武汉大桥钢板桩围堰设计的总体思路

1、钢板桩围堰设计的总体思路
取主塔承台基坑钢板桩围堰进行计算，主塔墩承台（14#墩）24.65m×20.5m×5m，围堰各边沿承台外侧1.5m线性布置。钢板桩选用桩长9m、宽度0.575m的WRU13-575型钢板桩，，其主要技术参数为：I=24224cm4/m，W=1346cm3/m，Q=74.5kg/m。为了不影响后续承台施工，采用双排钢板桩，双排钢板桩背靠背施打，两排钢板桩顶部内外侧设置2[20a槽钢，利用M20螺栓联成整体增加刚度，不设内支撑。考虑到基坑深度较大，地下水系丰富，需进行水下混凝土封底，封底砼标号为C20，封底厚度为0.5米。
钢板桩围堰在钻孔灌注桩施工完后进行，围堰不作为承重结构，只承受动土压力、静水压力。
2、 设计资料
  （1）钢板桩顶高程H1：+0.50m                                                
施工水位H2：±0.00m                                                
  （2）开挖底面标高H3：-4.00m  
开挖深度H：4.50m 

（3）砂质土的容重加全平均值γ：18KN/m3（路桥施工常用数据手册P63页）
   内摩擦角加全平均值Ф：30°（路桥施工计算手册P108页）
粘聚力加全平均值c：5；孔隙比e：0.75。（路桥施工常用数据手册P355页）
  （4）地面超载q：20.0KN/m2
  （5）基坑开挖长a=27.05m 基坑开挖宽b=22.9m
（6）选用WRU13-575型钢板桩，其主要技术参数为：I=24224cm4/m，W=1346cm3/m，Q=74.5kg/m。
3、 荷载计算
  （1）作用于板桩上的土压力强度及压力分布图
   主动土压力系数：ka=tg2(45°-φ/2)=tg2(45-30/2)=0.333
   被动土压力系数：kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+30/2)=3
   板桩外侧均布荷载换算填土高度h土
h土=q/γ=20.0/18=1.11m
   桩顶以上土压力强度Pa1
   Pa1=γ×h土Ka=18×1.11×0.333=6.65KN/m2
   水位面处土压力强度Pa2
   Pa2=γ×(h土+0.5-0)Ka
     =18×(1.11+0.5-0)×0.333=9.65KN/m2
   开挖面处土压力强度Pa3 (扣除水浮力影响)
   Pa3=γ×(h土+0.5-0)+（γ-γw）(0+4 )Ka
     =[18×(1.11+0.5-0)+(18-10)×(0+4)] ×0.333
=20.31KN/m2
   开挖面处水压力(围堰抽水后)Pa4：
   Pa4=γw×4=10×4=40KN/m2