某钢板桩支护基坑结构稳定性验算
钢板桩支护结构设计计算书
钢板桩支护结构设计计算书一、计算依据：1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20122、《建筑施工计算手册》江正荣编著3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著5、《土力学与地基基础》二、参数信息1、基本参数2、土层参数3、荷载参数4、计算系数三、土压力计算土压力分布示意图附加荷载布置图1、主动土压力计算1）主动土压力系数K a1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-13.15/2)=0.629；K a2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-13.15/2)=0.629；K a3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-15/2)=0.589；K a4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-15/2)=0.589；K a5=tan2(45°- φ5/2）= tan2(45-15/2)=0.589；K a6=tan2(45°- φ6/2）= tan2(45-15/2)=0.589；K a7=tan2(45°- φ7/2）= tan2(45-15/2)=0.589；2）土压力、地下水产生的水平荷载第1层土：0-1.2mH1'=[∑γ0h0+∑q1]/γi=[0+3]/19.4=0.155mP ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=19.4×0.155×0.629-2×32.25×0.6290.5=-49.263kN/m2 P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=19.4×(1.2+0.155)×0.629-2×32.25×0.6290.5=-34.62kN/m2第2层土：1.2-2.55mH2'=[∑γ1h1+∑q1]/γsati=[23.28+3]/20=1.314mP ak2上=[γsat2H2'-γw(∑h1-h a)]K a2-2c2K a20.5+γw(∑h1-h a)=[20×1.314-10×(1.2-1.2)]×0.629-2×32.25×0.6290.5+10×(1.2-1.2)=-34.625kN/m2P ak2下=[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h1-h a)]K a2-2c2K a20.5+γw(∑h1-h a)=[20×(1.314+1.35)-10×(2.55-1.2)]×0.629-2×32.25×0.6290.5+10×(2.55-1.2)=-12.633kN/m2第3层土：2.55-4mH3'=[∑γ2h2+∑q1]/γsati=[50.28+3]/22=2.422mP ak3上=[γsat3H3'-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[22×2.422-10×(2.55-1.2)]×0.589-2×62×0.5890.5+10×(2.55-1.2)=-58.233kN/m2P ak3下=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[22×(2.422+1.45)-10×(4-1.2 )]×0.589-2×62×0.5890.5+10×(4-1.2)=-33.484kN/m2第4层土：4-5.55mH4'=[∑γ3h3+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)]/γsati=[82.18+3+1.167]/22=3.925mP ak4上=[γsat4H4'-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[22×3.925-10×(4-1.2)]×0.589-2×62×0.5890.5+10×(4-1.2)=-32.797kN/m2P ak4下=[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[22×(3.925+1.55)-10×(5.55-1.2)]×0.589-2×62×0.5890.5+10×(5.55-1.2)=-6.342kN/m2第5层土：5.55-7mH5'=[∑γ4h4+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)]/γsati=[116.28+3+1.167]/22=5.475mP ak5上=[γsat5H5'-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[22×5.475-10×(5.55-1.2)]×0.589-2×62×0.5890.5+10×(5.55-1.2)=-6.342kN/m2P ak5下=[γsat5(H5'+h5)-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[22×(5.475+1.45)-10×(7-1.2 )]×0.589-2×62×0.5890.5+10×(7-1.2)=18.407kN/m2第6层土：7-8.55mH6'=[∑γ5h5+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)+∑q1b1l1/((b1+2a1)(l1+2a1)]/γsati=[148.18+3+1.167+0. 5]/22=6.948mP ak6上=[γsat6H6'-γw(∑h5-h a)]K a6-2c6K a60.5+γw(∑h5-h a)=[22×6.948-10×(7-1.2)]×0.589-2×62×0.5890.5+10×(7-1.2)=18.705kN/m2P ak6下=[γsat6(H6'+h6)-γw(∑h5-h a)]K a6-2c6K a60.5+γw(∑h5-h a)=[22×(6.948+1.55)-10×(8.55-1.2)]×0.589-2×62×0.5890.5+10×(8.55-1.2)=45.16kN/m2第7层土：8.55-9mH7'=[∑γ6h6+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)+∑q1b1l1/((b1+2a1)(l1+2a1)]/γsati=[182.28+3+1.167+0.5]/20=9.347mP ak7上=[γsat7H7'-γw(∑h6-h a)]K a7-2c7K a70.5+γw(∑h6-h a)=[20×9.347-10×(8.55-1.2)]×0.589-2×0×0.5890.5+10×(8.55-1.2)=140.316kN/m2P ak7下=[γsat7(H7'+h7)-γw(∑h6-h a)]K a7-2c7K a70.5+γw(∑h6-h a)=[20×(9.347+0.45)-10×(9-1.2 )]×0.589-2×0×0.5890.5+10×(9-1.2)=147.467kN/m23）水平荷载临界深度：Z0=7-P ak5下h5/(P ak5上+P ak5下)=7-18.407×1.45/(6.342+18.407)=5.922m；第1层土E ak1=0kN；第2层土E ak2=0kN；第3层土E ak3=0kN；第4层土E ak4=0kN；第5层土E ak5=0.5P ak5下Z0b a=0.5×18.407×5.922×0.001=0.055kN；a a5=(7-Z0)/3+∑h6=(7-5.922)/3+2=2.359m；第6层土E ak6=h6(P a6上+P a6下)b a/2=1.55×(18.705+45.16)×0.001/2=0.049kN；a a6=h6(2P a6上+P a6下)/(3P a6上+3P a6下)+∑h7=1.55×(2×18.705+45.16)/(3×18.705+3×45.16)+0.45=1.118m；第7层土E ak7=h7(P a7上+P a7下)b a/2=0.45×(140.316+147.467)×0.001/2=0.065kN；a a7=h7(2P a7上+P a7下)/(3P a7上+3P a7下)=0.45×(2×140.316+147.467)/(3×140.316+3×147.467)=0.223m；土压力合力：E ak=ΣE aki=0+0+0+0+0.055+0.049+0.065=0.169kN；合力作用点：a a=Σ(a ai E aki)/E ak=(0×0+0×0+0×0+0×0+2.359×0.055+1.118×0.049+0.223×0.065)/0.169=1.178m；2、被动土压力计算1）被动土压力系数K p1=tan2(45°+ φ1/2）= tan2(45+15/2)=1.698；K p2=tan2(45°+ φ2/2）= tan2(45+15/2)=1.698；K p3=tan2(45°+ φ3/2）= tan2(45+15/2)=1.698；K p4=tan2(45°+ φ4/2）= tan2(45+15/2)=1.698；2）土压力、地下水产生的水平荷载第1层土：5-5.55mH1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/20=0mP pk1上=γ1H1'K p1+2c1K p10.5=20×0×1.698+2×62×1.6980.5=161.581kN/m2P pk1下=γ1(h1+H1')K p1+2c1K p10.5=20×(0.55+0)×1.698+2×62×1.6980.5=180.259kN/m2 第2层土：5.55-6.2mH2'=[∑γ1h1]/γi=[11]/20=0.55mP pk2上=γ2H2'K p2+2c2K p20.5=20×0.55×1.698+2×62×1.6980.5=180.259kN/m2P pk2下=γ2(h2+H2')K p2+2c2K p20.5=20×(0.65+0.55)×1.698+2×62×1.6980.5=202.333kN/m2 第3层土：6.2-8.55mH3'=[∑γ2h2]/γsati=[24]/22=1.091mP pk3上=[γsat3H3'-γw(∑h2-h p)]K p3+2c3K p30.5+γw(∑h2-h p)=[22×1.091-10×(1.2-1.2)]×1.698 +2×62×1.6980.5+10×(1.2-1.2)=202.336kN/m2P pk3下=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-h p)]K p3+2c3K p30.5+γw(∑h2-h p)=[22×(1.091+2.35)-10×(3.55 -1.2)]×1.698+2×62×1.6980.5+10×(3.55-1.2)=273.72kN/m2第4层土：8.55-9mH4'=[∑γ3h3]/γsati=[75.7]/20=3.785mP pk4上=[γsat4H4'-γw(∑h3-h p)]K p4+2c4K p40.5+γw(∑h3-h p)=[20×3.785-10×(3.55-1.2)]×1.69 8+2×0×1.6980.5+10×(3.55-1.2)=112.136kN/m2P pk4下=[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-h p)]K p4+2c4K p40.5+γw(∑h3-h p)=[20×(3.785+0.45)-10×(4-1.2 )]×1.698+2×0×1.6980.5+10×(4-1.2)=124.277kN/m23）水平荷载第1层土E pk1=b a h1(P p1上+P p1下)/2=0.001×0.55×(161.581+180.259)/2=0.094kN；a p1=h1(2P p1上+P p1下)/(3P p1上+3P p1 )+∑h2=0.55×(2×161.581+180.259)/(3×161.581+3×180.259)+3.45=3.72m；下第2层土E pk2=b a h2(P p2上+P p2下)/2=0.001×0.65×(180.259+202.333)/2=0.124kN；a p2=h2(2P p2上+P p2下)/(3P p2上+3P p2)+∑h3=0.65×(2×180.259+202.333)/(3×180.259+3×202.333)+2.8=3.119m；下第3层土E pk3=b a h3(P p3上+P p3下)/2=0.001×2.35×(202.336+273.72)/2=0.559kN；a p3=h3(2P p3上+P p3下)/(3P p3上+3P p3)+∑h4=2.35×(2×202.336+273.72)/(3×202.336+3×273.72)+0.45=1.566m；下第4层土E pk4=b a h4(P p4上+P p4下)/2=0.001×0.45×(112.136+124.277)/2=0.053kN；a p4=h4(2P p4上+P p4下)/(3P p4上+3P p4下)=0.45×(2×112.136+124.277)/(3×112.136+3×124.277)=0.221m；土压力合力：E pk=ΣE pki=0.094+0.124+0.559+0.053=0.83kN；合力作用点：a p=Σ(a pi E pki)/E pk=(3.72×0.094+3.119×0.124+1.566×0.559+0.221×0.053)/0.83=1.956m；3、基坑内侧土反力计算1）主动土压力系数K a1=tan2(45°-φ1/2）= tan2(45-15/2)=0.589；K a2=tan2(45°-φ2/2）= tan2(45-15/2)=0.589；K a3=tan2(45°-φ3/2）= tan2(45-15/2)=0.589；K a4=tan2(45°-φ4/2）= tan2(45-15/2)=0.589；2）土压力、地下水产生的水平荷载第1层土：5-5.55mH1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/20=0mP sk1上=(0.2φ12-φ1+c1)∑h0(1-∑h0/l d)υ/υb+γ1H1'K a1=(0.2×152-15+62)×0×(1-0/4)×0.012/0 .012+20×0×0.589=0kN/m2P sk1下=(0.2φ12-φ1+c1)∑h1(1-∑h1/l d)υ/υb+γ1(h1+H1')K a1=(0.2×152-15+62)×0.55×(1-0.55/4 )×0.012/0.012+20×(0+0.55)×0.589=50.121kN/m2第2层土：5.55-6.2mH2'=[∑γ1h1]/γi=[11]/20=0.55mP sk2上=(0.2φ22-φ2+c2)∑h1(1-∑h1/l d)υ/υb+γ2H2'K a2=(0.2×152-15+62)×0.55×(1-0.55/4)×0. 012/0.012+20×0.55×0.589=50.121kN/m2P sk2下=(0.2φ22-φ2+c2)∑h2(1-∑h2/l d)υ/υb+γ2(h2+H2')K a2=(0.2×152-15+62)×1.2×(1-1.2/4)×0.012/0.012+20×(0.55+0.65)×0.589=91.416kN/m2第3层土：6.2-8.55mH3'=[∑γ2h2]/γsati=[24]/22=1.091mP sk3上=(0.2φ32-φ3+c3)∑h2(1-∑h2/l d)υ/υb+[γsat3H3'-γw(∑h2-h p)]K p3+γw(∑h2-h p)=(0.2×152-1 5+62)×1.2×(1-1.2/4)×12/12+[22×1.091-10×(1.2-1.2)]×0.589+10×(1.2-1.2)=91.417kN /m2P sk3下=(0.2φ32-φ3+c3)∑h3(1-∑h3/l d)υ/υb+[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h3-h p)]K p3+γw(∑h3-h p)=(0.2×152-15+62)×3.55×(1-3.55/4)×12/12+[22×(1.091+2.35)-10×(3.55-1.2)]×0.589+10×(3. 55-1.2)=90.989kN/m2第4层土：8.55-9mH4'=[∑γ3h3]/γsati=[75.7]/20=3.785mP sk4上=(0.2φ42-φ4+c4)∑h3(1-∑h3/l d)υ/υb+[γsat4H4'-γw(∑h3-h p)]K p4+γw(∑h3-h p)=(0.2×152-1 5+0)×3.55×(1-3.55/4)×12/12+[20×3.785-10×(3.55-1.2)]×0.589+10×(3.55-1.2)=66.22 7kN/m2P sk4下=(0.2φ42-φ4+c4)∑h4(1-∑h4/l d)υ/υb+[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h4-h p)]K p4+γw(∑h4-h p)=(0.2×152-15+0)×4×(1-4/4)×12/12+[20×(3.785+0.45)-10×(4-1.2)]×0.589+10×(4-1.2)=61.39 6kN/m23）水平荷载第1层土P sk1=b0h1(P s1上+P s1下)/2=0.001×0.55×(0+50.121)/2=0.014kN；a s1=h1(2P s1上+P s1下)/(3P s1上+3P s1下)+∑h2=0.55×(2×0+50.121)/(3×0+3×50.121)+3.45=3.633m；第2层土P sk2=b0h2(P s2上+P s2下)/2=0.001×0.65×(50.121+91.416)/2=0.046kN；a s2=h2(2P s2上+P s2下)/(3P s2上+3P s2 )+∑h3=0.65×(2×50.121+91.416)/(3×50.121+3×91.416)+2.8=3.093m；下第3层土P sk3=b0h3(P s3上+P s3下)/2=0.001×2.35×(91.417+90.989)/2=0.214kN；a s3=h3(2P s3上+P s3下)/(3P s3上+3P s3 )+∑h4=2.35×(2×91.417+90.989)/(3×91.417+3×90.989)+0.45=1.626m；下第4层土P sk4=b0h4(P s4上+P s4下)/2=0.001×0.45×(66.227+61.396)/2=0.029kN；a s4=h4(2P s4上+P s4下)/(3P s4上+3P s4下)=0.45×(2×66.227+61.396)/(3×66.227+3×61.396)=0.228m；土压力合力：P pk=ΣP pki=0.014+0.046+0.214+0.029=0.303kN；合力作用点：a s=Σ(a si P ski)/P pk=(3.633×0.014+3.093×0.046+1.626×0.214+0.228×0.029)/0.303=1.808m；P sk=0.303kN≤E p=0.83kN满足要求！四、稳定性验算1、嵌固稳定性验算E pk a pl/(E ak a al)=0.83×1.956/(0.169×1.178)=8.155≥K e=1.2满足要求！2、整体滑动稳定性验算圆弧滑动条分法示意图K si=∑{c j l j+[(q j b j+ΔG j)cosθj-μj l j]tanφj}/∑(q j b j+ΔG j)sinθc j、φj──第j土条滑弧面处土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°)；b j──第j土条的宽度(m)；θj──第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°)；l j──第j土条的滑弧段长度(m)，取l j＝b j/cosθj；q j──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa) ；ΔG j──第j土条的自重(kN)，按天然重度计算；u j──第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa)，采用落底式截水帷幕时，对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取u j＝γw h waj，在基坑内侧，可取u j＝γw h wpj；滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土，取u j ＝0；γw──地下水重度(kN/m3)；h waj──基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；h wpj──基坑内侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；min{ K s1，K s2，……，K si，……}=0.855< K s=1.3不满足要求，增加内支撑，详见支撑计算书3、渗透稳定性验算渗透稳定性简图承压水作用下的坑底突涌稳定性验算：D γ /(h wγw) =∑h iγi /(h wγw)=(0.55×20+3×20+0.75×20.5)/(6×10)=1.44D γ /(h wγw) =1.44≥K h=1.1满足要求！五、结构计算1、材料参数2、支护桩的受力简图计算简图弯矩图(kN·m)M k=0.324kN.m剪力图(kN)V k=0.21kN3、强度设计值确定M=γ0 γF M k=1×1.25×0.324=0.405kN·mV=γ0γF V k=1×1.25×0.21=0.263kN4、材料的强度计算σmax=M/(γW)=0.405×106/(1.05×88×103)=4.383N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！H`=(WH2-(H-t)2(W-2t))/(2(WH-(H-t)(W-2t))=(400×852-(85-8)2(400-2×8))/(2(400×85 -(85-8)(400-2×8))=69mmS=t(H-H`)2=8×(85-69)2=2048mm3,τmax=VS/It=0.263×2048×103/(598×104×8)=0.011N/mm2≤[f]=125N/mm2满足要求！。
钢板桩支护设计
钢板桩支护设计计算1 主要计算内容钢板桩支护设计中主要进行以下计算：(l）钢板桩内力计算。
(2）支撑系统内力计算。
(3）稳定性验算。
(4）变形估算。
各项计算内容又包含多个子项，下面逐个阐述其计算方法及步骤。
2 计算方法及步骤2.1 钢板桩内力计算对钢板桩进行内力分析的方法很多，设计时应根据支护的构造形式选择合适的分析方法，本文仅对等值梁法进行介绍，计算步骤如下。
(l）计算反弯点位置。
假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点，设其位于开挖面以下y 处，则有：整理得：（1）式中，，——坑内外土层的容重加权平均值；H——基坑开挖深度；K a——主动土压力系数；K pi——放大后的被动土压力系数。
(2）按简支梁计算等值梁的最大弯矩和支点反力。
等值梁法计算简图如图1所示。
(3）计算钢板桩的最小人土深度。
由等值梁BG求算板桩的人土深度，取，则由上式求得(2)桩的最小人土深度：t0=y+x (3)如桩端为一般的土质条件，应乘以系数1.1～1.2 ，即t= （1.1～1.2）t0对于多层支点的支护体系，常采用等弯矩布置的形式以充分利用钢板桩的抗弯强度，减少支护体系的投人量。
其计算步骤为：a.根据所选钢板桩型号由以下公式确定最大悬臂长度h 。
（4）式中，f——钢板桩抗弯强度设计值；W——截面抗弯模量；、K a——同前b.根据表1确定各支撑跨度。
2.2 支撑系统内力计算多层支撑点布置见图2支撑内计算主要是分析围檩和撑杆（或拉锚）的内力，围檩为受均布荷载作用的连续梁，均布荷载的大小可按下式计算：（5）式中，q k——第k层围凛承受的荷载；H—―围檩至墙顶的距离；——相临两跨度值。
撑杆按偏心受压构件计算其内力即可，作用力为：（6）式中，——相临两支撑间距。
2.3 稳定性验算支护体系的稳定性验算是基坑工程设计计算的重要环节，主要包括整体稳定性分析、抗倾覆或踢脚稳定性分析、基底抗隆起稳定分析和抗管涌验算等。
(1）整体稳定性分析。
钢板桩基坑支护计算书
钢板桩基坑支护计算书一、结构计算依据1、国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省建筑行业强制性标准规范、规程。
2、提供的地质勘察报告。
3、工程性质为管线构筑物，管道埋深4.8~4.7米。
4、本工程设计，抗震设防烈度为六度。
5、管顶地面荷载取值为：城-A级。
6、本工程地下水位最小埋深为2.0m。
7、本工程基坑计算采用理正深基坑支护结构计算软件。
（1）内支撑计算内支撑采用25H 型钢 A=92.18cm 2i x =10.8cm i y =6.29cm Ix=10800cm 4Iy=3650cm4Wx=864cm 3][126.11529.6725][13.678.10725λλλλ===<===y y x i l i l x查得464.0768.0==y x ϕϕ内支撑N=468.80kN ，考虑自重作用，M x =8.04N ·m MPa f A N fy y 215][6.1091018.92464.01080.46823=<=⨯⨯⨯=⋅=ϕ MPa f Wx Mx A N fx x 215][05.58107.1361004.810117768.01080.4684623=<=⨯⨯+⨯⨯⨯=+⋅=ϕ（2）围檩计算取第二道围檩计算，按2跨连续梁计算，采用30H 型钢A=94.5cm 2 i x =13.1cm i y =7.49cm Ix=20500cm 4 Iy=6750cm 4 Wx=1370cm 3[ 计算结果 ]挡土侧支座负弯距为：M max =0.85×243.3kN ·m=206.8kN ·m ，跨中弯矩为M max =183.4kN ·m 支座处： MPa cmmkN Wx M 9.15013708.206max 13=⋅==σ，考虑钢板桩结构自身的抗弯作用，可满足安全要求。
跨中：][87.13313704.183max 23σσ<=⋅==MPa cmm kN Wx M支护结构受力计算5.3米深支护计算---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ]---------------------------------------------------------------------- 排桩支护[ 基本信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ]---------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 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:---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]---------------------------------------------------------------------- 各工况：内力位移包络图：地表沉降图：---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ]----------------------------------------------------------------------[ 截面验算 ]基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)σnei = Mn / Wx= 134.931/(2200.000*10-6)= 61.332(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)σwai = Mw / Wx= 115.502/(2200.000*10-6)= 52.501(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足式中:σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(Mpa);σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(Mpa);Mw ———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m);Mn ———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m);Wx ———钢材对x轴的净截面模量(m3);f ———钢材的抗弯强度设计值(Mpa);---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 1.180圆弧半径(m) R = 12.220圆心坐标X(m) X = -3.876圆心坐标Y(m) Y = 2.422---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ]---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数:M p ——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
钢板桩支护计算书
钢板桩支护验算计算书一、工程概况本标段的三座框架桥。
位于穂莞深城际铁路新塘至洪梅段中堂动车所内。
桥址区属于珠江三角洲滨海平原区，地势平坦。
主要用于河涌排洪。
JXDK1+676框架桥（1*15m-5m）与中堂运用所正线斜交67°，全桥长，斜宽，底板厚，边墙厚，顶板厚，全桥为一跨结构；地表标高为，基坑底标高~，基坑开挖深度~。
二、钢板桩支护结构施工方案我局管段穗莞深城际SZH-6标，桥位均处于软土及水涌中，框架桥基坑开挖均采用钢板桩支护；河涌段水位较浅，先设草袋围堰施工框架桥基础，开挖时再设钢板桩支护。
支护墙体采用9m长钢板桩，钢板桩基坑顶处设置300*300的H型钢围檩，支撑体系采用内支撑形式，采用Ф325*6mm钢管，长，间距6m。
1、钢板桩支护1）钢板桩的选用采用拉森Ⅲ型钢板桩（B＝400mm，H=125mm，t＝13mm）。
考虑地质情况和开挖深度的需要，施工采用浅埋单层支点排桩墙，选用9m长度的钢板桩。
2、钢板桩的插打总体施工流程：施工准备→测量定位→打钢板桩→钢板桩合拢→钢板桩外拉锚→清底→封底→垫层→底板施工→脚手架架设→顶板、边墙施工→钢板桩围堰拆除。
钢板桩采用逐片插打逐渐纠偏直至合拢，插打时利用挖掘机或吊车附带钢丝绳吊起后，液压振动捶夹板夹住钢板桩到位，按要求沿框架桥四周每边外放米要求,振动锤边振动边插打。
为了确保插打位置准确，第一片钢板桩要从两个互相垂直的方向同时控制，确保其垂直度在%内，然后以此为基础向两边插打。
考虑到水位高的因素，转交处使用特制角桩插打，整个钢板桩形成一个整体，达到安全止水的最佳效果。
3、钢支撑结构形式为了确保基坑开挖及钢板桩安全可靠，钢板桩墙体支撑体系尤为重要。
具体支撑及安装位置见附图1，支撑结构材料如下：1）钢板桩支护墙体坡顶处采用300*300的H型钢围檩，每个对角采用三块300mm×300mm×10mm钢板连接；对角斜撑采用两300*300的H型钢，对角处用四块250mm ×250mm×10mm钢板连接。
建筑基坑稳定性验算
建筑基坑稳定性验算1 一般规定1.1 本章适用于桩、墙式围护结构的基坑，稳定性验算应包括如下内容：1 支护桩稳定入土深度；2 基坑底隆起稳定性；3 坑底渗流稳定性；4 基坑边坡整体稳定性。
1.2 土的抗剪强度指标应根据土质条件和工程实际情况确定，并与稳定性分析时所选用的抗力分项系数取值配套。
本章所规定的各项稳定性验算，土的强度指标均应按固结快剪强度指标选用，并应考虑如下因素对土强度指标影响：1 软土地区基坑稳定性分析时应考虑因基坑暴露时间对土体强度的影响。
2 开挖面积很大、或基坑长度很大的基坑，应考虑土的强度指标沿基坑周边分布的差异。
3灵敏度较高的土，基坑临近有交通频繁的道路或其他振动源时，对6m深度范围内的饱和粘性土，计算采用土的强度指标宜适当进行折减，强度折减系数可取0.6～1.0，当振动荷载大、土灵敏度高、振动荷载频率1Hz~2Hz时，折减系数取低值。
4 应考虑打桩、地基处理的挤土效应等施工扰动原因对土强度指标造成降低的不利影响。
5对欠固结土，宜通过现场实测土体的不排水强度进行稳定分析。
6 验算基坑稳定时，对于开挖区，有条件时宜采用卸荷条件下进行试验的抗剪强度指标。
1.3 对基坑面积较大、基坑影响范围内土层分布不均匀的基坑，应根据基坑各边的土层分布条件进行稳定计算，1.4 对于基坑的整体稳定计算，按平面问题考虑，并采用圆弧滑动面计算。
有软土夹层、倾斜基岩面等情况时，宜用非圆弧滑动面计算。
按总应力法计算。
1.5 对不同情况（如不同设计状况，不同验算方法及不同土性指标）2 支护结构稳定入土深度的验算支护结构的稳定入土深度采用极限平衡法计算确定。
作用在支护结构上的土压力分布为：基坑外侧一般可采用主动土压力，基坑开挖侧以下取被动土压力。
当入土深度较大时，在反弯点至支护结构底端段可考虑反弯点下土的约束作用。
3 基坑底抗隆起稳定性验算3.1 基坑坑底抗隆起稳定性验算应按如下方法计算：1 当基坑底为均质软土时且提供其十字板强度时，应按以下两种条件验算坑底土涌起稳定性。
钢板桩支护分析和稳定计算
钢板桩支护分析和稳定计算摘要：现以天津干线天津4段输水箱涵为例，介绍了基坑开挖钢板桩垂直支护的设计，根据钢板桩的实际受力状况建立力学模型，通过理论计算，确定钢板桩的实际受力及支护结构的稳定性，以确保支护结构的精确性和安全性，从而满足工程施工需要。
着重从作用于板桩上的土压力强度及压力分布、计算反弯点位置、计算反弯点位置计算钢板桩的最小入土深度、钢板桩稳定性验算等几个方面进行理论计算分析。
此外还简单介绍了钢板桩的施工工艺和方法，及在施工过程中的注意事项。
在工程施工过程中密切关注钢板桩位移情况，通过测量人员定期对钢板桩位移进行测量观测，进行统计分析得出钢板桩位移距离均在允许范围之内。
受力分析和安全稳定计算为钢板桩施工提供有利的理论基础，为了输水箱涵顺利施工奠定了基础。
关键词：钢板桩；受力；支护；设计；分析Steel sheet pile supporting analysis and stability calculationYang ShiguoAbstract: now in Tianjin Tianjin Trunk 4 water box culvert for example, introduces the excavation sheet pile vertical bracing design for steel sheet pile, according to the actual stress condition of establishing mechanical model, through theoretical calculation, to determine the actual stress of steel sheet pile and the stability of supporting structure, in order to ensure that the supporting structure accuracy and safety, so as to meet the need of project construction. Emphasize from acting on the pile soil pressure on the strength and stress distribution, calculation of inflection point position, calculation of inflection point position calculation of minimum depth of steel sheet pile, steel sheet pile checking computations of the stability of several aspects such as the theoretical calculation analysis. In addition also simply introduced the steel sheet pile construction technology and method, and the matters needing attention during the construction. In the course of project construction pay close attention to the problem of steel sheet pile displacement, by measuring the staff regularly on steel sheet pile displacement observation, statistical analysis of steel plate pile displacement distance are within the scope of the permit. Stress analysis and security stability calculation for steel sheet pile construction to provide a favorable theoretical basis, in order to water box culvert construction laid a foundation.Key words: steel sheet pile; stress; support; design; analysis of1 引言由于多数水利施工单位一般进行野外施工，遇到须在边坡支护条件下开挖的情况较少，需支护的地段常常凭感觉或草率参照其他项目的支护方案，对基坑进行粗略支护。
钢板桩验算
深基坑支护设计 1设计单位：X X X 设计院设计人：X X X设计时间：2015-04-12 09:32:42---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ]---------------------------------------------------------------------- 连续墙支护---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ]---------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 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:---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]---------------------------------------------------------------------- 各工况：内力位移包络图：地表沉降图：---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ]----------------------------------------------------------------------[ 截面验算 ]基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)σnei = Mn / Wx= 168.788/(2270.000*10-6)= 74.356(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)σwai = Mw / Wx= 108.220/(2270.000*10-6)= 47.674(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足式中:σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(Mpa);σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(Mpa);Mw ———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m);Mn ———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m);Wx ———钢材对x轴的净截面模量(m3);f ———钢材的抗弯强度设计值(Mpa);---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度: 0.10m滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 2.265圆弧半径(m) R = 19.672圆心坐标X(m) X = -1.207圆心坐标Y(m) Y = 11.007----------------------------------------------------------------------[ 抗倾覆稳定性验算 ]----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:p, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
深基坑钢板桩支护计算
深基坑钢板桩支护计算深基坑钢板桩支护是指在基坑开挖过程中，利用钢板桩组成的支撑结构，以抵抗土壤和地下水的侧向压力，保证基坑的稳定性和安全性。
深基坑钢板桩支护的计算是设计工程师在设计过程中必须进行的重要工作之一，下面将详细介绍深基坑钢板桩支护计算的内容。
在进行深基坑钢板桩支护计算时，需要进行以下几个方面的考虑：1.土壤力学参数的确定：包括土壤的黏聚力、内摩擦角、土壤重度等参数的确定。
这些参数可以通过现场调查和实验室试验来获取，以确保计算的准确性。
2.桩身受力的分析：根据土壤的侧向压力和桩身的几何形状，采用弹性理论或弹塑性理论进行桩身受力的分析。
桩身受力分析的结果将用于确定钢板桩的尺寸和支护结构的设计。
3.桩间距和桩长的确定：根据基坑的尺寸和土壤力学参数，通过计算得出合适的桩间距和桩长。
桩间距和桩长的确定关系到钢板桩的数量和总体结构的稳定性，需要根据实际情况进行评估和调整。
4.护土面的稳定性分析：钢板桩支护结构的稳定性主要取决于护土面的稳定性。
通过进行护土面的稳定性分析，确定土壤侧向稳定性的系数和稳定性的要求，以便设计和选择合适的支撑结构。
5.水平位移和竖向变形的控制：在深基坑开挖过程中，水平位移和竖向变形是需要控制的重要指标。
通过计算和分析，确定合理的支撑结构和施工方法，以控制水平位移和竖向变形。
通过以上几个方面的考虑，工程师可以进行深基坑钢板桩支护的计算和设计工作。
计算的准确性和合理性对于确保基坑的稳定性和施工安全至关重要。
因此，在进行深基坑钢板桩支护计算时，需要结合实际情况和专业知识，进行全面的分析和评估，以确保设计的合理性和可行性。
钢板桩基坑支护验算书
钢板桩基坑支护验算书一、开挖深度及地质情况各井自上而下穿越土层地质情况表(单位：m)基坑深①层杂填土厚②2层粉质粘土厚③层粉质粘土厚编号度A中雨2 5.0 2.4 1.4 1.2A中雨3 5.5 0.8 1.7 3.0A中雨4 5.8 0.0 0.5 5.3二、基坑支护形式最大深度5.8m，采用Ⅲ型拉森钢板桩支护，桩底埋入基坑底以下2.7m，顶部出地面0.5m，内加一道支撑，钢板桩支护的围檩采用22#槽钢，支撑采用Φ152×5mm钢管，距坑顶1.5m，顺沟槽方向的间距为2.5m。
钢板桩支护示意图(单位:m)三、相关参数钢材弹性模量E：206×103N/mm222a槽钢截面积A：31.8cm2；惯性矩I：2394 cm4；抵抗矩218 cm3，单位重量：25kg/m。
Φ152×5mm钢管截面积A：23.091cm2；惯性矩I：624.43cm4；抵抗矩164.323cm3，单位重量：18.126kg/m，回转半径i：5.2cm。
钢板桩：选用的拉森Ⅲ型钢板桩，每延米截面积A：191cm2；每延米惯性矩I：16800cm4；每延米抵抗矩1340cm3。
四、计算书（一)5m基坑支护验算---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ]---------------------------------------------------------------------- 连续墙支护---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ]---------------------------------------------------------------------- 内力计算方法增量法规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99基坑等级一级基坑侧壁重要性系数γ0 1.10基坑深度H(m) 5.000嵌固深度(m) 2.700墙顶标高(m)0.000连续墙类型钢板桩├每延米板桩截面面积A(cm2)191.00├每延米板桩壁惯性矩I(cm4)16800.00└每延米板桩抗弯模量W(cm3)1340.00有无冠梁无放坡级数0超载个数1支护结构上的水平集中力0----------------------------------------------------------------------[ 超载信息 ]----------------------------------------------------------------------超载类型超载值序号(kPa,kN/m)130.000----------------------------------------------------------------------[ 土层信息 ]----------------------------------------------------------------------土层数4坑内加固土否内侧降水最终深度(m)20.000外侧水位深度(m)20.000内侧水位是否随开挖过程变化是内侧水位距开挖面距离(m)0.000弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法----------------------------------------------------------------------[ 土层参数 ]----------------------------------------------------------------------层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土 2.4018.0---8.00 5.002粘性土 1.4019.6---22.0017.803粘性土 1.2020.2---25.0022.304粘性土10.0020.2---25.0022.30层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa) 118.0---------m法1000.00---259.0---------m法4000.00---376.5---------m法5000.00---476.5---------m法5000.00-------------------------------------------------------------------------[ 支锚信息 ]----------------------------------------------------------------------支锚道数1支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(°)(m)长度(m) 1内撑 2.500 1.500---------支锚预加力支锚刚度锚固体工况锚固力材料抗力材料抗力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号调整系数(kN)调整系数10.00389.19---2～---496.47 1.00----------------------------------------------------------------------[ 工况信息 ]----------------------------------------------------------------------工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖 2.000---2加撑--- 1.内撑3开挖 5.000-------------------------------------------------------------------------[ 结构计算 ]----------------------------------------------------------------------各工况：内力位移包络图：---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 2.024圆弧半径(m) R = 8.722圆心坐标X(m) X = -1.280圆心坐标Y(m) Y = 5.859---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ]---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数:= K s M p M aM p——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩。
钢板桩计算书
钢板桩设计计算书各工况钢板桩埋深及强度计算（根据《深基坑工程设计施工手册》计算） 各土层地质情况：天然容重31/1.17m KN =γ，粘聚力2.91=c ，内摩擦角016.2=ϕ，91.0)245(tan 121=-=ϕa K ， 10.1)245(tan 121=+=ϕp K取1米宽钢板桩进行计算，所有设备均在预留平台施工，围堰顶部施工荷载忽略不计。
基坑开挖深度4m ，钢板桩外露1米。
拟选用16米长钢板桩，入土深度11米。
在+3m 位置设置第一道支撑。
围堰采用日本三菱钢板桩FSP-Ⅳ型钢板桩，其技术参数如下：截面尺寸400mm （宽度）×170mm （高度）×15.5mm （厚度），重量为76.1kg/m ，惯性矩为4670cm 4，截面模量362cm 3，板桩墙惯性矩为38600cm 4/m ，截面模量2270cm 3/m ，钢板桩平面布置、板桩类型选择，支撑布置形式，板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下：(1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 基坑底以上土压力强度Pa 1： Pa 1=r*4Ka=17.1×3.5×0.91 =54.5KN/m 2(2)确定内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支撑的间距,h=6[f]wrka3 = 391.0101.17102270350635⨯⨯⨯⨯⨯（简明施工计算手册公式3-28） =313cm=3.13mh ：板桩顶部悬臂端的最大允许跨度 ［f ］：板桩允许弯曲应力r ：板桩墙后的土的重度 k a ：主动土压力系数+4h 1=1.11h=1.11×3.13=3.47m （简明施工计算手册 图3-10支撑的等弯矩布置） h 2=0.88 h =0.88×3.13=2.75m （简明施工计算手册 图3-10支撑的等弯矩布置） A 、工况一第一道支撑已施工，开挖至+1m （开挖深度2m ），此时拉森钢板桩为单锚浅埋式钢板桩支护（第一道支撑设在+3.0位置）确定钢板桩埋深查深基坑工程设计施工手册表6.5-2，此时被动土压力放大系数为1.232.12.11==p p K Kt=（3E p -2E a ）H/2(E a - E p ) 简明施工计算手册公式3-24 t=7.5m 实际埋深为12米， 计算支撑反力m KN h h h p E aD a /2.7025.95.978.7)(56.152121111=⨯⨯=⨯⨯=⨯=mKNhpEpDp/2.6352.15.75.741.921=⨯⨯⨯=⨯=根据水平力平衡，0=--REEpa得mKNR/67=即支撑反力为67KN/m 钢板桩弯矩113.3KM.m（B点位置）B、工况二第二道支撑已施工，开挖至-0.5m（开挖深度3.5m），此时拉森钢板桩此时拉森钢板桩为多锚式钢板桩支护（第二道支撑设在+1位置）根据盾恩法求桩的入土深度由公式γkaH(hi+t)=γ(Kp-Ka)t2整理得:(Kp-Ka)t2-Hkat-Hkahi=0代入相关数据得：(1.32-0.91)t2-3.5×0.91t-3.5×0.91×1.5=0解得：t=9.09m故要求钢板桩总长度：L=4.5+9.09=13.59m,取L=15m，入土深度10.5米，安全系数为1.17。
深基坑钢板桩支护计算
1、工程简介越南沿海火力发电厂3期连接井位于电厂厂区内，距东边的煤灰堆场约100m，连接井最南侧距海边约30m~40m。
现根据施工需要，将连接井及部分陆域段钢管段设置成干施工区域，即将全部连接井及部分陆域钢管段区域逐层开挖成深基坑，然后在基坑进行施工工作。
基层四周采用CDM桩或者钢板桩进行支护。
干施工区域平面图如下所示图干施工区域平面图连接井拉森Ⅳ钢板桩顶＋4.50＋2.30－4.70拉森Ⅳ钢板桩底－5.90－15.70－10.90＋1.30－0.70基坑底标高-5.9040#工字钢围 柃40#工字钢围 柃Φ500mm钢管撑 杆Φ500mm钢管撑 杆Φ500mm钢管立 柱Φ500mm钢管立 柱图 基坑支护典型断面图（供参考）2、设计资料1、钢板桩桩顶高程为+3.3m ；2、地面标高为+2.5m ，开挖面标高-5.9m ，开挖深度8.4m ，钢板桩底标高-14.7m 。
3、坑内外土体的天然容重γ为m 2，内摩擦角为Φ=度，粘聚力c=10KPa ；4、地面超载q ：按20 KN/m 2考虑；5、钢板桩暂设拉森Ⅳ400×170 U 型钢板桩，W=2270cm 3，[δ]=200MPa ，桩长18m 。
3内力计算支撑层数及间距按等弯矩布置确定各层支撑的间距，则钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度为：m603.2mm 2603742.05.162270102006r ][653a =≈⨯⨯⨯⨯==K W h δh 1==×2.603m=2.89m h 2==×2.603m=2.29m根据现场施工需要和工程经济性，确定采用两层支撑，第一层h=1.2m ，支撑标高+1.3m ；第二层支撑h 1=2m ，支撑标高-0.7m 。
作用在钢板桩上的土压力强度及压力分布主动土压力系数 Ka=tan ²(45°-φ/2)= tan ²(45°°/2)= 被动土压力系数 Kp=tan ²(45°+φ/2)=tan 2(45°+°/2)=工况一：安装第一层支撑后，基坑内土体开挖至-0.7m （第二层支撑标高）。
钢板桩深基坑围堰内力计算与稳定性分析
2工程概况
本项目位于广州市区某水闸和另一水闸共同出口合址位置。该水闸采用8孔开敞式宽顶堰型闸室结构，二孔一联，单孔净宽10m，总净宽80m，闸室段总宽95.2m，闸室底板总长24m，底板顶高程-3.50m，最大设计泄流量为345m3/s。现因工程征地等原因，需将原水闸和泵站整体向左岸平移8米，水闸和泵站的总体布置和剖面分别做相应的调整。为此需对调整后的方案进行稳定性和安全性分析。
③各层土采用二维实体单元模拟，本构模型采用摩尔-库伦模型。
④将水泥搅拌桩加固区看作一加固体，本构模型采用摩尔-库伦模型，参数取值：γ=18 kN/m3，c=20kPa，φ=20°，E=30MPa。回填砂参数：γ=17 kN/m3，c=2kPa，φ=18°，E=25MPa。
⑤竖直方向水压力直接作用在土体上，水平方向土压力作用在钢板桩上。钢板桩外水位取2.14m，钢板桩内水位按照水位差1/2考虑。
钢板桩深基坑围堰内力计算与稳定性分析
摘要：以广州市区某处两水闸交汇处基坑围堰为研究背景，重点分析研究了滨海地区超深软土地质条件下的围堰超深基坑工程。对该围堰基坑工程在开挖、施工、回填等不同工况下钢板桩支撑的位移和内力，并对该结构进行了整体稳定性和安全性分析，为设计提供了可靠保证和有力支撑。
关键词：钢板桩，基坑围堰，稳定性及内力分析
抗滑移稳定性验算：抗滑安全系数为Kh = 4.240:
满足规范要求，Kh≥1.2。
基坑支护书验算
基坑支护验算书采用6米钢板桩支护，钢板桩入土3米，采用28a#槽钢进行一层纵向支撑。
计算时，单锚深埋板桩上端为简支，下端为固定支撑，其计算采用等值梁法。
1、钢板桩选用及入土深度验算1.1计算作用于钢板桩上的土压力强度并绘出压力分布图Ka为主动土压力系数，Ka=tg2（450-0.5Ф）= tg2（450-0.5*18）=0.528 Kp为被动土压力系数，Kp=tg2（450+0.5Ф）= tg2（450+0.5*18）=1.894e Ah=γhKa=18*3*0.528=28.51KN/M2；式中h为基坑深度。
故P b= e Ah =28.51KN/M21.2计算y值y= P b/((γ*(K*Kp-Ka))=28.51/((18*(1.6*1.894-0.528))=0.632mK为钢板桩的被动土压力修正系数，取1.61.3按简支梁计算等值梁的两支点反力∑Mc=0Po=((0.5*3*28.51*(0.67*3-0.6)+(28.51*1.18)*(3-0.6+1.18/3))/(3-0.6 +1.18)=28.08 KN∑Q=0Ra=0.5*3*28.51+0.5*1.18*28.51-28.08=31.51KN1.4计算钢板桩最小入土深度x=((6*Po/(γ*(K*Kp-Ka))0.5=((6*28.08/(26*(1.6*1.894-0.528))0.5=1.72mt o=x+y=1.72+0.632=2.352mt=1.2t o=1.2*2.352=2.8m钢板桩总长L=h+t=3+2.8=5.8m故钢板桩取6米长。
1.5钢板桩截面验算先求钢板桩所受最大弯矩Mmax。
最大弯矩处即为剪力等于零处，设剪力等于零处距板桩顶为X，则：Ra-0.5*X2*γ*Ka=049.6-0.5*X2*18*0.528=0X=3.23mMmax=Ra*(X-0.6)- 0.5*γ*X2*Ka*X/3= 49.6*(3.23-0.6)- 0.5*18*3.232 *0.528*3.23/3=77.07KN/Mσ= Mmax/W=77070000/433000=178<［σ］=205N/mm2 满足要求［σ］为28a#槽钢抗弯强度设计值，取205N/mm2；W为28a#槽钢抗抵抗力矩，取433cm3。
周边既有建筑物条件下基坑钢板桩支护应用及计算分析
安徽建筑中图分类号：TU753.3文献标识码：A文章编号：1007-7359（2024）1-0124-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.1.0461引言随着电子集成工业化水平的不断发展，一些特大电子集成项目陆续投入建设，同时也面临着前期项目的生产工艺改造转型和在既有周边建筑物条件下施工新建附加厂房的施工需求。
由于电子集成生产的特殊性，厂区施工的周边环境也逐渐变得更加复杂，因此也对施工工艺及施工安全提出了更高要求。
钢板桩可以通过锁扣或钳口互相连接咬合，组成具有挡土和挡水的连续钢板桩墙。
其施工占用空间小，可以与基坑内钢支撑和立柱支撑组成合理的传力体系，有效抵抗水、土压力以减小基坑施工对周边及既有建构筑物的影响，并保持周边地层稳定，无须放坡施工，确保在周边既有建筑物存在的条件下安全施工基坑工程[1]。
本文以舒城县杭埠镇经济开发区精卓光显技术有限公司二期项目厂区为例，在厂区内存在既有生产电子厂房的条件下，利用钢板桩施工新厂房基坑工程，对钢板桩进行内力分析，并计算基坑周边沉降。
通过对基坑施工进行沉降检测，验证钢板桩与基坑内支撑相互配合可在既有周边建构筑物条件下取得良好的施工效果，详细说明该工况下基坑施工方案的主要内容，可为类似基坑施工提供一定的参考价值。
2工程概况拟施工基坑位于六安市舒城县杭埠镇经济开发区精卓光显项目二期厂区内，由于生产工艺变更，厂区内需新建一座污水处理站。
污水处理站基坑面积约3600m2，延米周长约340m，计算挖深5.80m，基坑支护结构安全等级为二级。
拟建场地为空地，左侧为化学品仓库，后方为生产厂房。
根据基坑周边环境条件，同时考虑基坑施工过程中施工机械的行走线路，通过计算土方车辆、混凝土罐车、装载机和反铲挖机等常用机械的等效荷载以及钢筋、砂、碎石等建筑材料堆放的等效荷载，并考虑各种荷载的组合效应，确定基坑超载按均布20kPa计。
图1基坑围护结构平面布置图3支护施工关键技术3.1钢板桩施工技术要求进场使用前应对钢板桩应进行外观和材质检验，并对桩身垂直度进行检查，经检验合格的钢板桩方可投入使用，钢板桩在存放时应采取有效的防护措施，防止钢板桩碰撞。
钢板桩支护计算书
钢板桩支护计算书1.设计依据1.1《基坑工程手册》（第二版），刘国斌、王卫东主编，中国建筑工业出版社，20091.2《简明深基坑工程设计施工手册》，赵志缙、应惠清主编，中国建筑工业出版社1.3《土力学》，卢延浩主编，河海大学出版社1.4《建筑结构静力计算手册》(第二版)，中国建筑工业出版社1.5《钢结构设计规范 GB50017-2003》2.设计说明2.1工程概况本工程循环水管道工程C段，基坑底标高-3.0m，基坑宽10.6m,基坑周围采用拉森IV型钢板桩进行支护，钢板桩单根宽40cm，长12m。
首先开挖土方至+3.5m，打设拉森IV型钢板桩后，开挖土方至+1m，钢板桩横向之间采用双45a工字钢进行连接，DN530×9.7钢管进行内支撑，支撑中心距钢板桩顶0.75m,支护完成后开挖至底标高-3.0m。
注：本支撑体系中，验算时以开挖至+3.5m时打设钢板桩处即入土深度5.5m，板桩悬挑高度为6.5m进行结构计算；实际施工时，根据施工经验，为增加支撑体系整体稳定性，首次开挖至+2.5m后打设钢板桩，届时钢板桩入土深度达到6.5m，悬挑高度5.5m。
钢板桩支护断面图钢板桩支撑立面图牛腿支撑图钢管与工字钢连接图2.2计算项目2.2.1钢板桩抗弯验算2.2.2支撑体系稳定性验算（1）工字钢抗剪强度及稳定性验算（2）钢管强度和稳定性验算（3）牛腿抗剪计算2.3最不利受力情况钢板桩所受荷载主要为土压力、运输车产生的荷载、挖掘机产生的荷载及履带吊吊装PCCP管产生的荷载等。
经验算：基坑开挖完成后，150t履带吊吊40tPCCP管安装时，钢板桩受力为最不利状况。
（）履带吊受力情况示意图Fmax=1960KN150t履带吊履带接地长度7200mm，P=1960/7.2=273KN/m。
集中荷载对土压力的影响范围：上部距顶面2×tg23°=0.98m；下部距顶面2×tg（45°+23°÷2）=3.02m。
钢板桩支护设计说明(二级)
设计说明一、采用规范《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99《天津岩土工程技术规范》DB 29-20-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002二、地质概况根据区域地质报告，自上而下土层分布为：（略）详见相对应的全桥布置图。
三、基坑防护标准本次基坑计算依据现场实际情况，按照安全等级二级基坑执行。
支护结构设计，应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响。
对于安全等级为二级的基坑，根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002 对基坑分级和变形监控值规定如下：单位：cm四、钢板桩支护方案1、钢板桩的选用根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用拉森Ⅳ号钢板桩，拉森Ⅳ号钢板桩宽度适中，抗弯性能好。
2、打桩设备可采用Z550型液压振动沉桩机，作为沉设拉森桩主要动力，为确保基坑开挖安全，并采用工字型钢实施围护加固。
3、计算拉森桩入土深度根据钢板桩入土的深度，按单锚浅埋板桩计算，假定上端为简支，下端为自由支承。
这种板桩相当于单跨简支梁，作用在桩后为主动土压力，作用在桩前为被动土压力，压力坑底以下的土重度不考虑浮力影响。
4、钢板桩稳定性验算板桩入土深度除保证本身的稳定性外，还应保证基坑底部在施工期间不会出现隆起和管涌现象。
详见基坑支护计算单五、钢板桩施工工艺1、钢板桩施工的一般要求⑴钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础边缘外留有支模、拆模的余地。
⑵基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。
各周边尺寸尽量符合板桩模数。
⑶整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
2、钢板桩施工的顺序根据施工图及高程放设沉桩定位线→实施表层土剥离→根据定位线控设沉桩导向槽→整修平整施工机械行走道路→沉设围护桩→将围护桩送至指定标高→焊接围护支撑→挖土→承台施工→填土→拔除钢板桩。
钢板桩在软土基坑支护中的应用
隐患 ，有可能造成搅拌站区塌陷 。
为 了确保安全，施工前提 两种支
（ ４）地面超载ｑ ００ Ｎｍ 。 为２ ．Ｋ ／
（ ５）基坑 开 挖 宽 ｂ ｌ． ＝ １ ｍ。 ４ ２２基坑 支 护 形 式 ．
＝１ ９． ｋ ・ｍ ２ ５８ Ｎ
２３ 支撑 内力计算 ．２ ．
（ ）围檩 。 １
承 台基 坑 支护 如 图一 ：
塑状 ，含水量高 ，流动性强 ，具有高压
缩性。
项 目一期工 程分段装焊 工场 １ 标段
２ ～３ Ｏ ０×Ｆ～Ｇ区域 （ １０ ）范 围 内 长 ２ｍ 共 有 １ 个 承 台 ，承 台 尺寸 为 ：８ １ ． ４×４８ ． ×２ ５ ． ｍ；基 坑 开挖 约３７ ｍ。 因开 挖 土 ４ ．５
式中 ，‘ ２ 、ｆ 二 相临两支撑间距。 由 以上公 式得 ：Ｒ＝ ． ０５×８ ．７Ｘ ７８
（＋ ６ ６）＝ ２ ．２ Ｎ。 ５ ７２ ｋ
桩法 ，拉森钢板桩具有施 工进度快 、安 全 、 占地 空间小 等 优点 。 由于 工期 紧 迫 ，最后确定采用拉森钢板桩支护。
１ ＝５１ ５．３。 ０ ６
表：
层为流塑 ～软塑淤泥土 ，危险性 大；同 时距离该 承台基础 东侧约 ８ 有混凝 ｍ设 土搅拌站 ；搅拌 站有较大的堆载 ，与承
台基 础 开 挖 区形 成 压 力 差 ，流 塑 状淤 泥
２３钢板桩 受力分析履验算 ． 主 要进 行钢 板桩 内力 计 算 、支撑 系统 内力计算 ，稳 定性验算 以及变形估 算。 ２３１ ． 钢板桩 内力计算 （ ． 过程略 ）
桩 顶部 设 置 压 顶 梁 。 二是 采 用 拉 森 钢 板
（ ）支撑杆件 内力。 ２ 支撑杆件按偏心受压构件计算其 内
钢板桩支护
板桩支护设计计算参照《简明施工计算手册》1、支护类型与荷载板桩是在深基坑开挖时打入土中，用来抵抗图和水所产生的水平压力，并依靠它打入土内的水平阻力，以及设在钢板桩上部的拉锚或支撑来保持其稳定。
板桩使用的材料有木材、钢筋混凝土、钢材等，其中钢板桩由于强度高，打设方便，应用最为广泛。
板桩的支护形式，根据基坑挖土深度、土质情况、地质条件和相邻近建筑、管线的情况，可选用悬臂式、单锚（支撑）式或多锚（支撑）式等。
作用在板桩上的土侧压力，与土的内摩擦角ϕ、黏聚力c 和重度γ有关，应由工程地质勘查报告提供，如基坑内打桩降水后，土质有挤密、固结或扰动情况，应作调整，或再进行二次勘查测定。
如土质不同时，应分层计算土侧压力，对于不降水一侧，应分别计算地下水位以下的土侧压力和水对=板桩的侧压力。
地面荷载包括静载（堆土、堆物等）和活载（施工活载、机械及运输汽车等），按实际情况折算成均布荷载计算。
2 桩墙支护结构内力计算2.1 悬臂式支护结构上部为自由端。
1） 设入土深度为 t 1 ：0.2/≥aa pa M M（使抵抗弯矩大于倾覆弯矩的2倍， 即使防倾覆的安全系数不小于2。
）)]t (31[2t 311a 1p +=H E E 其中：21p21rt K E p =Ka ——主动土压力系数 ）（245tg K o 2a ϕ-= a a K t H r E 21)(21+=Kp ——被动土压力系数 ）（245tg K o 2p ϕ+= 为了确保板状的稳定1)2.1~1.1(t t ⋅=2） 求入土深度 t2 处剪力为零的点a p E E =即：222)(21212t H rK t rK a p += 可解得 t2 ，即入土深度t2处，剪力为零，弯矩最大：)](31*)(21[-)t 31*r 21M 22222max 2t H t H rK t K a p ++=（ 根据求得的最大弯矩和板桩材料的容许应力（钢板桩取钢材屈服应力的1/2）， 即可选择板桩的截面、型号。
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月下
住 宅与 房 地产
施 工 技术
某 钢板桩 支 护 基 坑结构 稳 定 性验 算
刘 二强
广 东 省 交通规划设计研 究 院 股 份 有 限 公 司
:
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广东 广州
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5 10 50 7 )
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随 着 近 多年 来城 市 化 建设 的 快 速 发 展 地 下 空 间 越 来 越 被 重 视 各 类 基 坑 在 许 多城市 中频 繁 涌 现 其中地 下 管 线 的 新 建 摘 要 与 迁 改 工 程 需 要 安 全 快 速 的 施 工 基 坑 本 身 的 稳 定 性 是 设 计 与施 工 的 一 个 重 要 指 标 本 文 针 对 钢 板 桩 支护 结 构 设 计 方 案 以 深 圳 市 某 明 挖 基 坑 为 工 程 背 景进 行 验算 主 要 内容 包 含排 桩 及 围护 结 构 稳 定 性 为 今 后 类 似 工 程 的 设 计 及 咨 询 提 供 参 考 关键词 钢 板 桩 ; 基 坑 支护 ; 稳 定 性 验 算 一 一 一 中 图 分 拳号 TU 7 4 女献 标 志 码 A 女童编号 1 0 0 6 6 0 1 2 ( 2 0 1 6 ) 0 2 0 1 6 6 0 2
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计 算 结 构 开挖 阶 段 各 工 况 的 内 力组 合 最终 的位 移 及 内 力值应 是 各 阶 段之 包络 值 作 用 于 桩墙 后 的 侧 向 水 土 压 力在坑 底 以 上 按 朗肯 主 动 土 压 力来 考虑 开挖 面 以 下 按 矩 形分 布 大 小 等 于 开挖 面处 的 朗肯 主 动 土 压 力 作 用 于 桩 墙开 挖面 以下 的侧 压 力 按 m 法来 考虑 坑 内开 挖面 以上 的支 撑 点 以 弹性 支座 来模 拟
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m 基 坑最 宽处 约 为 3 l m 基 本 信 息 内 力计 算 方法 增 ; ; 量法 支 护 结 构 安 全等 级 三 级 支 护 ; 结构重要性系数 丫0 0 9 0 基坑深度 ; H( 3 9 ; 桩顶标 m ) 5 1 嵌固深 度 ( m ) ; ; m ) 0 0 桩 材 料 类 型 钢 板桩 高 ( 卜 c ; 30 每 延 米截 面面 积 A ( m )z 6 卜 每延 米 c 匕 860 0 ; 惯性 矩 工( # ) m 每 延 米抗 弯 模 e m ; a ; L W 3 8 2 0 量 ( ) 抗 弯 f ( Mp ) 2 1 5 ; m m l 2 0 2 k 1 0 5 ( / ( 超载 k N ) 超载 耐 ) ( 3 ) 土 层 信 息 土 层数 4 ( 见表 1 ) ; 5 6 ; 内侧 水 位 内侧 降 水 最终 深 度 (m ) ; 是 否 随 开挖 过程 变 化 是 基 坑 外 侧 土 ; ; 压 力计 算 方法 主 动 坑 内加 固土 否 ; 0 5 外 侧 水 位 深度 ( m 内侧 水 位 距开 ) 0 5 ; 弹性计 算 方法 m 法 挖面距离 ( m ) ( 4 ) 支锚 信息 ( 见表 2 ) ( 5 ) 工 况信 息 ( 见 表 3 ) 开挖 深度
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35 0
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微风化 岩
思
表
2
28 0
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整体稳定 验算 计算方法 ; ; 瑞典 条分 法 应 力 状态 有效 应 力法 m; 1 条 分 法 中 的 土 条 宽度 0 整体稳 S ; 定安 全 系数 K 牡 1 6 圆 弧 半径 (m ) R二 6 2 0 5 ; 圆 心 坐标 X ( m ) X一 1 8 9 5 ; 圆 二 心坐 标 Y ( m ) Y 1 8 6 5 ( 8) 抗倾覆稳定 性验算 安全系 ; 数最 小 的工况 号 工 况 1 最 小 安全 ; KS二 2 2 7 0 >牡 1 5 0 满 足 规 范 要求
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( 6 ) 结构计 算 ( 见 图 1
、
图
2)
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3
计算 过 程
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( l ) 支 护 方 案 g m S P一 U5 0 0 X 2 2 5 X 2 7 6 5 0X 1 2 钢支 撑 钢板桩支 护 内设 两道 必 3
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1
技 术 标准
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管 线 改迁 基 坑 围护 结 构 设计 等 级为 a 三 级 超 载取值 一 般地 表超 载 按 2 0 k P 土 压 按 下 以 取值 水 力计 算 地 水 位 上 采 用 天 然重 度 总 应力 强 度 参数 计 算 地 下 水 位 以 下 熟 土 和 粉质 熟 土 采 用 水 土 合 ; 算 用 饱 和 重 度 总 应 力 强 度 参数 砂 土 和碎 石 土 采 用 水 土 分 算 用 有效重 度 有 效应 力 强度 参数计 算 ( 1 ) 基 坑 变 形 按 《深 圳 市 基 坑 支 护 技 术规 范 》 要求控制 ( 2 ) 坑 外 水 头 按地 表 以下 0 5 一 l m 计 算 坑 内 水 位 按 开挖 面 逐 步 下 降 最 大 降深 为坑 底 以 下 0 5 一 l m ( 3 ) 基 坑 的开挖及 支 护 结 构施 工 严 格 按 照 设 计文 件 进 行 每 工 况 超 挖 设 定 C 值 为 SO m
5
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(2 )
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表
层号 土 类名 称 层厚 ( )
m
1
地 层 主 要力 学参 数 表
浮 重 度 (k N / 而 ) 粘聚力 ( k a P )
内摩 擦 角 ( 度 )
.
3 重 度 (k N / m )
素填 土 砾砂
强 风化 岩
15 0
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近 多年来 城 市 化 建 设 的 快 速发 展 地 下 空 间 越来越 被重 视 城 市 区 域施 工 场 地 具有 局 限 性 施 工 周 期 的 紧 迫 性 基 坑 不 仅 要考虑 自 身 的稳 定 性 同 时要 注 意 周 边 建构筑 物 沿 线 地 下 管 线 等 设 施 的不 均 匀沉 降甚 至 开裂 破 坏 使得 城 市 基 坑 的 设计 和 施 工 难度 往往 比 较 大 使 得 具 有 施 工 快 捷 高效 噪 音 小 可 重 复利 用 工 艺 环 保 的钢 板桩 支 护 结 构 被 广 泛采 用 本文 以深 圳 市 某 明 挖 基 坑为 工 程 背 景 对 比 各 个 区 段地 层 参 数及 断 面 采 用 最不 利地 层 参数及 断面进 行 验 算