钢板桩计算书

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117.1KN/m3，粘聚力c19.2，内摩擦角12.60，

Ka1tan2(4512)0.91， Kp1tan2(4512)1.10

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4670cm4，截面模量362cm3，板桩墙惯性矩为38600cm4/m，截面模量2270cm3/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=×× =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 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]wrkaq=.5N/m2h=

536350227010 = 17.11030.91

（简明施工计算手册公式3-28） =313cm=3.13m

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 ka：主动土压力系数

钢板桩土压力分布图h1==×=3.47m（简明施工计算手册 图3-10支撑的等弯矩布置） h2= h =×=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

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+位置） 确定钢板桩埋深

查深基坑工程设计施工手册表，此时被动土压力放大系数为 t=（3Ep-2Ea）H/2(Ea- Ep) 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

根据水平力平衡，EaEpR0 得R67KN/m

即支撑反力为67KN/m 钢板桩弯矩（B点位置）

B、工况二

第二道支撑已施工，开挖至（开挖深度），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 根据盾恩法求桩土深度 由公kaH(hi+t)=(Kp-Ka)t2 整理得:

式γ钢板桩底B'A'的入γ基坑底面tτtγkptγka(ΣHi+t)(Kp-Ka)t2-Hkat-Hkahi=0

代入相关数据得： 解得：t=

故要求钢板桩总长度：L=+=,取L=15m，入土深度米，安全系数为。 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：

tHRn=1/2PaD(hn+hn+1)

Rn：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 hn：第n道支撑支点至上一支点的跨度 hn+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m ，第二道支撑反力为 KN/m，钢板桩弯矩为（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m ，第二道支撑反力为70KN/m，第三道支撑（即封底）反力为 KN/m

由计算可知钢板桩受力最大M=

M=150 MPa，满足要求 W(3)基坑底部的隆起验算

主动土：Nq=eπtgφtg2(45°+φ/2)= KN（深基坑工程设计施工手册公式） 被动土：Nc=(Nq-1)/tgφ= 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） =××+×/[×14] => 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＇rw≥ 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，取米

r＇=rs-rw= KN/m3, t=9m h＇= rw= KN/m3 则K=+2× ××10 =5＞

满足要求，不会发生管涌。 （5）型钢支撑计算

根据上述计算，可得内支撑的最大荷载：T265kN/m。

板桩四周的分配粱及内支撑分别选用双拼40型钢，其单根截面特性分别为：

Wx2000cm3,Ix21720cm4,Smax631.2cm3，A86.1cm2 ，i15.9cm；

计算：

杆1：最大弯矩,Mmax530kNm；最大剪力， 最大轴力，Tmax530kN。

最大弯应力为： 最大剪应力为： 最大压应力为： 强度计算： 稳定性验算：

=+×=141＜×170=165MPa

经以上计算基坑内支撑系统满足施工要求。

Vmax530kN；