拉森钢板桩支护方案计算书

桂林市西二环路道路建设工程排水管道

深基坑开挖施工方案计算书

一、工程概况

桂林市西二环路二合同段污水管道工程的起点K12＋655，终点K17＋748，埋设管道为聚氯乙烯双壁波纹管（Ф 500）和钢筋砼管（Ф 800），基础采用粗砂垫层，基础至管顶上50cm 范围为粗砂回填，其上为级配碎石回填至路床；起点管道底部标高为，管道平均埋深为米左右，最深为米，地下水位较高，其中有局部里程段厚土层以下是流沙层，开挖时垮塌较严重，为防止开挖时坍塌事故发生，特制定该方案，施工范围为K12+655～K14+724段左侧污水管。

本段施工段地质为松散耕土、粉质粘土，地下水位高，遇水容易形成流砂。

二、方案计算依据

1、《桂林市西二环路道路建设工程（二期）施工图设计第三册（修改版-B ）》（桂林市市政综合设计院）。

2、《市政排水管道工程及附属设施》（06MS201）。

3、《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》（CECS164:2004）。

4、《钢结构施工计算手册》（中国建筑工业出版社）。

5、《简明施工计算手册》（中国建筑工业出版社）。

三、施工方案简述

1、钢板桩支护布置

钢板桩采用拉森ISP- Ⅳ型钢板桩，其长度为12米/根，每个施工段50m需260根钢板桩。根据施工段一般稳定水位154.0m 和目前水位情况，取施工水位为

154.00m。根据管沟开挖深度（），钢板桩支护设置1 道型钢圈梁和支撑。以

K14+100左侧排污管道钢板桩支护为例，桩顶标高为157.83m，桩底标高为

148.83m，依次穿越松散耕土→粉质粘土层。

2、钢板桩结构尺寸及截面参数

拉森ISP- Ⅳ型钢板桩计算参数如下表所示：

四、计算假设

1、根据设计图纸中地勘资料提供的土层描述，本计算中土层参数按经验取值如下（K14+100

钢板桩支护处）：

则计算取值：γ =18 KN/m3，φ =150，c=10 KPa 。

2、支护计算水位按154.00m 考虑。

3、计算时按照支护周边均为土体进行计算，不考虑空隙水压力及土体浮容重, 同时

不扣减由土体粘聚力与钢板桩之间产生的摩擦力。

五、钢板桩围堰计算

1、内力计算本工程土压力计算采用钢板桩全部承受的主动土压力视为有效主动土压

力。以地面标高157.330m 为基准，计算各高度点的有效土压力。地面超载按照

30t 考虑，换算后为5KN/m2，换算为土高度h0=q/ γ5/18=0.28m。

主动、被动土压力系数

Ka tg 2（45 15） 0.589, Ka 0.767

v1.0 可编辑可修改Kp tg 2（45 ） 1.698, Kp 1.303

有效主动土压力计算（受力分布图如下）

按照各工况（一道支撑）进行受力计算，具体如下：

A、

P1

B、

0X

5.

在标高157.33m

位置时的土压力强度（地面处）

2 15 2

18 0.28tg 2 (45 ) 2.97KN /m2

在标高156.33m 位置时的土压力强度（支撑处）

2 15 2

P2 18 (0.28 2)tg 2(45 ) 24.17KN /m2

C、在标高152.63m 位置时的土压力强度（基底部）

P3 18 (0.28 4.7)tg2(45 15) 52.80KN /m

2

2.5=

支撑层数及间距

按照等弯矩布置确定各层支撑的间距，则拉森ISP- Ⅳ型钢板桩顶部悬臂端的最大允

许跨度为：h 6[ ]W

Ka

3

6 200 2043 105

18 1030.589

284.9cm 2.85m

h0 2.85m

h1 1.11 2.85 3.16m

施工时考虑放管空间位置，确定采用布置一层支撑，即从自然地

面下

工字钢围檩，加Ф203钢管横撑；自钢板桩顶下为1 道围囹支撑。

施工工况下围檩计算

围檩受力(采用近似法计算)

2m 设置Ⅰ 20a

q

1 24.17 0.28 2.0

13.78KN /m

开挖到基底标高时土压力最大，为最不利工况，土压力均布荷载为m，则此时钢板桩

所受的最大弯矩为 M max 0.125 q1 l 2 0.125 13.78 32 15.503KN ?m，拉森ISP-Ⅳ

型钢板桩抗弯截面模量为 2043cm3, 则钢板桩所受最大弯曲应力为：

M max W 6

15.503 10 7.59Mpa <200Mpa ，完全满足要求。 2043000

钢板桩最小入土深度计算

入土深度控制是钢板桩设计计算的关键，本方案为验证相关计算规则的合理性及

准确性，采用两种计算方法进行验算后对照复核。

采用盾恩近似法计算

如上简化后土压力分布图，假定作用在板桩EG｀段上的荷载EHJG一半传至E

点上，另一半由坑底土压力FGR 承受，由几何平衡关系可得

入土深度计算公式： 1 1 2

KaH (h4 x) (Kp Ka)x2 22

即 (Kp Ka)x2 KaHx KaHh 4 0 , 代入相关数据计算可得： 1.109x2

2.77x 7.474 0,求解得 x 4.12m, 即钢板桩在基底以下入土深度大于时就能满