承台(钢板桩)计算单

基坑钢板桩支护计算单

根据本工程现场实际情况，主墩承台靠河岸侧采用拉森Ⅳ钢板桩进行防护。

1、求钢板桩插入深度

K a=tg2(45-φ/2)= tg2(45-15.4/2)=0.4404

K p=tg2(45+φ/2)= tg2(45+15.4/2)=1.1851

e a2=γhK a=20x2.5x0.4404=21.101 KPa

u=γhK a /γ(K p - K a)= 20x2.5x0.4404/20x(1.1851-0.4404)=1.48 ∑p=21.101x2.5/2+1.48x21.101/2=26.38+15.61=41.99 KPa

a=2h/3=2x2.5/3=1.67m

m=6∑p/γ(K p - K a)(h+u)2

=6x41.99/20x(1.1851-0.4404)x(2.5+1.48)2=1.07

n=6∑p/γ(K p - K a)(h+u)3

=6x41.99/20x(1.1851-0.4404)x(2.5+1.48)3=0.45

查布鲁姆理论的计算曲线，得

ξ=1.26

X=ξ(h+u)=1.26x(2.5+1.48)=5m

t=1.2X+u=1.2x5+1.48=7.48m

桩总长：2.5+7.48=9.98m 取10.0m。

2、求最大弯矩

最大弯矩位置：

X m2=2∑p/γ(K p -K a)= 2x41.99/20x(1.1851-0.4404)=5.64

X m=2.37

最大弯矩：

M max=∑p(h+u+X m-a)- γ(K p -K a) X m3/6

=41.99x(3.98+2.37-1.67)-20x(1.1851-0.4404)x2.373/6

=163.47KN·m

3、钢板桩应力

拉森Ⅳ钢板桩：W=2037cm3

σ= M max/W=163.47x104/2037=802.5 KN/cm2＜1700 KN/cm2(可)

基坑旋喷桩桩支护计算单

一、抗倾覆稳定

开挖深度范围内土体力学指标取加权平均值

φ=(9.6x1.8+15.6x2.7)/4.5=13.2

c=(9.0x1.8+50x2.7)/4.5=33.6KPa

Ka=tg2(45-φ/2)= tg2(45-13.2/2)=0.628

Kp=tg2(45+φ/2)= tg2(45+13.2/2)=1.592

Ea=∑γi h i Ka-2cKa+γ水△h1

=(18.6x1.8+20.0x12.7)x0.628-2x33.6x 0.628 + 10x13.2 =259.29KPa

Ep=γi h i Ka+2cKa+γ水△h2

=20.0x10x1.592+2x33.6x 1.592 +10x10

=503.19KPa

墙体自重:W=γ0BH=19x1.0x14.5=275.5KN

M R= Ep·h/3+W·B/2=503.19x10/3+275.5x1.0/2=1815.05KN·m M o= Ea·H/3=259.29x14.5/3=1253.24KN·m

K= M R/M o=1815.05/1253.24=1.45

二、抗滑动稳定

K h= (W·tgφ+c·B+ Kp)/ Ea

=(275.5x tg13.2+33.6x1.0+503.19)/259.29

=2.32

三、桩体应力

Ea’=∑γi h i K a-2c K a+γ水△h

=(18.6x1.8+20.0x2.7)x0.628-2x33.6x 0.628+10x3.2 =33.69KPa

M max= Ea’·h/3=33.69x4.5/3=50.54 KN·m

W=πD3/32=πx1.03/32=0.098m3

σmax= M max / W=50.54/0.098=515.7KPa<860KPa

钢板桩围堰的设计与施工

方立新孟宪刚

(江苏捷达交通工程集团公司,江苏淮安223001)

摘要：根据钢板桩围堰的实际受力状况建立力学模型。通过理论计算确定钢板桩围堰的实际受力，并通过实际施工情况验证该方法的可行性。比规范中采用的经验算法具有更高的精确性和安全性，能够更好的满足工程施工需要。

关键词：钢板桩围堰；设计；施工

目前，对于钢板桩围堰的设计主要是沿用《公路桥涵施工手册》和教科书中的经验算法。由于经验算法带有很大的近似性，并不一定能够真实反映钢板桩围堰的实际受力状况，有时会出现较大的偏差，给围堰的使用带来很多不安全因素。笔者在洪泽苏北灌溉总渠大桥施工中，为避免出现较大的变形，在对钢板桩围堰设计时采用了理论算法。经实践检验，理论算法能够较为精确的反映围堰的实际受力状况，对于合理设置内支撑和减小封底厚度起到了重要的保证作用。下面就钢板桩围堰的设计与施工做详细论述：

1 已知条件

1.1 承台尺寸：10.3m（横桥向）×6.4m（纵桥向）×

2.5m（高度），底部设计有10.7×6.8m×1.0m的封底砼。

1.2 承台及河床高程

承台顶面设计高程为h=5.0m，河床底高程为5.5m，河床淤集深度约为30cm。

1.3 水位情况

正常水位：h常=10.8m（此时水深5.3m），最高水位hmax =11.5m（水深6.0m），围堰设计时按最高水位考虑。1.4 水流速度

因该桥位于水电站下游，水流较为湍急。设计时速V=1.0 m/s，不考虑流速沿水深方向的变化，则动水压力为：P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN

式中：P-每延米板桩壁上的动水压力的总值（KN）；

H-水深（米）；

V-水流速度（1.0m/s）；

g-重力加速度（9.8m/s2);

B-钢板桩围堰的计算宽度，B=10m；

D-水的密度（10KN/m3）;

K-系数，（槽形钢板桩围堰K=1.8~2.0，此处取1.8）。（参照《公路施工手册》，假定此力平均作用于钢板桩围堰的迎水面一侧。）

1.5 河床水文地质条件

河床土质良好，多为粘土、亚粘土，局部有亚砂土，承载力较强。围堰基底至河床部分土质为粘土(层厚约2m)、亚砂土(硬塑状态，很湿，层间无承压水，层厚约为1m)。

2 拟定方案

结合河床地质情况及施工要求，拟采用日本产钢板桩进行围堰施工，长度为15m，宽度为40cm，厚度为18cm，设计图见图1、图2。

图1 钢板桩围堰设计图（立面）

围堰顶面标高拟定为12.5m，高出最高水位1.0m。围堰设计图3，所有内围囹均采用56b工字钢制作，节点采用焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。为确保整个围囹的刚度和稳定性，对每层中间一道工字钢上面加焊型钢并将上下四道工字刚用25#槽钢焊接连接。在施工期间安排专人值班以防吊物碰撞。

图3 钢板桩围堰图(平面)