钢板桩围堰计算单(深埋)

W01＃墩钢板桩围堰计算
一、基本参数 1、承台参数
2、材料选择
（1）、钢板桩采用拉森Ⅵ钢板桩围堰，钢板桩参数见下表：
（2）、内支撑采用HM588型钢、φ426和φ600钢管。

（3）、土层为粉砂，取内摩擦角 20=ϕ，3/20m kN =γ，浮容重3/10'm kN =γ。

主动土压力系数49.0)2/2045(tan 2=-=a K 被动土压力系数04.2)2/2045(tan 2=+=p K
二、围堰计算
1、封底混凝土厚度计算
（1）、围堰封底抽水完成后，封底混凝土需承受水头差引起的向上的上浮力，封底混凝土标号为C30，其容重γ=24kN/m 3，施工时清理基底保证封底混凝土厚度不小于1.5m ，计算取1.3m 有效厚度。

封底混凝土所受荷载：
q=γ
水
h 水－γ
砼
h 砼
=10×6.88-24×1.5=32.8kN/m 2
（2）、按照四边简支双向板计算，Lx=7000mm ，Ly=9000mm ，Lx/Ly=0.78，查得：αx=0.0613，αy=0.0319，
Mx= 0.0613qlx 2=0.0613×32.8×72 =98.5kN ·m My= 0.0319qlx 2=0.0319×32.8×72 =51.3kN ·m
m kN M M M y x x ⋅=⨯+=+=1.1073.51167.05.98max ν m kN M M M x y y ⋅=⨯+=+=7.675.98167.03.51max ν
取1m 单位宽进行验算: A=bh=1.3m 2，Wx=bh 2/6=0.28m 3
σmax=Mmax/Wx=0.1071/0.28=0.38MPa<0.5Mpa <满足要求> （3）、钢护筒粘结力计算
围堰投影面积：A=15×34-(0.785×2.82×10)=448.46m 2； 封底混凝土重量：G=24×448.46×1.5=16144.6kN ； 浮力：F 浮＝6.88×10×448.46＝30854kN ；
一个围堰共有10根φ2.8m 钢护筒，每根钢护筒所承受的粘结力为： （30854-16144.6）/(3.14×2.8×1.3×1000×10)＝0.13MPa <0.15 MPa
<满足要求>
（4）、结论：1.5m 厚封底混凝土满足受力要求。

2、钢板桩计算
1）工况一： 在水面上（+6.0m ）安装第一道内支撑，插打钢板桩后清淤至-0.88m 。

按照单锚深埋试算
用等值梁法计算板桩，为简化计算，常用压力强度等于零点的位置来代替正负弯矩转折点的位置。

受力简图如下所示：
围堰内
围堰外清淤标高-0.88
(单位：m)
钢板桩上压力强度等于零的点离河床面的距离y,可根据在y 处板桩前的压力强度等于板桩后的压力强度,即：内外w p a w e e e e +=+，又因为内外w w e e =故：
y KK hK p a ''γγ=
其中K 被动土压力修正系数，查表得＝1.6
y y ⨯⨯⨯=⨯+⨯04.26.11049.0)76.5(10
解得 y ＝1.0m
取1m 宽范围钢板桩，按简支梁计算等值梁，建立MIDAS 模型。

反力计算结果（单位：KN ）
计算得：
内支撑反力 R=31.4KN/m P 0=64.1KN/m
求x ：x 可根据P 0和墙前被动土压力对钢板桩底端的力矩相等求得，即 206
)
('x K KK P a p -=
γ
m K KK P x a p 7.3)
(60
=-=
γ
钢板桩最小埋深t 0=x+y=3.7+1.0=4.7m 实际埋深t=1.2×t 0=5.6m
钢板桩长度0.5+4.8+5.6=10.9<12m ，满足要求。

桩身弯矩计算结果（单位：KN ·m ）
M max =106.0KN ·m
][9.51102043100.1063
6
max σσ<=⨯⨯==MPa w M ，满足要求。

工况二：围堰内封底完成后抽水。

取封底砼顶往下500mm 作为钢板桩计算的支撑点，受力计算图示如下：
围堰内
围堰外
(单位：m)
2
/
3.
23
49
.0
76
.4
10
'm
kN
hK
e
a
a
=
⨯
⨯
=
=γ
2
/
8.
58
88
.5
10m
kN
H
e
w
=
⨯
=
=γ
计算1m范围内板桩的内力及各支点反力如下：
板桩弯矩内力（单位：kN·m）板桩各支点反力（单位：kN/m）
R＝78.8kN/m, R x=149.5kN/m , M max＝147.8kN·m
钢板桩桩身应力]
[
3.
72
10
2043
10
8.
147
3
6
maxσ
σ<
=
⨯
⨯
=
=MPa
W
M
，满足要求。

3、内支撑计算：
通过上述计算:
内支撑控制荷载R＝78.8kN/m。

内支撑导环采用HM588，支撑采用φ426和φ600钢管。

用MIDAS建模计算，计算结果如下：
内力计算，杆件最大轴向力591KN
剪应力计算，杆件最大剪应力46.1Mpa<110Mpa （满足要求）
压弯组合应力计算，杆件最大组合应力116.5Mpa<170MPa （满足要求） 组合应力：
MPa MPa 1871701.12.1411.4635.11632222=⨯<=⨯+=+=τσσ（满足要求）。