武汉污水处理厂工程基坑钢板桩支护施工主动、被动水土压力合力图

Ⅱ钢板桩支护LSⅢ型规范计算书
基本计算参数：
       侧壁重要性系数1.00。
    桩墙顶标高0.00m，
    桩墙嵌入深度0.23m，
    桩墙计算宽度1.00m。
   
一、第一阶段,挖土深0.60m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下：

第1阶段主动、被动水土压力合力图

 
   1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
    第1层土深0.6m
        Ea1上 = (19.00×0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = -16.19kN/m2(取0.0)
        Ea1下 = (19.00×0.60)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = -8.71kN/m2(取0.0)
    第2层土深2.9m
        Ea2上 = (19.00×0.60)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = -8.71kN/m2(取0.0)
        Ea2下 = (19.00×0.60)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = -8.71kN/m2(取0.0)
    2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
    第2层土深2.9m
        Ep2上 = (19.00×0.00)×tg2(45+12.00/2)+2×10.00×tg(45+12.00/2)
             = 24.70kN/m2
        Ep2下 = (19.00×2.90)×tg2(45+12.00/2)+2×10.00×tg(45+12.00/2)
             = 108.69kN/m2
    3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
    桩的被动、主动土压力差值系数为：
        B = ((108.69-24.70)-(0.00-0.00))/2.90=28.97kN/m3
        d = 0.00 = 0.00m
    4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
    D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
        Ea =            = 0.00kN/m

    D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
        Ma = (0.00-0.00)×0.60/2.0×(0.00+0.60/3.0)
           = 0.00kN.m/m

    5.悬臂桩嵌入D点以下距离t的计算：
    合力Ea到D点的距离：
        y = 0.00/0.00 = 0.00m
    根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为1.10m
    6.最大弯矩的计算：
    经过积分运算得到
        最大正弯矩Mumax= 0.00kN.m/m；
        最大负弯矩Mdmax= 0.00kN.m/m。
    考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m
        最大正弯矩Mumax=1.00×0.00=0.00kN.m；
        最大负弯矩Mdmax=1.00×0.00=0.00kN.m；
二、第二阶段,挖土深2.60m，计算过程如下：

第2阶段主动、被动水土压力合力图

    1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
    第1层土深2.6m
        Ea1上 = (19.00×0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = -16.19kN/m2(取0.0)
        Ea1下 = (19.00×2.60)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = 16.21kN/m2
    第2层土0.9m
        Ea2上 = (19.00×2.60)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = 16.21kN/m2
        Ea2下 = (19.00×2.60)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = 16.21kN/m2

    2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
    第2层土深0.9m
        Ep2上 = (19.00×0.00)×tg2(45+12.00/2)+2×10.00×tg(45+12.00/2)
             = 24.70kN/m2
        Ep2下 = (19.00×0.90)×tg2(45+12.00/2)+2×10.00×tg(45+12.00/2)
             = 50.74kN/m2
    3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
    桩的被动、主动土压力差值系数为：
        B = ((50.74-24.70)-(16.21-16.21))/0.90=28.97kN/m3
        d = 0.00 = 0.00m

    4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
    D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
        Ea = (0.00+16.21)×2.60/2.0
           = 21.08kN/m

    D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
        Ma = (16.21-0.00)×2.60/2.0×(0.00+2.60/3.0)
           = 18.28kN.m/m

    5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：
    第1层支撑到D点距离：
        a1 = 2.50m
    第1层支撑反力：
        E1 = 18.28/2.50 = 7.31kN/m
    假设支座D点的支撑反力：
        ED = 21.08-7.31 = 13.77kN/m
    根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为4.10m
    考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m
            E1=1.00×7.31=7.31kN
            ED=1.00×13.77=13.77kN
    6.最大弯矩的计算：
    经过积分运算得到
        最大正弯矩Mumax= 6.72kN.m/m；
        最大负弯矩Mdmax= -2.88kN.m/m。
    考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m
        最大正弯矩Mumax=1.00×6.72=6.72kN.m；
        最大负弯矩Mdmax=1.00×-2.88=-2.88kN.m；
三、第三阶段,挖土深4.60m，计算过程如下：

                                
　　　　 
　　　　第3阶段主动、被动水土压力合力图

    1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
    第1层土深3.5m
        Ea1上 = (19.00×0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = -16.19kN/m2(取0.0)
        Ea1下 = (19.00×3.50)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
             = 27.41kN/m2
    第2层土深1.1m
        Ea2上 = (19.00×3.50+19.20×0.00)×tg2(45-23.70/2)-2×27.30×tg(45-23.70/2)