钢板桩计算书--实用.docx

钢板桩设计计算书

各工况钢板桩埋深及强度计算（根据《深基坑工程设计施工手册》计算）

各土层地质情况：

天然容重117.1KN / m3，粘聚力 c19.2 ，内摩擦角1 2.60，

K a1 tan 2 (451 ) 0.91 ， K p1 tan 2 (451 ) 1.10

22

取1 米宽钢板桩进行计算，所有设备均在预留平台施工，围堰顶部施工荷载忽

略不计。基坑开挖深度 4m，钢板桩外露 1 米。拟选用 16 米长钢板桩，入土深

度11 米。在 +3m位置设置第一道支撑。

围堰采用日本三菱钢板桩FSP-Ⅳ型钢板桩，其技术参数如下：

截面尺寸 400mm（宽度）×170mm（高度）×15.5mm（厚度），重量为 76.1kg/m ，

惯性矩为

434

4670cm，截面模量362cm，板桩墙惯性矩为38600cm/m，截面模量

3

2270cm/m，

钢板桩平面布置、板桩类型选择，支撑布置形式，板桩入土深度、基底稳定

性设计计算如下：

(1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图

基坑底以上土压力强度 Pa1：

Pa1=r*4Ka=17.1 ×3.5 × 0.91

=54.5KN/m2

(2)确定内支撑层数及间距

按等弯距布置确定各层支撑的间距, 根据钢板q=54.5N/m2

桩能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:

36[f]w

3 6 350 2270 105

h=rka=17.1 1030.91

（简明施工计算手册公式3-28 ）

=313cm=3.13m

钢板桩土压力分布图h：板桩顶部悬臂端的最大允许跨度

［ f ］：板桩允许弯曲应力

r ：板桩墙后的土的重度k a：主动土压力系数

h1=1.11h=1.11 × 3.13=3.47m（简明施工计算手册图 3-10 支撑的等弯矩布置）h2=0.88 h =0.88 ×3.13=2.75m（简明施工计算手册图 3-10 支撑的等弯矩布置）

A、工况一

+4

A

筑岛顶+3m

PaA

-0.5m C

PpC

Ea

土层1

Ep

PpD D PaD

第一道支撑已施工，开挖至 +1m（开挖深度 2m），此时拉森钢板桩为单锚浅

埋式钢板桩支护（第一道支撑设在 +3.0 位置）

确定钢板桩埋深

查深基坑工程设计施工手册表 6.5-2，此时被动土压力放大系数为 1.2

K p 1.2K p1 1.32

t= （3E p-2E a）H/2(E a- E p)简明施工计算手册公式3-24

t=7.5m实际埋深为12 米，

计算支撑反力

E a 1 p aD

h1

1

15.56h1(h1 )7.78 9.59.5702.2KN / m 22

E p

1

p pD h 9.41 7.5 7.5 1.2 635.2KN / m

2 根据水平力平衡， E a E p R 0

得 R 67KN / m

即支撑反力为 67KN/m

钢板桩弯矩 113.3KM.m （B 点位置）

B 、工况二

第二道支撑已施工，开挖至 -0.5m （开挖深度 3.5m ），此时拉森钢板桩此时拉森钢板桩为多锚式钢板桩支护（第二道支撑设在 +1 位置）确定钢板桩埋深

A'

H

t

τ

基坑底面

t

钢板桩底

γkpt

γka( ΣHi+t)

t

B'

根据盾恩法求桩的入土深度

由公式γ k a H(h i +t)= γ(K p -K a )t 2 整理得 :

(K p -K a )t 2-Hk a t-Hk a h i =0 代入相关数据得：

(1.32-0.91)t

2

-3.5 ×0.91t-3.5 × 0.91 × 1.5=0

解得： t=9.09m

故要求钢板桩总长度： L=4.5+9.09=13.59m, 取 L=15m ，入土深度 10.5 米，

安全系数为 1.17 。

E a

1 p

aD

h 1

1

15.56h 1

(h 1 ) 7.78 14 14 1524.9KN / m

2

2

E p

1

p pD h

9.41 10.5 10.5 1.2 1245KN / m

2

按简支梁计算，假定横梁承受相邻两跨各半跨上的主动土压力：

R n=1/2PaD(h n +h n+1)

R n：第 n 道支撑处所受压力强度

D：第 n 道支撑支点至板桩顶的距离

h n：第 n 道支撑支点至上一支点的跨度

h n+1：第 n 道支撑支点至下一支点的跨度

则第一道支撑反力为 15.6KN/m ，第二道支撑反力为 264.3 KN/m，钢板桩弯矩为 340KM.m（B 点位置）

C、工况三

底板已施工完成（即60cm砼封底），此时拆除第二道支撑（第二道支撑设在 +1 位置）将封底砼看作一道支撑，则按 1/2 分担法计算 2 道支撑结构内力（根据《深基坑工程设计施工手册》 P294）。则第一道支撑反力为 15.6KN/m ，第二道支撑反力为 70KN/m，第三道支撑（即封底）反力为 194.5 KN/m

由计算可知钢板桩受力最大M=340 KM.m

M

=150 MPa，满足要求

W

(3)基坑底部的隆起验算

主动土： N q=eπtgφ tg 2(45 ° +φ /2)=1.27 KN （深基坑工程设计施工手册公式2.8-11）

被动土：N c=(N q -1)/tgφ=5.95 KN

故抗隆起安全系数

Ks =(γtNq+cNc)/[γ(H+t)]（深基坑工程设计施工手册公式 2.8-10）=(17.1× 10.5 ×1.27+9.2×5.95)/[17.1× 14]

=1.18>1.1

满足要求

（ 3）基坑底管涌验算( 按水中墩验算)

根据不发生管涌条件：

K=（h＇+2t ）r ＇/ h＇r w≥ 1.5简明施工计算手册公式3-40

h＇---地下水位至坑底的距离，施工水位取+3 米

t-----板桩入土深度，取10.5 米

r ＇=r s-r w=17.1-10.0=7.1 KN/m3, t=9m h＇=3.5m r w=10.0 KN/m3