深水基础锁口钢管桩围堰设计计算

及内支撑用梁单元模拟,封底混凝土采用实体单元模拟。结构受到静水压力和流水压力,模型及荷载布置如图2所示。计算结果见下表:最大位移发生在钢管桩中部, 容许位移值取:L/400=8.89/400=0.022m=22mm;临建结构容许应力可提高20%,因此Q235钢材容许弯曲应力取170MPa,容许剪切应力取102MPa,所以上述计算结果均满足设计要求!3.3封底混凝土的抗浮检算(1)抗浮力计算封底混凝土采用2.0m厚的C20砼,其受到水头压力差的作用,洪水期水位标高+347.32m,开挖基坑底标高+336.426m,则水头差h=10.89m。主墩承台下共有30根直径2m桩基,取桩基与封底混凝土的摩阻力τ=120kPa。围堰内部尺寸31.87×26.87m,其中30个钢护筒直径2.4m,则基地净面积是720.70m2,取钢管桩与封底混凝土摩阻力值为120kPa。因此,水浮力P=78484.11kN;封底砼自重G=33152.15kN;桩基与封底砼摩阻力F=45216.0KN;钢管桩与封底砼摩阻力F=14097.6kN。则抗浮系数:满足要求。(2)封底混凝土强度检算考虑水下混凝土表层质量较差、养护时间短等因素,取C20水下混凝土容许拉弯应力[σ]=500kN/m2,封底砼按均布荷载下的四边固结双向简支板计算,Lx=3.2m,Ly=3.2m(桩间距为3.2m),当Lx/Ly=1.0时:Mx=My=0.0368×qL2=41.04KN*m,封底砼简支板W=bh2/6=2.13m3,则σ=M/W=19.3KN/m2<[σ],满足要求。4结论锁扣钢管桩围堰的计算首先要确定最不利工况,然后对结构构件计算分析,然后对封底混凝土做分析计算,另外尚需对内支撑做稳定性分析。锁扣钢围堰结构加工简单,便于施工,是深水基础结构支护的一种良好方法。锁扣钢管桩围堰在大西客专的成功应用可为其他相似工程借鉴参考。