度 m法 m法 m法 m法 10.00 2.82 2.38 4.12 (kPa) --- --- --- --- 擦阻力(kPa) 水下(kPa) 水下(度) 40.0 25.0 35.0 60.0 --- --- --- 22.00 --- --- --- 12.60 7）支锚信息 支锚道数 支锚 道号 1 支锚 预加力 道号 (kN) 1 1.00 支锚刚度 (MN/m) 30.00 锚固体 直径(mm) --- 工况 号 2～ 锚固力 调整系数 --- 材料抗力 (kN) 100.00 材料抗力 调整系数 1.00 支锚类型 内撑 水平间距 (m) 0.500 竖向间距 (m) 0.200 入射角 (°) --- 总长 (m) --- 锚固段 长度(m) --- 1 8）土压力模型及系数调整 弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号 土类名称 水土 1 2 3 4 碎石 粉砂 粘性土 细砂 合算 合算 合算 分算 水压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 主动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 被动土压力 调整系数 1.000 1.000 1.000 1.000 被动土压力 最大值(kPa) 10000.000 10000.000 10000.000 10000.000
9）工况信息 工况 号 1 2 3 工况 类型 开挖 加撑 开挖 深度 (m) 0.200 --- 6.200 支锚 道号 --- 1.内撑 --- 3计算结果 1）各工况：
2）内力位移包络图：
3）地表沉降图：
4）嵌固深度计算嵌固深度计算参数： 嵌固深度系数 抗渗嵌固系数 嵌固深度计算过程：
1.200 1.200
按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99单支点结构计算支点力和嵌固深度设计值hd： 1) 按ea1k = ep1k 确定出支护结构弯矩零点hc1 = 1.072 2) 支点力Tc1可按下式计算：
Tc1ha1Eachp1EpchT1hc1 hT1 = 6.000m Tc1 = 17.313 kN
3) hd按公式：hp∑Epj + Tc1(hT1+hd) - βγ0ha∑Eai>=0确定 β = 1.200 ， γ0 = 1.000 hp = 2.511m，∑Epj = 752.245 kPa ha = 3.719m，∑Eai = 469.786 kPa 得到hd = 6.472m，hd采用值为：8.000m
综上所述，采用15m长拉森Ⅳ钢板桩进行支挡。外露地面6.2m，打入地面以下8.8m，最大沉降量42mm，满足施工要求。 四、D20型钢便梁防护
1、D20钢便梁承载力的检算
本涵与线路法线方向相交32.59º。线路防护采用D20钢便梁进行防护。D20便梁最大跨度为20.1m，而本涵临时支撑桩基础顺线路方向间距12m，所以使用D20便梁对线路加强不需要检算。
2、挖孔桩基础承载力检算
根据《铁路路基设计规范》（TB10001-2005)附录A中列车和轨道荷载换算土柱高度和分布宽度表中，既有邯济线按照速度80km/h、重型轨道、P50轨、道床厚度为50cm、Ⅱ型枕确定，分布宽度为3.5m，荷载强度为60.1KPa，换算土柱高度：当γ=18Kn/m3时，土柱高度为3.4m；当γ=19Kn/m3时，土柱高度为3.2m；当γ=20Kn/m3时，土柱高度为3.0m；当γ=21Kn/m3时，土柱高度为2.9m；γ取值根据规范规定细粒土（有机类土除外）取18或19Kn/m3，砂类土取19或20Kn/m3，碎石类、砾石类土取20或21Kn/m3。
列车荷载Q=60.1×3.5×12=2524.2KN，完全由4根直径1.25m桩基临时支撑承担，每根桩基础承载631.1KN。
根据《建筑桩基技术规程》（JGJ94-2008）P19查得，一般直径桩的单桩竖向极限承载力特征值为：
Quk=Qsk+Qpk=U∑qsikli+qpkAp
式中：Qsk-单桩总极限侧阻力特征值
Qpk-单桩总极限侧阻力特征值
U-桩身周长，本式中取U=3.14×1.25=3.925m
qsik-桩侧第i层土的极限侧阻力特征值，如无当地经验值，可按《建筑
桩基技术规程》查表5.3.5-1，填土（既有线路堤）取20kpa，粉砂土取22kpa，黏土取21kpa，细砂土取22kpa。
li-桩穿越第i层土的厚度
qpk-极限端阻力特征值，如无当地经验值，可按《建筑桩基技术规程》
查表5.3.5-2
Ap=桩端面积，本式中取Ap=3.14×1.25×1.25/4=1.23㎡
挖孔桩按照挖孔深度计算其容许承载力，本计算中容许承载力按照631.1KN取值，安全系数取2.0。
2×631.1= Qsk+Qpk=U∑qsikli+qpkAp
=3.925×∑（6×20+5.8×22+ X×21）+120×1.23 解得：X=1.74m
因此，挖孔桩深度h=6+5.8+1.74=13.54m。
