钢板桩基坑防护设计计算实例

目录

一、基本资料 (1)

二、计算过程 (1)

1、围挡入土深度的计算 (1)

2、支撑T的计算 (2)

3、板桩的最大弯矩的计算 (2)

三、方案比选 (2)

1、钢管桩方案 (2)

2、钢板桩方案 (2)

2.2支撑的选择 (3)

四、施工方案 (4)

1、钢板桩施工的一般要求 (4)

2、钢板桩围挡基坑施工顺序 (4)

3、钢板桩的检验、吊装、堆放 (4)

3.1钢板桩的检验 (4)

3.2钢板桩吊运 (4)

3.3钢板桩堆放 (4)

4、导架的安装 (5)

5、钢板桩施打 (5)

6、钢板桩的拔除 (6)

6.1拔桩方法 (6)

6.2钢板桩土孔处理 (7)

五、其它保障措施 (7)

一、基本资料

连续梁结构为40-64-40。连续梁基础为10-1.5米钻孔灌注桩基础，承台尺寸为14×10.5×3.5米。基坑基底标高为63.529，原地面标高为69.21，拟采用有挡开挖。

待开挖基坑为粉质粘土，取土的容重3

/KN 19m

=γ

，

20

=φ

，c=12KPa ，因

为桥位处地下水变动比较大，计算不考虑土的饱和容重、浮容重和地下水的静水压力，而通过取安全系数K=2来保证围挡结构安全。

考虑到基坑作业，围挡结构平面尺寸拟定为17×13米。按照围挡结构安全，施工方便的原则，拟定围挡结构的支撑体系为单撑。按照板桩下端为自由支撑建立计算模型。 二、计算过程

1、围挡入土深度的计算

假定板桩入土深度为t ，被动土压力 安全系数为K ，计算模型如右图示： 当

20

=φ

，朗金土压力系数：

m=0.7，㎡=0.49，m

1=1.428，2

m

1=2.04

则：

)

6()53.1966.4()(]2)[21E 2

A

t t t h cm m t h +⨯+=+⨯-+=

（γk

t t t m

c

m

t K

E p

/)14.1738.19()1219(2

12

12

+=⨯+⨯⨯= （式一）

在钢板桩支点T 处，∑

M

=0，得：

)

3

25.1(]5.1)(3

2[

t h K

E t h E p

A +

-=-+ （式二）

将式一代入式二，当K=1.6，t=5米。

板桩计算图示

2、支撑T 的计算

由平衡条件∑

=0H ，得：

a

K

E E

T p

A

⨯-=)(=115KN

3、板桩的最大弯矩的计算

设板桩的最大弯矩截面在基坑底L 处，则该截面的剪力应等于零，即 （4.66L+19.53）×(6+L)=(19.38L+17.14)×L/K+115

L ≈0

可求得每延米板桩墙的最大弯矩：

=

max

M

T ×4.5-

2

6)2619(2

12

⨯⨯-⨯⨯cm m

=283KN ·m

则每延米要求支挡结构的抗弯截面系数为： 3

1665]

[cm

M

W

mzx

==σ

三、方案比选 1、钢管桩方案

钢管桩选用Ф377×8mm 的，d=361mm ，958

.0==D

d α，惯性矩)

1(64

4

4

α

π-=

D

I

=1563840444mm ，抗弯截面系数2

/D I W =

=8296233mm

每根钢管桩承受弯矩为：W

M

⨯=][][σ=141 KN ·m

因此，每延米保证有2根可以满足使用要求。 2、钢板桩方案

对于钢板桩选用德国拉森型的可以选用拉森Ⅲ型的，每延米断面模量为13633cm

拉森型钢板桩材质为SY295的，承受的抗弯强度为395 KN ·m ，可以通过。 另外考虑到基坑在洪河边，选用12米的板桩，防水渗入。 2.1围囹的选择

钢板桩在顶部向下1.5米位置加一道围囹，围囹采用40a 型工字钢，2根并列，根据前面计算可知，围囹在2支点之间承受均布荷载，荷载强度为115KN/m ，返算围囹的支撑间距：

10

2

ql M =

，要求=

⇒≤l MPa 170σ

5.7m ，基坑加固型式如下图：

2.2支撑的选择

中间的支撑选用Ф293型圆管。支撑计算如下：

取最不利状况，钢管支撑承受的轴向力为5.6×115KN=644KN 。

W

P A P cr cr mxx

δσ

+=

其中：cr P —为中心受压直杆的临界力

2

2

)

(l EI

P cr μπ=

长度系数取1，则对于Ф293×10圆管，

cr

P =

2

4

2

7

.118881210cm

GP

a

⨯⨯π

=1344KN

δ—为撑杆在自重作用下的挠度值

EI

N EI

ql

3847

.11698538454

4

⨯⨯=

=

δ=10㎜

W —钢管撑的抗弯截面系数6063cm