钢板桩计算

目录

一、工程概况 (1)

二、基坑支护方案选择 (1)

三、方案设计 (2)

１、土压力计算 (3)

２、工字钢选型计算 (7)

四、“工”字钢木挡板支护结构施工 (8)

１、施工准备 (8)

２、施工工艺 (10)

五、工字钢桩的拔除 (12)

１、拔桩阻力计算 (12)

２、振动拔桩法 (13)

六、质量要求 (14)

１、质量标准 (14)

２、打桩倾斜纠正方法 (15)

３、成品保护 (15)

七、安全要求 (15)

深基坑支护方案

一、工程概况

本工程为钢结构组合工程，层高为4.0 米，基坑开挖深度-8.4 米，占地面积为1536 平米，地面以上15 层，地下室2 层，地下水位为-5.6 米，总建筑面积为15442 平米。

二、基坑支护方案选择

基坑南侧长为50 米，施工场地较小，建筑物沿红线设计。由于种种原

因，工程在基坑开挖完毕后，暂停一段时间。西南侧由于放坡过大，

占用市政马路用地，采用护坡进行回填以满足马路的施工，根据卡塔

尔土质条件，确定采用基坑内降水工字钢支护方案。因为基坑开挖深

度-8.4 米，地下水位为-5.6 米，操作面属于含水层中，采用集水坑人

工降低地下水位，并结合明沟排水，保证施工作业面的干燥环境。

基坑内降水工字钢支护方案的优点是桩可拔出，成本低，施工简便；

受力性能好、刚度大、材料省、易于施打、挤土少。缺点是打、拔桩

后留下的孔洞要处理。

三、方案设计

该支护结构由“工”字钢、木挡板、围檩、支撑（或拉锚系统）组成。待地下结构作业完成后，可拔出“工”字钢经调直后重复使用；木挡板在基坑回填时如果安全允许应设法回收。

木挡板是直接承受侧向荷载的构件，厚度以7CM 左右为宜，木板的长度依据“工”字钢的间距而定。“工”字钢的间距一般采用0.8 米、

1.0 米、1.2 米、1.5 米、1.6 米等，间距过小则增加钢桩数量，过大则需要增大木挡板厚度。

１、土压力计算

（１）基本数据确定

z 根据地质勘探资料可知，回填土放坡比例为1：3；粘土砾石放坡比

例为1：6。

z 桩底土层参数加权平均值：容重γ＝21.35KN/M3，凝聚力C＝20KPa，内摩擦角φ=30°。

z 被动土一侧土层参数：容重γ＝21.9KN/M3，凝聚力C＝0 KPa ，内摩擦角φ=40°。

z 基坑南侧地面按重型公路荷载，且考虑基础工程施工过程中要使用

汽车式起重机，因此取地面荷载为q=35kpa，荷载边缘距离坑边1

米以上。

筑龙网

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地层

名称

土层

厚度h

(m)

坚固

程度

土类

鉴定

容重γ

KN/M3

凝聚力C

KPa

内摩擦角φ

度

抗压强度

Pa

回填土0-2 非常

软

用拳头易击

碎

21.9 15 30 ＜245

2-4 软用拇指易击

碎

21.9 20 30 245—490

4-8 硬适度用拇指

可以击碎

20.8 20 30 490—980

粘

土

砾

石

8-15 坚硬费力用拇指

可以击碎

22.13 20 30 980—1960

（２）计算原则

因为桩顶无法在马路上加拉结，按照悬臂顶部无拉结计算方法（布氏Blum 理论曲线）计算。

取宽度计

算单位为

１米，作用

在工字钢

桩的力学

计算模型

见下图：

取桩底B 点合力弯矩为零，即可得到较小的插入深度x 后，再将它增加２０％，即为选定的插入深度。设ΣE 是各种主动土压力之和，Ep 是被动压力和假定的p 代替。则得：

( ) 3( ) '

6

p a x K K

E l x a

. γ

Σ+ . . =

工字钢桩，内配７

＊７木方

排水沟800×800

工字钢桩顶部无拉结护坡计算简图

集水坑

8400

筑龙网

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γ’――换算后的土重度，当为均布荷载，可折土柱高h’=p/γ，则

γ’=γ(h+h’)/h；

主动土压力系数Ka=tan2(45°－φ/2)；

被动土压力系数Kp=tan2(45°＋φ/2)

.. 令x=ωl，m=6ΣE/(Krl2)，n=6ΣEa/(Krl3)，由m、n 值按照布氏Blum 理论曲线查得ω，可求得x。

.. 弯矩为零处的u 值按下式计算：( ) A

p a

e

K K

μ

γ

=

.

，桩需要插入深度：

t=u＋1.2x。

.. 主动土压力强度ea=(q+γh)Ka

.. 最大弯矩在桩剪力为零处，即ΣQ＝０，得：

2( ) '

2

m p a x K K

E

. γ

Σ=

( )

2

' m

p a

x E

K K γ

Σ

=

.

( ) 3( ) '

max 6

m p a

m

x K K

M El x a

. γ

= Σ + . .