大桥钢板桩围堰设计及计算书
伊犁河大桥钢板桩围堰计算书
伊犁州直农村公路重点项目第九合同段伊犁河大桥钢板桩围堰设计计算书中交二公局第六工程有限公司伊犁州直农村公路重点项目第九合同段项目经理部二○一七年八月伊犁州直农村公路重点项目第九合同段伊犁河大桥钢板桩围堰设计计算书（共一册）计算复核审核中交二公局第六工程有限公司单位伊犁州直农村公路重点项目第九合同段日期2017 年08月目录1 工程概况 (1)1.1工程简介 (1)1.2工程地质特征 (3)1.3结构概述 (3)2 计算依据 (5)3 计算参数 (6)3.1结构参数 (6)3.1.1 钢板桩 (6)3.1.2 围檩及内支撑 (6)3.1.3 封底混凝土 (6)3.2地质参数 (6)3.3其他参数 (7)3.3.1 安全等级 (7)3.3.2 分项系数及荷载组合 (7)3.3.3 施工流程 (8)3.3.4 计算对象 (8)4结构计算 (9)4.1土压力计算 (9)4.1.1主动土压力计算： (9)4.1.2被动土压力计算： (10)4.1.3主动土压力与被动土压力计算图式 (11)4.2支撑的布置和计算 (11)4.3抗突涌验算 (12)4.4坑底抗隆稳定性计算 (13)4.5水流力计算 (14)4.6内撑系统的组成及详细计算 (15)4.6.1内撑系统的组成 (15)4.6.2对内撑系统进行受力计算 (15)4.6.3 内支撑稳定性验算 (22)5 结论 (23)1 工程概况1.1 工程简介伊犁河大桥项目起点桩号为K0+000，终点桩号为K1+157.603.路线全长1.157Km。
本项目施工内容包括路基、路面工程、交安工程。
全线共设大桥1座：伊犁河大桥，起点桩号K0+403.210，终点桩号为K0+712.870，该桥为九跨上承式空腹式钢筋混凝土板拱桥。
跨径布置为12+9×31.74+12=309.66米，桥宽26米。
下部结构采用桩柱结构，桩基直径分别为1.2m、1.5m。
墩柱外形与旧桥保持一致，采用实心钢筋混凝土矩形墩柱，墩顶宽 1.9m，墩底跨度2.24m，墩高5.5m，截面变化斜率1:30。
钢板桩围堰设计计算书
钢板桩围堰设计计算书钢板桩围堰设计计算书1 ⼯程概况本⽅案陆地承台基坑开挖深度在3.0-5.0⽶之间，基坑开挖⽀护结构受⼒计算选择基坑最深、地质条件最差的最不利⼯况条件下进⾏受⼒计算。
本线路沿线地层以冲积、洪积、海积及海陆交互相沉积的粘性⼟、粉⼟、各类砂、软⼟为主，局部夹淤泥。
⼟层分层计算⼟压⼒，粘性⼟和粉⼟采⽤总应⼒法，即⽔⼟合算，强度指标采⽤快剪试验指标；对中、粗砂、碎⽯⼟，则应采⽤⽔⼟分算。
承台开挖⾼程范围内主要为⼈⼯填⼟、黏⼟、粉⼟，局部夹有淤泥质黏⼟，各⼟层已知条件：（1）⼈⼯填⼟：内摩擦⾓7? =?，粘聚⼒8kPa c =；（2）粘⼟：内摩擦⾓14?=?，粘聚⼒25kPa c =；（3）粉⼟：内摩擦⾓22?=?，粘聚⼒12kPa c =；（4）砂⼟：内摩擦⾓32?=?，粘聚⼒0kPa c =。
⼟的天然重度γ取319kN/m 。
⾮承压地下⽔位在地⾯下0.2～5.5处（承压⽔位不明）。
2 钢板桩围堰⽀撑结构受⼒计算2.1钢板桩围堰钢板桩围堰基坑开挖最⼤深度为5.0⽶，此类基坑承台最⼤⾼度为4.0⽶，设⼀道内⽀撑位于基坑底⾯以上3⽶，计算钢板桩围堰受⼒情况。
结合现场现有材料，拟采⽤WRU12a 钢板桩，其技术指标为：单根钢板桩宽B=600mm，⾼H=360mm，厚t=9mm，每⽶截⾯积A=147.3cm2，单根钢板桩每⽶的重量69.5kg，每延⽶墙⾝每⽶的重量115.8kg，每延⽶墙⾝钢板桩惯性矩Ix=22213cm4，每延⽶的截⾯模量(抵抗矩)Wx=1234cm3，取钢板桩的允许拉应⼒σ=140Mpa，允许剪应⼒τ=80 Mpa。
钢板桩长12m。
由于钢板桩刚度较⼩，需加强内⽀撑。
拟设置⼀道⽔平钢⽀撑，在距承台底⾯3.0m处设置，不设竖向⽀撑。
⽔平钢⽀撑采⽤I40b型⼯字钢，沿钢板桩内壁设置长⽅形围檩，并在四⾓设置加强斜撑。
考虑施⼯堆载，假设基坑顶部(地⾯)作⽤有⽆限均布荷载q1=10kN/m2；在桩顶平台距离钢板桩桩顶2.0m处的坑外作⽤有宽度为0.6m的局部荷载（汽车荷载及其它荷载总和）q2=80kN/m2。
钢板桩计算
苏州西全桥主墩钢板桩围堰计算书一、工程概括苏州西全桥跨望虞河为（48.75＋80＋80＋48.75）米一联四跨连续梁形式。
35＃、36＃主墩位于望虞河中。
主墩承台平面尺寸为10.4×18.2米，高度为4米，其上为6.6×12米，厚度1.5米的加台。
主墩桩基为15根Φ1.5米钻孔桩。
35＃、36＃主墩承台结构尺寸如下：二、围堰的布置及计算假设1、围堰的布置在比较2个墩的承台底标高及河床标高后，拟以35＃墩为例，进行钢板桩围堰的设计、计算。
钢板桩的具体布置如下图：2、计算假设本计算中土层参数根据项目部提供的土层资料，按经验取值如下：围堰设计时计算水位按＋2.0m 考虑。
三、钢板桩围堰设计 1、土压力计算本工程土压力计算采用不考虑水渗流效应的水土分算法，即钢板桩承受孔隙水压力、有效主动土压力及有效被动土压力。
以水位标高＋2.0以基准，计算各高度点的水压力、有效土压力。
（1）、主、被动土压力系数黏 土：Ka ＝tg 2(45-220)＝0.49， ka ＝0.7 Kp ＝tg 2(45+220)＝2.04， kp ＝1.428粉砂：Ka＝tg2(45-25.24)＝0.414，ka＝0.643Kp＝tg2(45+25.24)＝2.417，kp＝1.555（2）、有效主动土压力的计算a、h＝6.5m时， Pa’=0b、h＝8.8m（上）时，Pa’=0.49×9.5×2.3－2×10.5×0.7＝－3.99KN/m2，取Pa’=0 h＝8.8m（下）时，Pa’=0.414×10×2.3－2×10×0.643＝-3.338KN/m2，取Pa’=0c、h＝20.5m时，Pa’=0.414×（9.5×2.3＋10×11.7）－2×10×0.643＝44.6 KN/m2 （3）、孔隙水压力的计算a、h＝6.5m时， Pw＝65 KN/m2b、h＝8.8m时， Pw＝88 KN/m2c、h＝20.5m时， Pw＝205 KN/m2（4）、土压力合力a、h＝6.5m时， Pa＝65 KN/m2b、h＝8.8m时， Pa＝88 KN/m2c、h＝20.5m时， Pa＝44.6＋205＝249.6 KN/m22、各施工工况及内力计算本围堰施工时，按上层支撑已安装，并抽水（吸泥）至待安装支撑下100cm 处，计算各支撑在各阶段可能出现的最大反力和钢板桩最大内力。
某大桥钢板桩围堰施工方案及计算书
XX河大桥2#、3#墩钢板桩围堰施工方案一、概述XX大桥位于XX市XX镇XX大队窑厂西侧，横跨XX，桥位处河宽约110m。
大桥下部结构主墩采用矩形空心墩，钻孔灌注桩基础，本桥桩基均为摩擦桩。
共有两个水中墩（2#、3#），计32根水中桩，每个墩分左、右幅两个承台。
2#、3#主墩承台顶面标高为-0.648m，承台底面标高为-3.1480m, 河面测时水位为 1.6m，承台尺寸均为16.5×6.7×2.5m，两承台净距7m。
XX大桥水中墩位处河底地质从上到下为亚砂土，该承台底面（基底）为亚砂土，此土质容易造成流砂，给施工带来困难。
本工程水中墩施工采用拉森Ⅳ型钢板桩止水围堰的方案。
施工时要求钢板桩围堰结构密实，不漏水或漏水很少。
钢板桩围堰顶标高3.0m,高于施工水位以上1.4m。
二、钢板桩施工步骤本工程采用单层矩形钢板桩围堰，其中心线平面尺寸18.4m×8.8m。
承台平面尺寸为16.5m×6.7m，桩长12.0m，净入土5.8m。
（一）钢板桩进场钢板桩进场时直接运到工地1、4#台附近，堆放在河岸，用25T 汽车吊和15t浮吊及60kW震动锤进行插打。
在打桩前根据设计桥墩位置，在平台上放出钢板桩围堰的位置线，经监理复核后才能进行打桩。
（二）钢板桩的整理钢板桩运到工地后，须进行检查、分类、编号及登记。
锁口检查：用一块长1.5m～2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。
凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按具体情况分别用冷弯、热敲、焊补、铆补、割除或接长。
单块桩两侧锁口在插打前均要涂以黄油或热的混合油膏，以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能。
（三）插打与合拢1、导梁安装：施打前必须先制作和安装导梁，可用若干钢板桩或型钢打入河床内，将内导梁焊挂在板桩上面，用以导向，水上平台经检查平面位置后可直接作为外导向。
导向应用较大规格的槽钢或其它型钢制作，必须具有一定竖向和侧向刚度，保证打桩时不变形，正确导向。
钢板桩计算
北兴塘大桥钢板桩计算书钢板桩按拉森Ⅳ型设计，长度12.0米，设计施工水位1.80米，采用浮箱打桩平台上的1.8t柴油打桩机水上插打钢板桩，并敷设钢围囹。
围堰尺寸：11.6m ×22.0m，每个围堰需钢板桩168根。
并以左幅10#为例进行计算。
河床地质情况为淤泥质压黏土。
见钢板桩围堰布置图。
施工步骤：第一层围囹制作安装抽水3m 第二层围囹制作安装挖基坑土方水下砼封底一、第一层围囹敷设完成后抽水3m，验算钢板桩和围囹的强度。
受力图为：1、计算土压力零点K的位置：λp=γtg2（45º+20º/2）=36.72 KN/m3λa=γtg2（45º-20º/2）=8.82 KN/m3由λp×u = λ水×h +λa×u 得u=λ水h/（λp-λa）=10×3/（36.72-8.82）=1.075m2、由等值梁AK根据平衡计算支撑反力T s和K点剪力Q kTs = ∑P（h+u+a）/（h+u-h0）=45×（3+1.075-2）/（3+1.075-0.3）=24.74 KN/mQ k = ∑P（a-h0）/（h+u-h0）=45×（2-0.3）/（3+1.075-0.3）=20.26 KN/m取Ts值计算第一层围囹的强度，围囹选用I36b双工字钢，横撑选用直径60cm钢桩，满足要求。
3、由等值梁KG计算钢板桩的入土深度，∑M g=0，则：Q k×x=1/6×[λp×x-λ水（h+u+x）-λa×（u+x）] x2代入数据解得： x =4.37 mt=u+1.2x=6.32m＜8m 满足要求4、由等值梁法求算最大弯矩M max值由上图的几何关系得： t/e t=u/e ae t= e a t/u ①由断面剪力为零条件得E a1+1/2×ue a=T s+1/2×te t②将①代入②得E a1+1/2×ue a=T s+1/2×te a×t×t /ut2 = （E a1+1/2×u×e a-T s）×2u/e a=（45+1.075×8.82×1.075/2-24.74）×2×1.075/（8.82×1.075） =5.7m t=2.39m由① e t= e a t/u=8.82×2.39×1.075/1.075=21.08 KN/m2确定第一次抽水之后最大弯矩M maxM max= E a1×（1/3×h+u+t）+1/2×ue a（2/3×u+t）-1/2×te t×1/3×t -T s（h+u+t） =35.64 KNm由于此弯矩比较小，钢板桩满足要求。
钢板桩围堰计算书
钢板桩围堰计算书根据各部位标高及现场实际情况，现拟对主桥123#墩承台施工所用钢板桩围堰进行验算，围堰为矩形单壁钢板桩围堰，采用钢管桩做定位桩，用型钢连接作为导梁。
承台底标高——990.50 ｍ 钢板桩围堰顶标高——1000.38 ｍ根据公路施工手册桥涵，主要参数如下：坑深H=8.88 ｍ，内摩擦角取φ=28°，支撑形式为（三），一道支撑，水文地质情况为第5种情况。
查板桩计算图5-44，曲线5-5计算如下：支撑形式（三）水文情况第5种h=aH 45°40°35°30°25°20°0.10.20.30.40.50.645°40°35°30°25°20°0.10.20.30.40.5¦ΒH45°40°35°30°25°20°12345¦ΒH曲线5-5⑴固定荷载h =αH =0.38×8.88=3.3744 ｍ（最小入土深度）M=βH3=0.25×8.883= 175.06 KN.mR=ξH2=4.1×8.882=323.3 KN⑵活载（不考虑）⑶支撑间距S1=0.475H+0.16h=0.475×8.88+0.16×3.3744=4.76 ｍS2=0.525H-0.16h=0.525×8.88-0.16×3.3744=4.12 ｍ⑷板桩选择钢板桩是3号钢，常用容许弯曲应力 [σ]为180 MPaW=M/[σ]= 175.06×1000/180×1.5=648.37 cm3选用德国拉森（Larssen）Ⅱa型钢板桩（W=849 cm3）⑸支撑系统横撑选择型钢，间隔采用l=1.8 ｍ，则内导梁的弯距 M=Rl2/8=323.3×1.82/8=130.94 KN.mW=M/[σ]= 130.94×1000/145=903.03 cm3（型钢[σ]=145 MPa）查手册，型钢采用I36b（W=920.8 cm3）支撑反力为：R×l=23.3×1.8=581.94 KN⑹修正验算考虑静水压力、动水压力及防渗要求，对钢板桩入土深度需加深：最小入土深度h修正=h×1.5=3.3744×1.5=5.06 ｍ⑺基坑坑底安全检算Ksiρｗ=Ksｈ1/（ｈ1+ｈ2）ρｗ≤ρｂ式中：Ks——安全系数，可取2.0;i——水力梯度；ρｗ——水的密度（g/cm3）；ｈ1——基坑内抽水后水头差；ｈ1、ｈ2——见图示，ｈ1=ｈ2+5.5；ρｂ——土在水中的密度（g/cm3），ρｂ=（Ｇ-1）（1-ｎ），Ｇ为土粒的比重，取Ｇ=2.67，ｎ为土的孔隙率，ｎ=ｅ/（1+ｅ），孔隙比ｅ取0.75；ρｂ=（Ｇ-1）（1-ｎ）=（Ｇ-1）【1-ｅ/（1+ｅ）】=（2.67-1）【（1-0.75/（1+0.75）】=0.954 g/cm3Ksiρｗ=Ksｈ1/（ｈ1+ｈ2）ρｗ=2×8.88/（9.55+5.5）×1=1.31>ρｂ入土深度不够，不符合要求。
贵广铁路黄落绥江大桥钢板桩围堰设计
时 ，第三层 支撑 已安 装 ，最不 利 位 置 的反 弯 点 位 于 第 三层 支撑 以下 。利 用 钢板 桩 内外 侧 土 压 力 等 于零 的点
作为 反 弯 点 位 置 ，假 定 计 算 其 离 基 坑 底 面 的 距 离 Ｙ ，
水利水 电施工 ２ １ ・ ３期 总第 １６期 ０ 第 １ ２
土合算考虑计算 ，钢板桩 的最大允许悬壁 长度 为
３ ｃ ０８ ｍ
一 ３ ０８ ． ｍ
拉森 ｌ ｖ Ｎ钢板桩
验 算 结 果 表 明 ： ２５ ｍ＜ ３０ ｍ， 钢 板 桩 强 度 满 足 ．６ ．８
要求 。
３ ２ 第二 种情 况 ，
一 ４ ０２ ． ｍ
验算结果均表 明：满足要求 。
钢 板 桩 入 土 深 度 为
０一 ４ ｙ 一 ２ ｏ＋ ４ ０ － ． ． ２— ６ ０ ｍ ．２
５ 结 束 语
钢板桩 围堰设 计后用 理论 公式 结合 软件 应用 进行 验
钢 板 桩 长 度 为
Ｌ 一 ０ ５＋ １ ． ６ ． ０ ５ ２＋ ６ ０ — １ ． ｍ ． ２ ７ １
０． ５ ９６ ｍ
底 的最小高度为 ９ ０ ｍ，至 承台底 的高度 为 ７ ４ ８ （ ．８ ． ３ ｍ 含
ｌ 封 底 混 凝 土厚 度 ） ｍ 。钢 板 桩 围堰 内部 设 置 ３层 ３根 ４ ｂ ５
其中
式中
Ｐ 一７＾ １ 】Ｋ
ｐ 一 一 坑 底 面 处 钢 板 桩 墙 后 的 主 动 土 压 力 强 基 度值 ；
３ ６ 钢 板 桩长 度验 算 ．
根据 等值 梁法计 算原 理 ，土 压力零 点 处 的支撑 反力
钢围堰计算书--新
钢板桩围堰计算书一、 概况15#墩位于张家港河岸，施工期间水位较高。
为了确保施工安全，将采用钢板桩围堰方法施工承台。
如附图所示，由项目提供的资料知： 开挖基坑处土为粘性土，内摩擦角10度，粘聚力为43Mpa ，湿容重为19KN/m 3 。
原地面标高+1.70m ，承台顶标高-1.70m ，承台埋深+3.50m ，承台高+3.20m 。
二、计算荷载1、活载活载按履—50考虑，承台施工时只考虑一台履带吊作业，将车辆荷载换算为土柱高度。
ho=LBNQ γ N---车辆数，N=1Q---车辆总荷载，Q=50t=500KNL---车辆履带着地长度，L=4.5mB---车辆轮宽，B=2.5+0.7=3.2mγ---土容重，γ=19KN/ m则ho=2.35.4195001⨯⨯⨯=1.83m 因此每平方米土柱的荷载为：1.83×1.0×1.0×19=34KN2、固定荷载当υ=100时，由《土质学与土力学》P159页表7-3中查得朗金土压力系数m2=0.704，1/m2=1.420，m=0.839，1/m=1.192=34×0.704-2×0.839×43= -48.218KPac点：p a2=[q+γ(h+t)]m2-2cm=[34+19(6.9+4.8)] ×0704-2×43×0.839=108.28 KPa拉力区高度ho的确定，令p a=0解得ho=2c/γm –q/γ=3.6m求主动土压力合力E AE A=1/2 p a2 (6.9+4.8-3.6)=1/2×108.3×8.1=438.6KN/m求形心C1C1=(6.9+4.8-3.6)/3=2.7m求钢板桩前的被动土压力KEp K Ep =21×21(γt 21m +2c m1)t =41(19×4.8×1.420+2×1.192×43)×4.8 =278.4 KN/m求形心C2C 2=4.8/3=1.6m取1延米长钢板桩计算对C 点取距,求T T[(h-d)+t]+ KEp ×C 2= E A C 1 T=76.2 KN/m钢管桩支撑验算：按υ426mm 钢管桩支撑设计，A=41π(42.62-40.62)=130.69cm 2 I=641π(42.64-40.64)=28287.25 cm 4E=2.1*105Mpa按两端铰接的压杆计算，自由长度为L=12.88/2=6.44米。
钢板桩筑岛围堰计算书
吴淞江大桥主墩筑岛围堰设计计算书一、计算依据㈠.承台尺寸：30.3m（横桥向）×12m（纵桥向）×3.5m（高度）；㈡.承台及河床高程：承台顶面设计高程为－0.500m，承台基坑底标高按承台底标高向下80cm计，即－4.800m，河床底高程为－2.687m，根据施工图纸，该处地质情况较差，河床以下20m左右深均为淤泥质亚粘土；㈢.水位情况：目前实测水位为h实＝1.013m（此时水深3.7m），最高通航水位hmax＝2.117m（此时水深4.804m），围堰设计时按最高通航水位考虑；㈣.水流速度：按1.5m/s计。
二、参考资料㈠.《公路施工手册－桥涵》；㈡.《桥梁施工工程师手册》。
㈢.《基础工程》。
三、计算按满足施工操作空间的需要，围堰平面尺寸采用33m（横桥向）×15m（纵桥向），按防水要求根据规范围堰顶面高程采用3.0m，围堰内设一层导梁，围堰材料采用国产包IV型钢板桩，内部填土筑岛，形成施工操作平台。
计算方法采用《公路施工手册－桥涵》中的经验算法。
根据对水文、地质条件和该围堰的受力情况分析，采用《公路施工手册－桥涵》中图5－44（板桩计算图三）中5－5曲线进行计算如下（土的内摩擦角φ＝20o）：㈠.钢板桩h＝αH=0.48×6.917＝3.32m则所需最小入土深度h min＝3.32+（－2.867）－（－4.800）＝5.25mM max＝M＝β1H3=0.28×6.9173＝92.66KN·mR max＝R＝ξH2＝4.4×6.9172＝210.52KN钢板桩是3号钢，常用容许弯曲应力[σ]＝180MPa，则所用钢板桩（每1延米）的最小断面模量为：Wmin＝M max/[σ]＝92.66×103/180×106＝0.515×10-3m3＝515cm3所选用的钢板桩完全满足要求。
㈡.支撑系统1支撑位置：S1＝0.475H+0.16h＝0.475×6.917+0.16×3.32＝3.816mS2＝0.525H－0.16h＝0.525×6.917－0.16×3.32＝3.101m 可见导梁位置位于高程为2.117－3.816＝-1.699m处，考虑承台施工时的空间问题，现将内导梁和横撑的轴线高程调整为 1.000m，以满足施工需要，其受力仍按上面得到的R max＝210.52KN计算。
16m长钢板桩围堰结构计算
钢板桩围堰结构计算1、设计参数（1）主跨墩处河道内主要为砾砂土，其土体力学性能如下： 土体容重： r=18KN/m3 土体内摩擦角： φ=36° （2）钢板桩力学性能：钢板桩采用IV 型拉森桩，重量75kg/m ，每1米宽截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=210Mpa 。
（3）承台尺寸：8.4m ×12.3m ×3.5m ，围堰尺寸：10.8m ×15.5m 。
（4）计划采用拉森Ⅳ钢板桩,技术参数:（5）根据地质情况（见图1） 20m 范围加权平均：5.16205.1420410＝＋γ＝⨯⨯5.1420205.14＝φ＝⨯ 05.1320185.14＝＝⨯C主动土压力系数：Ka ＝tg2（45－φ/2）＝0.60 被动土压力系数：Kp ＝tg2（45＋φ/2）＝1.668 2、计算内容（1）内支撑层数及间距按照等弯矩布置确定各层支撑的间距，根据拉森Ⅳ型钢板桩承受的最大弯矩确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度：[]3a w f 6h K γ＝＝m 98.2cm 2981060.05.161020372156335＝＝⨯⨯⨯⨯⨯γ：取加权平均16.5， h1＝0.88h ＝2.62m h2＝0.77h ＝2.29m h3＝0.65h ＝1.94m根据具体情况，确定采用的立面布置形式如下图所示：（2）计算板桩墙上土压力零点离开挖面的距离y ，在y 处板桩墙的被动土压力等于板桩后的主动土压力：γKKpy ＝γKa （H ＋y ）y ＝81.36.0686.12.19.86.0p =-⨯⨯=-Ka KK KaH式中K-主动土压力修正系数，取1.2 （3）钢板桩零点以下入土深度x 的确定： 由力矩分配法计算的如下： P0=47.7KN P1=8.2KN/m P2=63.3KN/m P3=129KN/m P4=80.1KN/m最大弯矩在8.9m 处,Mmax=98.3KN.M采用等值梁法计算原理，土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡，假设土压力零点以下钢板桩零点以下钢板桩埋深为x ，建平衡方程。
钢板围堰计算书
目录1设计资料 (1)2钢板桩入土深度计算 (9)2.1内力计算 (9)2.2入土深度计算 (10)3钢板桩稳定性检算 (11)3.1管涌检算 (11)3.2基坑底部隆起验算 (12)跨宁启特大桥跨高水河连续梁主墩承台钢板桩围堰施工计算书1设计资料(1)钢板桩顶高程H1：8.5m ，汛期施工水位：8.0m 。
(2)河床标高H 0：1.63m ；基坑底标高H3：-7.958m ；开挖深度H ：15.46m 。
(3)封底混凝土采用C30混凝土，封底厚度为1m 。
(3)坑内、外土的天然容重加权平均值1r 、2r 均为：18.8KN/m 3；内摩擦角加权平均值 20=ϕ；粘聚力C ：33KPa22330 5.0218.80.49a c h K γ⨯===⨯。
(4)钢板桩采用国产拉森钢板桩，选用鞍IV 型（新）（见《施工计算手册》中国建筑工业出版社P290页）钢板桩参数 A=98.70cm 2，W=2043cm 3，[]δ=200Mpa ，桩长21m 。
水压：210 6.3763.7/w w p h kN m γ=⨯=⨯= 河床位置处：21263.72330.4917.5/w a p p c K kN m =-=-⨯=基坑底部：22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+⨯+=(5)围囹采用2I56工字钢，支撑采用Ф630螺旋钢管。
2计算资料水压：210 6.3763.7/w w p h kN m γ=⨯=⨯=22330 5.0218.80.49a c h K γ⨯===⨯ 河床位置处：21263.72330.4917.5/w a p p c K kN m =-=-⨯=基坑底部：22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+⨯+=在建立计算模型的时候，采用板单元，根据等刚度的原则将以上的钢板桩截面换算为等效的矩形板截面。
9m钢板桩计算
9m钢板桩围堰设计计算书一、概况1、宁芜线青弋江特大桥13#-17#墩、21#-22#墩、46#墩、55#-57#墩、60#墩-64#墩设计采用8根φ100cm钻孔桩，南京台、65#台设计采用12根φ100cm钻孔桩，43#墩采用设计11根φ100cm钻孔桩，成桩后用钢板桩围堰施工承台。
2.设计参数（1）地下水位取+5.708m。
（2）承台顶标高+7.208m、承台底标高+5.208m、承台尺寸为10.08x4.8x2.0m。
（3）钢板桩围堰内部平面尺寸为12.06x0.68m2，围堰顶标高+8.71m、底标高-0.29m。
（4）承台周围地质为粉质粘土，比重γ土=18.6KN/m3、内摩擦角Ψ=16.49º、粘聚力c＝13.61KPa，因为粉质粘土的液性指数为0.61介于0和1之间，所以水位以下的该土层按不利状态考虑受到水的浮力作用。
其下为粉砂比重γ土=18.7KN/m3，粉砂的内摩擦角Ψ=28～36º，但是含水饱和的细砂很容易失去稳定，因此考虑内摩擦角Ψ取24º。
（5）距板桩围堰外1.5m均布荷载按30KN/m2考虑，围堰内基坑浇注15cm厚砼垫层，35cm 厚碎石垫层。
（6）拟采用拉森IV型钢板桩 W=2037cm3、[σ]=180MPa、L=9m。
岩土工程参数建议值二、钢板桩设计方案1、计算板桩入土深度：作用在钢板桩上的土压力强度及压力分布粉质粘土：由内摩擦角Ψ=17.75º得，m=tg(45-Ψ/2)=0.730，m2=0.533。
各点的主动土压力如下：P a=(γz+q)m2-2cm=30×0.533-2×15.16×0.730=-6.14KN/m2P b=(γz+q)m2-2cm=(18.6×0.5+30)×0.533-2×15.16×0.730=-1.19KN/m2 P c=(γz+q)m2-2cm=(18.6×2+30)×0.533-2×15.16×0.730=13.68KN/m2P d=(γz+q)m2-2cm=(18.6×2+8.6×1.5+30)×0.533-2×15.16×0.730=20.56KN/m2P e=(γz+q)m2-2cm=(18.6×2+8.6×5.0+30)×0.533-2×Array 15.16×0.730=36.60KN/m2水压力（基坑开挖后）：P水=γ水×h水=10×1.5=15KN/m2由上图中f点的土压力Ff=0可得:γKKp×y=γKa(H+y)Kp——被动土压力系数K——被动土压力系数修正值由《简明施工计算手册》知k＝1.70γ——土的重度8.6× 1.7×2.371× 1.5+8.7× 1.7×2.371×(y-1.5)=(18.6×2+8.6×5+8.7×（y-1.5）+30) ×0.422+15解得y=1.80m把af梁段看成钢板桩一等值简支梁根据∑Mb=0得1/2×65×1.5×（2/3×1.5+1）＋58×1.5×（1/2×1.5＋1.5+1）＋1/2×（65-58）×1.5×（1/3×1.5＋1.5＋1）＋1/2×53.09×1.06×（1/3×1.06+1.5+1.5+1）－Rg ×（2+1.5+1.5+1）=0g 点的反力Rg=86.4KNX 可根据Rg 和板桩前被动土压力对板桩底端的力矩相等,即∑Mf=0求得 Rg ＝x 2γ（kk p -K a ）/6X=）（ka kkp Rg -γ/6＝()422.0371.27.17.8/4.866-⨯⨯⨯＝4.07m 得钢板桩最小入土深度t 0=x+y=1.5+4.07=5.57m ，安全系数取1.1得 钢板桩实际入土深度t=1.1 t 0=1.1×5.57=6.2m 。
某大桥钢板桩围堰、支撑及地基检算
围堰、支撑及地基检算长江大桥北岸引桥31#墩位于老鱼塘中，围堰时水位标高为20.6m，承台底设计标高为16.95，围堰顶面标高为21.6m，承台尺寸为：14.4m×9.6m×2.5m。
桩基为9φ1.25m三排钻孔桩。
地质从围堰顶下依次为：0～2.5m为围堰填土，2.5m～9.5m为流塑状淤泥，9.5～24.5m为黏土，24.5～30m为圆砾土，30m以下为砂岩。
（详见北岸引桥31＃墩钢板桩支护立面图）围堰的平面结构形式采用矩形，高度为20m（检算埋深后计算得，计算单附后）。
围堰尺寸为：18.4m×13.6m。
围堰内部设置H型钢矩形支撑（加设角撑）。
围堰顶面1、本图尺寸除注明外均以厘米计；2、本墩号位处老鱼塘中，加之河床底淤泥深度达7m左右，为流塑状；围堰施工时当地不许抽水，水中填土高度在1.5-2m，基坑开挖深度在6m左右，钢板桩采用12m的拉森Ⅴ型，埋深6m。
为了保证钢板桩的整体稳定，基坑上口设钢围檩加强支撑。
由于基底以下4m左右仍为淤泥，为了保证基坑底稳定，基底以下1.0m采用C25混凝土封底。
1、基坑底稳定性检算根据地质情况判断：承台底地质土层为7m 厚流塑状淤泥，再下为9.5m 厚粘土,不考虑淤泥承载。
如下图所示：q钢板桩深入淤泥底面6.35m ，即：围堰底口标高为9.6m ，位于粘土层。
转动力矩：2/)(2/x x h q x W M ⋅+=⋅=γq 为上部荷载，该检算上部荷载q 取值为0即：22/x γh M ⋅=稳定力矩：2x M τπτ=τ为地基土不排水剪切的抗剪强度，τ＝σtg φ+c 均匀土层，τ＝c则：抗隆起安全系数K ＝τM / M 当K ≥1.2时 地基土稳定即：K=2x τπ/22/x γh ⋅ γ为土的重度，18KN/m 3h 为水位至基坑底高差，31＃墩根据计算h ＝20.6-15.95＝4.65m 。
根据设计钻探提供资料，基坑土为粘性土，粘聚力c 取值20KN/m 2。
某桥钢板桩围堰受力计算书
某桥钢板桩围堰受力计算书一.已知条件1.根据实际情况施工水位取百年一遇最高水位＋1.31m 。
2.钢板桩顶标高为＋2.31m ，承台设计底标高为-5.64m 。
3.承台尺寸：13.7m ×8.1m ×3.3m ，围堰尺寸：15.2m ×10.4m 。
根据具体情况，确定采用的立面布置形式见附图2.围囹及内支撑计算根据现场情况，内支撑采用I40b ，布置形式：第一层为两片I40b ，兼作导向框架；第二层为两片I40b ；第三层为三片I40b ，横撑及八字撑布置同边梁。
工况1：抽水至第二层内支撑下50cm 时，第一层内支撑受力处于最不利状态，受力情况分析如下：(1)计算反弯点位置，即利用钢板桩上土压力等于零的点作为反弯点位置，计算其离基坑底面的距离y ，在y 处钢板桩主动土压力强度等于被动土压力强度：y K P y KK a b p γγ+=式中 b P －基坑地面处钢板桩墙后的主动土压力强度值；K －主动土压力修正系数，土的内摩擦角为250时，K 取1.7；γ－土体容重；h －基坑开挖深度；w h －基坑外侧水位深度。
kN P b 3010)31.169.1(=⨯+=()()m K KK P y a p b 4.0406.0464.27.12030=-⨯⨯=-=γ (2)由力矩分配法计算的受力图如下：受力分析图 弯矩包络图支点反力图F 1=100.85kN ， M max ＝309.16kN ·m工况2：围堰内抽水至第三层内支撑下50cm 时，第二层支撑受力处于最不利状态，受力分析如下：(1)计算反弯点位置：kN P b 52)31.189.3(10=+⨯=()()m K KK P y a p b 69.0406.0464.27.12052=-⨯⨯=-=γ (2)由力矩分配法计算的受力图如下：受力分析图弯矩包络图支点反力图F 1=－82.89kN ，F 2=301.27kN ， M max ＝214.58kN ·m工况3：围堰内抽水至承台底下50cm 时，第三层支撑受力处于最不利状态，受力分析如下：(1)计算反弯点位置：kN P b 1.90)31.17.7(10=+⨯=()()m K KK P y a p b 19.1406.0464.27.1201.90=-⨯⨯=-=γ (2)由力矩分配法计算的受力图如下：受力分析图弯矩包络图支点反力图P 0 = 137.67kN ，F 1=22.79kN ，F 2=-60.3kN ，F 3＝359.34kN ，M max ＝198.56kN ·m(3)钢板桩零点以下入土深度x 的确定：采用等值梁法计算原理，土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡，假设土压力零点以下钢板桩埋深为x ，建平衡方程：306)a p (x K KK x P －γ=⨯m K KK P x 3.3)064.0464.27.1(2067.1376)a p (60=⨯⨯⨯==－－γ (4)钢板桩入土深度t 0＝x ＋y ＝3.3＋1.19＝4.49m则t ＝1.2×4.49＝5.39m ，实际入土深度4.99m ，采用18m 钢板桩入土深度7.99m 。
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***大桥8#、9#墩承台钢板桩围堰设计计算书1、工程概况***资水大桥是***至***公路工程中横跨资水的一座大桥，桥梁上部结构设计采用（6×30m）先简支后连续T梁+（58+95+95+58m）现浇变截面混凝土连续梁+（5×30m）先简支后连续T梁结构；主桥下部结构采用钢筋混凝土矩形门式桥墩，钻孔灌注桩基础，主墩墩身顺桥向宽为2.6m，横桥向为2个2.4m宽的墩柱，主墩承台厚度为3.5m，平面尺寸为11×9m，基桩采用直径Φ2.0m钻孔灌注桩。
桥面宽度：2.5 m（人行道）+0.5m（路缘带）+10.75m(车行道)+0.5m（双黄线）+10.75m（车行道）+0.5m（路缘带）+2.5m（人行道）=28m，分两幅修建，桥梁中心桩号K5+873，桥梁全长为644m。
***资水大桥设计洪水频率1/100，设计水位+179.4m，十年一遇洪水水位+172m，施工常水位+164m，近5年12月至4月最高水位+168m。
8#、9#主墩基础位于资水河道内，主墩承台施工采用钢板桩围堰法，围堰考虑能满足在+168m 水位下施工。
2、计算依据《钢结构设计规范》(GB50017-2014)《简明深基坑工程设计施工手册》《简明施工计算手册》《***资水大桥施工图设计》《***资水大桥工程地质纵断面》《***资水大桥钻孔柱状图》3、***资水大桥8#、9#墩钢板桩围堰检算3.1围堰结构概况8#、9#墩单个承台尺寸均为11m（横桥向）×9m（顺桥向）×3.5m（高度），下为4根Φ2.0m钻孔桩，桩基施工采用Φ2.4m钢护筒。
承台施工采用钢板桩围堰法，钢板桩采用国产拉森Ⅳ型钢板桩，材质为SY295。
8#墩承台底标高为+161.498，顶标高为+164.998。
钢板桩单根长度为9m，围堰平面尺寸为30×12m（考虑围堰四周各有1.5m操作及安装模板空间，双幅桥作一个围堰），共设置一道内支撑，围堰顶高程为+168.498m，围堰底高程为+159.498m，封底混凝土厚0.5m。
9#墩承台底标高为+158.495，顶标高为+161.995。
钢板桩单根长度为12m，围堰平面尺寸为30×12m（考虑围堰四周各有1.5m操作及安装模板空间，双幅桥作一个围堰），共设置四道内支撑，围堰顶高程为+168.495m，围堰底高程为+156.495m，封底混凝土厚0.5m。
由于9#墩承台比8#墩承台埋深深度大，围堰受力较8#墩更不利，本计算取9#墩围堰进行计算；9#墩钢板桩围堰立面布置如图3.1。
图3.1 9#钢板桩围堰立面布置图(顺桥向)3.2围堰材料参数钢板桩及内支撑截面参数特性如表3.2、表3.3。
表3.2钢板桩截面参数特性值表表3.3内支撑截面参数特性值表3.3地质资料根据地质勘察报告，8#、9#墩处由上向下分别为卵石、泥质灰岩。
卵石层平均厚度为2.8m，灰黄色，松散，饱和，卵石含量60%左右，最大直径达10cm以上，泥砂质充填，母岩成分为砂岩，分选性差。
泥质灰岩为灰色，灰黑色，中厚层状，中风化，节理裂隙发育，岩芯多呈柱状，局部岩芯破碎，呈碎块状，岩质较硬。
因泥质灰岩节理裂隙发育，岩层较破碎，按卵石层考虑，分析结果偏安全。
地质资料相关参数分别如表3.4、表3.5所示。
表3.4 8#墩地质参数表表3.5 9#墩地质参数表3.4计算假设1.计算时取1m宽单位宽度钢板桩。
2.弯矩为零的位置约束设置为铰接，故等值梁相当于一个简支梁，方便计算。
3.假设钢板桩在基坑灰岩面及封底砼面以下0.5m 处固结，在MIDAS 中限制全部约束。
表3.6 9#桥墩主、被动土压力系数及被动土压力修正系数土层名称 Ka a K Kp p K被动土修正系数k卵石 0.238 0.448 4.1917 2.047 1 泥质灰岩0.2380.4484.19172.04713.5钢板桩围堰施工方案 3.5.1长螺旋钻机引槽施工***桥8#、9#墩承台处覆盖层较薄且承台底位于基岩岩面标高以下，钢板桩围堰需打入基岩一定深度。
按照常规施工工艺，采用震动锤较难将钢板桩打入基岩中，且不能满足嵌入深度要求。
本工程对***桥8#、9#墩承台钢板桩围堰采取长螺旋钻机引槽施工工艺。
首先将钻机作业平台进行加固（保证长螺旋钻机移动和回转），然后采用长螺旋钻机沿钢板桩围堰四周钻孔开槽，再向槽内回填沙袋（沙袋中装满泥砂），最后往槽内打入钢板桩。
图3.7 钢板桩围堰引槽施工示意图长螺旋钻机钻孔钻头直径D=0.6m ，钻孔深度平均为2.5m （槽底高程+156.495m ），引槽施工如图3.7所示。
定位放线 钻机定位调试 钻进成孔 校正桩位及垂直度 钻机移位 完成引槽施工 控制桩底标高回填沙袋 打入钢板桩图3.8钢板桩围堰施工平面示意图3.5钢板桩围堰结构计算3.5.1钢板桩围堰施工步骤(1)对作业平台进行加固，采用长螺旋钻机沿钢板桩围堰四周开槽，槽宽0.6m，槽深约2.5m（槽底高程+156.495m）；(2)往引槽中回填装满泥砂的沙袋；(3)拆除四周钻孔平台，在靠近承台侧定位桩上焊接牛腿，安装第一道内支撑作为钢板桩插打导向围檩；(4)依次插打钢板桩至合拢；(5)围堰内抽水至+164.00m，在+165.00m处安装第二道内支撑；(6)第二道内支撑安装后，围堰内抽水至+161.58m，在+162.50m处安装第三道内支撑；(7)第三道内支撑安装后，抽水并清除卵石至+159.00m，在+160.00m处安装第四道内支撑；(8)第四道内支撑安装后，抽水、清除卵石并整平基岩至+157.995m；(9)浇筑混凝土垫层至承台底；(10)待垫层砼达到强度后，拆除第四道内支撑，凿桩头，施工承台；(11)待承台砼达到强度后，拆除承台模板，在承台与钢板桩空隙间回填细砂，拆除第三道内支撑；(12)施工第一节墩身至第二道内支撑；(13)待墩身砼达到强度后，围堰内注水至第二道内支撑下方（+164.00m ），拆除第二道内支撑；(14)施工第二节墩身至第一道内支撑；(15)待墩身砼达到强度后，围堰内注水至第一道内支撑下方（+167.00m ），拆除第一道内支撑；(16)拔除钢板桩。
3.5.2计算工况工况一 第一道内支撑安装后，围堰内抽水至+164.00m ； 工况二 第二道内支撑安装后，围堰内抽水至+161.58m ； 工况三 第三道内支撑安装后，抽水并清除卵石至+159.00m ； 工况四 第四道内支撑安装后，清除卵石并整平基岩至+157.995m ； 工况五 垫层砼达到强度后，拆除第四道内支撑；工况六 承台砼达到强度后，拆除承台模板，在承台与钢板桩空隙间回填细砂，拆除第三道内支撑； 3.5.3钢板桩计算工况一：第一道内支撑安装后，围堰内抽水至+161.58m ，第一层内支撑受力处于最不利状态。
图3.7 工况一受力简图（1）计算反弯点位置。
假设反弯点离河床表面的距离为y ，在y 处钢板桩主动土压力强度等于被动土压力强度，即w a p P P P +=：主动土压力：y K P a a ⨯=卵γ 被动土压力：y KK P p b 卵γ= 水压力：42.2⨯=w w P γy K y KK a w p ⨯+⨯=卵卵42.2γγγ()a p aw K KK K y -+⨯=卵卵42.2γγγ 10 2.4211.50.2380.5911.5(1 4.1917-0.238)m ⨯+⨯==⨯⨯所以，梁的计算长度取值为1+2.42+0.59=4.01m2/2.24)58.161(m KN P a = (2) 计算结果图3.8 工况一模型图图3.9 工况一反力图图3.10 工况一弯矩图由上图可知，钢板柱最大的弯矩为21.1kN.m ，作用于第一道内支撑的反力为10.9kN 。
工况二 第二道内支撑安装后，围堰内注水至围堰外水位，水下吸泥、清淤至+157.495m 。
图3.11 工况二受力简图本工况梁的计算长度取值为1+1.5+0.92+4.085+0.5=8.005m 。
作用在钢板柱处的主动土压力和静水压力：()2157.49511.50.238 4.58512.6/a P KN m =⨯⨯= 计算结果：图3.12 工况二模型图图3.13 工况二反力图图3.14 工况二弯矩图由上图可知，工况二钢板柱最大的弯矩为-18.2kN.m ，作用于第一、二道内支撑的反力分别为-2.3KN 、8.1KN 。
工况三 封底砼达到强度后，围堰内抽完水；图3.15 工况三受力简图本工况梁的计算长度取值为1+1.5+0.92+3.085+0.5=7.005m 。
作用在钢板柱处的主动土压力和静水压力：()2157.49511.50.238 3.58510 6.00569.9/a P KN m =⨯⨯+⨯= 计算结果：图3.16 工况三模型图图3.17 工况三反力图图3.18 工况三弯矩图由上图可知，工况三钢板柱最大的弯矩为-90.6kN.m ，作用于第一、二道内支撑的反力分别为-12.2KN 、83.7KN 。
工况四 承台施工后向钢板桩与承台间回填砂土并拆除第二道内支撑。
图3.19 工况四受力简图本工况梁的计算长度取值为1+2.42+0.5=3.92m 。
作用在钢板柱处的主动土压力和静水压力：()2161.5810 2.4224.2/a P KN m =⨯=()2161.0811.50.2380.510 2.9230.6/a P KN m =⨯⨯+⨯= 计算结果：图3.20 工况四模型图图3.21 工况四反力图图3.22 工况四弯矩图由上图可知，钢板柱最大的弯矩为-21.4kN.m ，作用于第一道内支撑的反力为5.4KN 。
根据上述对钢板桩围堰四种工况计算，钢板桩内力及内支撑支撑反力计算结果汇总如下表：表3.23 钢板桩内力及内支撑支撑反力由表3.23可知，钢板桩最大弯矩发生在工况三，M max =90.6kN∙m ， σmax =M max W ⁄=90.62270×103⁄=39.9MPa<[σ] 1.5⁄=295 1.5⁄=196.7MPa ，满足要求！ 3.5.3 内支撑计算由表3.23可知，第一道内支撑最大支撑反力为12.2kN ，第二道内支撑最大支撑反力为83.7kN 。
由于第一道内支撑反力较小，这里不予计算，取受力较大的第二道内支撑进行验算。
第二道内支撑圈梁采用2I56b ，支撑钢管采用Φ530-10，采用MIDAS CIVIL 建立有限元模型如下图：图3.24 第二道内支撑模型图图3.25 第二道内支撑变形图图3.26 圈梁组合应力图图3.27 钢管组合应力图图3.28 钢管轴力图（1）强度验算由以上计算结果可知，第二道内撑最大位移为4mm ，圈梁最大组合应力为87.2MPa ＜215MPa ，钢管最大组合应力为88.9MPa ＜215MPa ，发生在四角斜撑钢管处。