钢板桩设计计算
钢板桩设计计算及施工方案
本标段施工范围内共有75个承台，分8种类型：
A类承台:下部采用9根φ1.0 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×7m（横×顺）, 厚2.4m。主要适用于30+30m跨径组合；
B类承台: 下部采用9根φ1.2m 钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.2m（横×顺）, 厚2.6m。主要适用于40+40m跨径组合；
C类承台: 下部采用8根φ1.0 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×7m（横×顺）, 厚2.4m。主要适用于25+25m跨径组合；
D类承台: 下部采用8根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.2m（横×顺）, 厚2.6m。主要适用于30+40m跨径组合；
E类承台: 下部采用6根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×5.34m（横×顺）, 厚2.5m。主要适用于25+30m跨径组合（斜交20°）；
F类承台: 下部采用9根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.34m（横×顺）, 厚2.6m。主要适用于33.5+33.5m跨径组合（斜交20°）；
G类承台: 下部采用9根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.872m（横×顺）, 厚3.0m。主要适用于40+40m跨径组合（斜交40°）；
H类承台: 下部采用10根φ1.0m钻孔灌注桩，承台尺寸为27.0×4.5m（横×顺）, 厚 1.5m。主要适用于桥台基础；拟采用拉森Ⅳ型钢板桩实施围护，以确保基坑安全开挖、承台结构和墩身结构的顺利施工。
二、地质情况
根据地质勘察报告显示：勘察深度范围内（河床底至钻孔桩底）可分为7个地质单元层，钢板桩深度主要在：⑴层为近代人工堆填土，⑵黄～灰黄色粘土和灰黄～灰色砂质粉土,(3)灰色粉质粘土
三、钢板桩施工方案
1、钢板桩的选用
根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用拉森Ⅳ型钢板桩。拉森Ⅳ型WUR13型冷弯钢板桩桩宽度适中，抗弯性能好，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度。
2、打桩设备
拟采用Z550型液压振动沉桩机，作为沉设钢板桩的主要动力。投入钢板桩打拔桩机1台用于施工。打拔桩机为挖掘机加液压高频振动锤改装而成，激振力220kN。
四、钢板桩设计方案
现对承台钢板桩围堰设计进行计算如下：
1、上海A8三标桩基658根，承台75个。承台宽8.4m，长5.34～8.872m（0#台除外，0# 台长×宽为4.5×27m。根据地质勘察报告显示：勘察深度范围内（河床底至钻孔桩底）可分为7个地质单元层。
为保证设计安全，取土的重度选为：18.8KN/m3，内摩擦角选为Φ=20.1°。
2、现场实际情况
施工现场已经打设9米长拉森Ⅳ型钢板桩，并提供以下数据：打设钢板桩尺寸为沿道路方向承台尺寸两侧各加0.5m；钢板桩露出地面高度为0.5米。
3单支撑钢板桩计算
支撑层数和间距的布置是钢板桩施工中的重要问题，根据现场的支撑材料和开挖深度，我们采取在钢板桩内侧加一层围囹并设置支撑，按单支撑进行钢板桩计算。围堰采用拉森Ⅳ型钢板桩，
W=1346cm3，[f]=350Mpa。
4、土的重度为：18.8KN/ m3，内摩擦角Ф=20.1°
5、距板桩外1.5m均布荷载按20KN/ m2计。基坑开挖深度4m.
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
ka=tgа（45°-φ/2）= tgа（45°-20.1/2）=0.49
Kp= tgа（45°+Ф/2）= tgа（45°+20.1/2）=2.05
板桩外侧均布荷载换算填土高度h1，
h1=q/r=20KN/ m2÷18.8KN/ m3
=1.06m
：
基坑底以上土压力强度Pa
1
Pa
=r*(h1+4)Ka=18.8×(1.06+4) ×0.49
1
=46.6KN/m2
合力Ea距承台底的距离y为2.53m.
(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,根据拉森Ⅳ型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:
h=
6[f]w
rka
3
=
3
49
.0
10
8.
18
10
1346
350
6
3
5
?
?
?
?
?
=313cm
=3.13m
h1=1.11h=1.11×3.13=3.47m
h2=0.88 h =0.88×3.13=2.75m
根据具体情况，确定采用【桥涵（施工手册）】图5-44的形式布置。
支撑间距:S1=0.475×4+0.16×（0.34×4+0.12）=2.13m
S2=0.525×4-0.16×（0.34×4+0.12）=1.87m
（3）WUR13型冷弯钢板桩厚度以0.36m计，围囹以10m长计，围囹受力计算如下:
围囹采用2I40a工字钢，翼板间每隔1m采用钢板满焊连接，形成半封闭箱型结构。钢材屈服强度值f y=235N/mm2，钢材抗压强度设计值f=215N/mm2。2I40a工字钢惯性矩/静力矩（Ix /Sx）=68.2cm，截面模数=2180cm3。
a.支承力：
18.8×0.49×2.13×（2.13+1.87）/2=78.49kN/m
P2=78.49×10/7=112.13kN
b.弯距
M max=112.13×2.252/8=49.67kN·m
σmax=49.67×106/（2180×103）
=17.68N/mm2＜f y=235N/mm2，满足要求。
c.剪力
τ=RSx/(Ix×t)
=R/( t×Ix/Sx)
=94.18×103/(5×10-3×68.2×10-2)
=32.88MPa＜[τ]=120MPa，满足要求。
（4）横桥向支撑杆，采用φ300×10的钢管，支撑在顺桥向支撑上，型钢与钢管之间满焊连接。
钢管外径D=300mm，管壁厚度d=10.0mm，钢材屈服强度值
f y=235N/mm2，钢材抗压强度设计值f=215N/mm2。
①钢管截面积
A=1/4π(D2-d2)=π/4×(302-282)=91.06cm2
②钢管的回转半径
截面惯性矩I=π×(D4-d4)/64=π×( 304-284)/64=9584.1cm4
截面回转半径i=(I/A)1/2=(9584.1/91.06)1/2=105.25cm
③钢管的长细比
λ=l/i=2150/105.25=20.4<[λ]=150,满足要求。
④钢管的稳定性
σ=P/A=262600/9106=28.8N/mm2＜fy=215N/mm2,满足要求。（6）钢板桩入土深度X：
采用盾恩近似法计算钢板桩入土深度。
如右图所示，Kn=r(Kp-Ka)=18.8×(2.05-0.49)=29.328 KN/m3
e1=MQ=rKaH=18.8×0.49×5.06=46.613 KN/m2
DB＇板桩上的荷载GDB＇N＇一半Array传至D点，另一半传至土压力MR＇
B＇，故有rKaH（L+x）
/2=r(Kp-Ka)x2/2
即r(Kp-Ka)x2- rKaHx- rKaHL=0
由上面计算知，支撑距基坑底的 1.87m，
R
即L=1.87m，代入上式，得，x=2.69m
钢板桩入土深度9-4.5m=4.4m>2.69m，满足要求。
(7) 基坑底部的隆起验算
考虑地基土质均匀,依据地质勘察资料,其土体力学指标如下:
r=18.8 KN/m3，c=21.1Kpa，q=20 KN/m2
由抗隆起安全系数K=2πC/（q+rh）≥1.2
则：
h ≤(2πC -1.2q)/1.2r
≤(2*3.14*21.1-1.2*20)/1.2*18.8
≤ 4.8m
即钢板桩周围土体不超过4.8m时，地基土稳定，不会发生隆起。实际施工中，尽量减小坑沿活载，同时适当降低板桩侧土体高度(坑外堆土最大允许高度3m)，以避免基坑底部的隆起。
（8）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≥1.5
r＇=rs-rw=18.8-10.0=8.8 KN/m3, t=4.5m h＇=4.0m rw=10.0 KN/m3
则K=(4+2×4.5) ×8.8/4×10
=2.86＞1.5
即当钢板桩入土深度4.5m时，满足条件，不会发生管涌。
（9）坑底渗水量计算：
Q=K×A×ι= K×A× h＇/( h＇+2t)
根据设计地质资料，土的综合渗透系数取0.08m/d
则Q=(0.08×9.4×10×4)/(4+2×4.5)
=2.31m3
根据其渗水量的大小，为到达较好的降水效果利于承台施工，在承台外侧与钢板桩之间可设置2个降水井。
（10）围囹和支撑杆布置方式
钢板桩打入土体后，进行围堰内基坑开挖。当开挖至距钢板桩顶端2.63m处，进行围囹和支撑施工。围囹采用2I40a工字钢，支撑杆采用三道等间距横桥向直撑，支撑杆采用φ300mm×10mm的钢管。工字钢之间采用□500 mm×500mm×10mm钢板每隔1米进行两面满焊连接，工字钢间隙按照0.08米设置。各道支撑与围囹之间进行满焊连接，并保证焊接质量。若支撑杆未贴靠在与围囹上，需作加垫钢板处
理，使围囹上的力传到支撑上，以起到支撑的作用。支撑与围囹的材料、制作、焊接必须严格按要求施工。立模板时需要将模板割开以便穿过支撑杆，随后将支撑杆一起浇筑在混凝土中。
五、钢板桩施工工艺
1、钢板桩施工的一般要求
⑴钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
⑵基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。
⑶整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
2、钢板桩施工的顺序
施工流程: 根据施工图及高程，放设沉桩定位线→实施表层回填矿渣土剥离→根据定位线控设沉桩导向槽→整修加固施工机械行走道路及施工平台→沉设钢板桩→将钢板桩送至指定标高→焊接围囹支撑→挖土→施工承台、墩身及顶帽→填土→拔除钢板桩。
3、钢板桩的检验、吊装、堆放
⑴钢板桩的检验
钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)，对缺陷部位加以整修。
①锁口检查的方法：用一块长约2m的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。
②为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1 为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。
③钢板桩的其它检查，对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查，并采取相应措施，以确保正常使用。
④锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：5：3。
⑵钢板桩吊运
装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。
⑶钢板桩堆放
钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。
堆放时应注意：
a. 堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；
b. 钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；
c. 钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。
4、定位
在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架，亦称“施工围檩”。导向架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2．5～3．5m，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15mm。
安装导向架时应注意以下几点：
a.采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。
b.导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。
c.导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。
d.导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。
5、钢板桩施工
（1）制作角桩和支撑组件，首先在岸上按设计要求加工、焊接角桩
和支撑组件。
（2）钢板桩的插打采用内导向框架法，即内支撑作内导向柜架逐片插打钢板桩直到合拢。施打钢板桩时，以内支撑作导向框，顺着导向框用45KW振动锤施打钢板桩（钢板桩在岸上予以整形符合要求）。
（3）开挖及支护
a.首先用水泵排净围堰内的水，然后用挖掘机对基坑进行开挖，挖掘机施工够不到部位可以考虑用挖掘机进行基坑的开挖。施工到钢板桩顶以下2.63m位置处，进行围囹和支撑施工，然后继续开挖。围堰开挖时应分层分区连续施工，并对称开挖。
b.围囹及支撑制做安装：根据设计位置在钢板桩内壁上焊围囹托架，然后吊装工字钢围囹并焊接加固。钢管支撑与围囹之间的连接要进行满焊，并保证焊接质量。
c.开挖基坑内设置排水措施，基坑开挖时要做好排水，以便于开挖。机械支撑部位要铺垫钢板以扩散压力，保证施工平台受力均匀。
d. 基坑周边（约一倍桩长）范围内严禁堆载。
e. 开挖过程中注意支护体系的变形观察。
f. 基坑内作业时，要有专职安全员负责。
在基坑开挖过程中需要注意的问题：
首先是钢板桩未贴靠在围囹上的部分，需作加垫处理，使钢板桩的压力传到围囹及支撑上，支撑的材料、制作、焊接必须严格按要求施工。
其次是开挖和支撑的架设施工过程必须紧密配合，开挖过程要保证安全的前提下，迅速为支撑施工创造工作面，支撑结构必须能较快地产生整体刚度或预紧力，两者配合就能较好地利用软土施工中的时空效应，有效地控制围护体系在受力后的变形。施工中切不可超挖，及时做到施加支撑。开挖施工要求分层均匀高效，以使支护结构处于正常的受力状态。
开挖至设计标高，进行封底混凝土施工，封底混凝土采用C20混凝土。封底混凝土要在围堰范围内满铺以兼作围堰的支撑，为钢板桩的支撑提供安全保障；为便于拨除钢板桩和钢管支撑，可以在封底混凝土与钢板桩、钢管支撑之间铺设一层油毛毡，以减少混凝土与钢板桩间、钢管支撑的摩阻力。
（5）凿除桩头至设计位置，进行根据要求进行桩基检测，检测合格后方可进行下道工序。
（6）拔桩。
承台及墩身施工完毕后进行钢板桩的拔除。
钢板桩拔桩前，先将围堰内的支撑拆除。先略锤击振动各拔高1～2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再从两侧依次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力。
拔桩时应注意事项：
a.振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用振动锤将桩振下100－300mm，再与振动锤交替振打、振拔。
b.对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1.5h。
六、安全措施
1、为提高深基坑围护的安全可靠性，对钢板桩的入土深度已经进行了理论数据的计算，也对钢板桩的围护强度及稳定性进行验证，确保了深基坑施工的可靠性。
2、沉设钢板桩的施工中，严格按照沉桩规范施工，基坑四角必需采用角桩，最大程度的提高小齿口钢板桩的防漏性能，保证下道工序顺利进行。
3、围囹与支撑之间的连接要进行满焊，保证焊接质量。
4、吊装过程中要严格遵守操作规范，严禁违章作业。
5、施工过程中,钢板桩渗漏处要及时进行止漏处理保证施工时的安全。
6、严格按照基坑施工规范实施每道工艺的施工，开挖坑土堆放至10m～15m（1倍桩长）以外，坑土堆放要平整最大程度的减小堆土对钢板桩的侧压力，增强围护的安全系数，即时对坑内积水进行抽排。在对基层实施挖土时，挖土机械严格按照规范操作，最大程度的减小挖土机械单位受力面积，杜绝冲击荷载，对钢板桩的破坏，确保基坑安全。
7、作好基坑围护工作，设置护栏及醒目标志，设置防坠落警示牌。
8、雷雨、风力六级以上(含六级)天气不得进行作业。
9、建立严格的工序交接程序，制定科学、严谨、可行的施工计划，最大程度的调动施工群体的主观能动性，拟定合理的奖罚条律，坚持以人为本，安全第一的原则，加强协作意识，高度重视施工质量，如期完成施工任务。
钢板桩围堰设计说明
N2~N4围堰设计说明书（讨编稿） 一、基本资料 1、承台平面尺寸24.30×11.30，承台顶高程+10.5，承台厚5.0m，承台底高程+5.5m； 2、围堰内净尺寸24.45×11.45m（考虑到位移变形影响，每侧增加75mm）； 3、围堰顶面高程暂按+20.5 m； 4、围堰底高程+4.0，围堰高度20.5-4.0＝16.50 m； 5、河床底高程+8.85 m； 6、分节制造： 第一节（底节）高程从4.0~5.5，高1.5m（含起吊梁）； 第二节（中节）高程从5.5到10.5m，高5.0m（到承台顶面，水平加劲桁架设在外侧）； 第三节（上节）高程从10.5到20.5m高10.0m（水平加劲桁架高在内侧）； 7、抽水高程暂按+19.5m时抽水（按10月份的平均水位）。此时抽水头高差14m（水头差）； 8、围堰底端入泥高度4.885m，利用吸泥机吸泥和自重下沉到+4.0。 二、吊箱围堰的结构设计 1、设计特点： 根据目前已完成桩基施工的前提，以及结合桥址处河床地形地质和水文条件，本次钢吊箱在施工下沉前为无底的钢吊箱，下沉到位后转化成有底的钢吊箱的总方案。 a、设计采用单壁式构造； b、根据钢吊箱工况需要中节用外侧桁架，上节用内支撑工字梁的全焊结构设计； c、拼弃传统的分块模式，本设计采用叠层式分块，以利于制造、起吊、拼装和拆除； d、采用特殊的止水带和节段间的联结； e、采用整体拆除钢吊箱的方案，采取特殊的工艺削减承台侧面和箱侧砼的粘结力，以利于整体提升拆除和重复使用； 按照目前施工设备浮吊的起吊能力仅为150t，因此N2~N4钢吊箱设计分为底节、中节和上节组成共有三部分，结构尺寸和起吊重量如下表：
拉森钢板桩计算
拉森钢板桩计算 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
钢板桩设计 地质状况 本工程项目座落在张家港市北部长江南岸张家港化工保税区内。 厂区位于长江冲积平原的河漫滩地，地形平坦。原自然地坪标高较底，场地平均高程，现已采用吹砂回填，将厂区地坪标高提高。根据地质报告，本工程土质上层为吹填砂，以下分别为粉质粘土夹粉土；粉细砂夹粉土，土的抗压、抗剪强度均较低，且难以采取有效的降排水措施。目前厂区内地下水位较高，土质松软，地质情况较为复杂。 该区地质结构断面如下图所示： 电梯井形状 2 支撑式钢板桩挡土墙的构造 本工程采用内撑钢板桩挡土墙结构。其主要由钢板桩、支撑二部分组成，钢板桩起承受水平土压力防止土体沿滑动面滑动以及阻隔地下水的作用。它的稳定主要靠两道钢支撑使钢板桩保持垂直、稳定，并确保两侧土体不向基坑内发生位移，钢板桩应插入土体一定深度，防止土体滑动和基坑向上隆起。支撑式钢板桩支挡结构简单且便于施工，整个支挡系统均在基坑开挖过程中完成，作业（包括支撑和挖土）十分安全，施工质量容易保证，且较经济。3 钢板桩设计 其钢板桩和内钢支撑布置示意图如下： 钢板桩钢支撑立体布置图 安全围栏 上下通道 12m钢板桩
2000 钢板桩围檩及内支撑平面布置图 工字钢400×400围檩 φ377×10钢管支撑 φ630×12钢管支撑 4500 4500 本工程钢板桩采用Ⅳ型拉森钢板桩，长度为12m,宽度400mm。（即每块1m）。钢板桩水平围檩采用40号工字钢，内支撑采用Φ630×12的直撑钢管和Φ377×10的斜撑钢管。 为此，共需12米长的钢板桩数量： N =（A+B）×2÷ =（+）×2÷ = 160根。 本方案基坑开挖深度最深按计算，设二道水平支撑。第一道水平钢支撑中心布置在处，第二道水平钢支撑中心布置在处，这样下道支撑距基坑底约为。 4 钢板桩支撑体系设计及验算以及基底土抗隆起验算 对内支撑基坑，造成基坑失稳的直接原因一般可归纳为两类：结构不足（墙体、支撑等的强度或刚度不足）和地基土强度不足。 根据地质资料和现场实际情况分析，本工程可不考虑管涌和承压水，不进行钢板桩的抗渗透稳定性验算。本设计主要计算钢板桩、围檩、支撑在施工全过程中的强度和稳定性，以及为防止基坑整体滑动和基底土隆起所需的钢板桩插入深度。 根据地质报告，计算出排水管道施工区域土的有关加权平均指标如下： γ=18KN/m3 φ=20o C=8kpa 本设计计算时取C=0，不考虑地下水的作用。仅考虑被动土压力修正系数k=（见《深基坑工程设计施工手册》）， 土压力计算 主动土压力系数Ka=tg2(45o-20o/2)= 被动土压力系数Kp=tg2(45o+20o/2)= 被动土压力修正系数k=，则：Kp=kKp= 如图A所示，图中B点为R 1和R 2 间的中间点(1/2点)，C点为R 2 与基坑底面间的中 点。近似计算时，即认为R 1等于e 与e 1 间的三角形荷载，R 2 等于e 1 与e 2 间的梯形荷 载，土压力为：e i =K a γH i 。另考虑基坑边土体和机械行走等产生的附加荷载，按20KN/m2 计算。 上式中H i 为土压力计算高度。 其中H 1=1600；H B =3100； H 2 =4600；H C =5450；H 3 =6300。 经计算： e =0
拉森钢板桩支护方案计算书
桂林市西二环路道路建设工程排水管道 深基坑开挖施工方案计算书 一、工程概况 桂林市西二环路二合同段污水管道工程的起点K12＋655，终点K17＋748，埋设管道为聚氯乙烯双壁波纹管（Ф500）和钢筋砼管（Ф800），基础采用粗砂垫层，基础至管顶上50cm范围为粗砂回填，其上为级配碎石回填至路床；起点管道底部标高为150.277m，管道平均埋深为5.2米左右，最深为7.8米，地下水位较高，其中有局部里程段3.5m厚土层以下是流沙层，开挖时垮塌较严重，为防止开挖时坍塌事故发生，特制定该方案，施工范围为K12+655～K14+724段左侧污水管。 本段施工段地质为松散耕土、粉质粘土，地下水位高，遇水容易形成流砂。 二、方案计算依据 1、《桂林市西二环路道路建设工程（二期）施工图设计第三册（修改版-B）》（桂林市市政综合设计院）。 2、《市政排水管道工程及附属设施》（06MS201）。 3、《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》（CECS164:2004）。 4、《钢结构施工计算手册》（中国建筑工业出版社）。 5、《简明施工计算手册》（中国建筑工业出版社）。 三、施工方案简述 1、钢板桩支护布置 钢板桩采用拉森ISP-Ⅳ型钢板桩，其长度为12米/根，每个施工段50m需260根钢板桩。根据施工段一般稳定水位154.0m和目前水位情况，取施工水位为154.00m。根据管沟开挖深度（4.7m），钢板桩支护设置1道型钢圈梁和支撑。以K14+100左侧排污管道钢板桩支护为例，桩顶标高为157.83m，桩底标高为148.83m，依次穿越松散耕土→粉质粘土层。 2、钢板桩结构尺寸及截面参数 拉森ISP-Ⅳ型钢板桩计算参数如下表所示：
钢板桩围堰设计计算书
钢板桩围堰设计计算书 1 工程概况 本方案陆地承台基坑开挖深度在3.0-5.0米之间，基坑开挖支护结构受力计算选择基坑最深、地质条件最差的最不利工况条件下进行受力计算。 本线路沿线地层以冲积、洪积、海积及海陆交互相沉积的粘性土、粉土、各类砂、软土为主，局部夹淤泥。 土层分层计算土压力，粘性土和粉土采用总应力法，即水土合算，强度指标采用快剪试验指标；对中、粗砂、碎石土，则应采用水土分算。 承台开挖高程范围内主要为人工填土、黏土、粉土，局部夹有淤泥质黏土，各土层已知条件：（1）人工填土：内摩擦角7?=?，粘聚力8kPa c =；（2）粘土：内摩擦角14?=?，粘聚力25kPa c =；（3）粉土：内摩擦角22?=?，粘聚力12kPa c =；（4）砂土：内摩擦角32?=?，粘聚力0kPa c =。土的天然重度γ取3 19kN/m 。非承压地下水位在地面下0.2～5.5处（承压水位不明）。 2 钢板桩围堰支撑结构受力计算 2.1钢板桩围堰 钢板桩围堰基坑开挖最大深度为5.0米，此类基坑承台最大高度为4.0米，设一道内支撑位于基坑底面以上3米，计算钢板桩围堰受力情况。 结合现场现有材料，拟采用WRU12a 钢板桩，其技术指标为：
单根钢板桩宽B=600mm，高H=360mm，厚t=9mm，每米截面积A=147.3cm2，单根钢板桩每米的重量69.5kg，每延米墙身每米的重量115.8kg，每延米墙身钢板桩惯性矩Ix=22213cm4，每延米的截面模量(抵抗矩)Wx=1234cm3，取钢板桩的允许拉应力σ=140Mpa，允许剪应力τ=80 Mpa。钢板桩长12m。由于钢板桩刚度较小，需加强内支撑。拟设置一道水平钢支撑，在距承台底面3.0m处设置，不设竖向支撑。水平钢支撑采用I40b型工字钢，沿钢板桩内壁设置长方形围檩，并在四角设置加强斜撑。 考虑施工堆载，假设基坑顶部(地面)作用有无限均布荷载q1=10kN/m2；在桩顶平台距离钢板桩桩顶2.0m处的坑外作用有宽度为0.6m的局部荷载（汽车荷载及其它荷载总和）q2=80kN/m2。 2.2计算作用于板桩上的土压力强度 依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—99）第3.4～3.5节，计算土压力(水 平荷载及水平抗力)分布。土压力由四部 分组成：(1) 桩顶平台以下土自重引起； (2) 局部荷载（汽车荷载）q2=80kN/m2 引起；(3) 均布荷载q1=10kN/m2引起。 对人工填土、黏土及粉土地层，采 用水土和算法进行计算，在桩顶下2.0m 处设置一道内支撑，计算可得土压力分 布如右图所示。
大桥钢板桩围堰设计及计算书
***大桥8#、9#墩承台钢板桩围堰设计计算书 1、工程概况 ***资水大桥是***至***公路工程中横跨资水的一座大桥，桥梁上部结构设计采用（6×30m）先简支后连续T梁+（58+95+95+58m）现浇变截面混凝土连续梁+（5×30m）先简支后连续T梁结构；主桥下部结构采用钢筋混凝土矩形门式桥墩，钻孔灌注桩基础，主墩墩身顺桥向宽为2.6m，横桥向为2个2.4m宽的墩柱，主墩承台厚度为3.5m，平面尺寸为11×9m，基桩采用直径Φ2.0m钻孔灌注桩。桥面宽度：2.5 m（人行道）+0.5m（路缘带）+10.75m(车行道)+0.5m（双黄线）+10.75m（车行道）+0.5m（路缘带）+2.5m（人行道）=28m，分两幅修建，桥梁中心桩号K5+873，桥梁全长为644m。 ***资水大桥设计洪水频率1/100，设计水位+179.4m，十年一遇洪水水位+172m，施工常水位+164m，近5年12月至4月最高水位+168m。8#、9#主墩基础位于资水河道内，主墩承台施工采用钢板桩围堰法，围堰考虑能满足在+168m 水位下施工。 2、计算依据 《钢结构设计规范》(GB50017-2014) 《简明深基坑工程设计施工手册》 《简明施工计算手册》 《***资水大桥施工图设计》 《***资水大桥工程地质纵断面》 《***资水大桥钻孔柱状图》 3、***资水大桥8#、9#墩钢板桩围堰检算 3.1围堰结构概况 8#、9#墩单个承台尺寸均为11m（横桥向）×9m（顺桥向）×3.5m（高度），下为4根Φ2.0m钻孔桩，桩基施工采用Φ2.4m钢护筒。承台施工采用钢板桩围堰法，钢板桩采用国产拉森Ⅳ型钢板桩，材质为SY295。 8#墩承台底标高为+161.498，顶标高为+164.998。钢板桩单根长度为9m，围堰平面尺寸为30×12m（考虑围堰四周各有1.5m操作及安装模板空间，双幅桥
钢板桩计算
深基坑拉森钢板桩计算 计算依据为《建筑施工计算手册》 。挡土钢板桩根据基坑挖土深度、土质情况、地质条件和邻近建筑管线情况，选用多锚（支撑）板桩形式，对坑壁支护，以便基坑开挖。根据现场实际情况，基坑深度 1.29～4.5米，现按开挖深度5.0米计算，宽 2.5米, 钢板桩施工深度按9m 计算，单层支撑，撑杆每隔3m 一道。从剖面可知，沟槽施工关系到素填层、 粉质粘土及淤泥质中砂层。求得其加权平均值为：坑内、外土的天然容重加全平均值1γ，2γ均为：20KN/m3；内摩擦角加全平均值Φ：20°；粘聚力加全平均值c=10。 多支撑式板桩计算，钢板桩选用拉森Ⅲ型钢板桩，每延长米截面矩W=1600cm 3/m ，[f]=200Mpa 。支撑图附在后页。 一、内力计算 （1）作用于板桩上的土压力强度及压力分布见下图 土压力分布图 3248.8KN/m
2222tan (45/2)tan (4520.0/2)0.49 tan (45/2)tan (4520.0/2) 2.04a pi K K =-Φ=-==+Φ=+=。。。。 板桩外侧均布荷载换算填土高度h0, h0=q/r=20.0/20=1.0m 。 (2）计算反弯点位置。 假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点，设其位于开挖面以下y 处，则有： 122()2pi a k y K H y γγ+=+- 整理得： 21212a pi a pi a k H y K k γγγ=-式中， 1γ，2γ——坑内外土层的容重加权平均值； H ——基坑开挖深度； Ka ——主动土压力系数； Kpi ——放大后的被动土压力系数。 2a 1pi 2a 200.49(1.0 5.0)210 1.4282100.720.0 2.0420.00.4920.0 2.0420.00.490.53m K H y K K γγγ??+??+??==--?-??-?= (3）按简支梁计算等值梁的最大弯矩和支点反力，其受力简图如下图所示。 2 钢板桩受力简图
基坑支护(钢板桩)设计及计算书
目录 1 计算依据 (1) 2 工程概况 (1) 3 地质情况 (1) 4 设计施工方案概述 (1) 5 围堰结构计算 (2) 5.1 设计计算参数 (2) 5.1.1材料设计指标 (2) 5.1.2单元内支撑支撑刚度计算 (3) 5.1.3单元内支撑材料抗力计算 (3) 5.1.4 设计安全等级 (4) 5.2 拉森钢板桩封闭支护结构设计分析 (4) 5.2.1 开挖过程结构分析 (4) 5.2.2 拉森钢板桩单元计算分析结果 (4) 5.2.3 内支撑应力和变形计算 (18) 5.2.4支护结构强度验算 (19) 5.2.4 支撑型钢强度、稳定性验算 (23)
基坑拉森钢板桩围堰设计及计算书 1 计算依据 1.2 《特大桥承台基坑拉森钢板桩围堰设计图》； 1.3 《建筑施工计算手册》； 1.4 《钢结构设计规范》（GB500017-2003）； 1.5 《理正深基坑软件7.0版》； 1.6 《基坑工程设计规程》（DBJ08-61-97） 1.7 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012） 1.8 《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97） 2 工程概况 桥址处为荒地、民房，地势平坦，交通便利。根据现场调查，特大桥1#承台施工为最不利基坑，承台尺寸为4.85×5.7×2m，开挖后深度4.209m。 3 地质情况 根据工程地质勘测报告，承台处的地质情况如表1。 表3-1 承台地质情况 取样 编号厚度（m）名称 重度 （kN/m3) 粘聚力 （Kpa) 摩擦角(。） 侧摩阻力 （Kpa) 1 1.25 杂填土17.7 11.00 7.20 30.0 2 4.25 淤泥质土17. 3 13.00 6.00 22.0 3 6.20 粉砂18.0 45.00 --- 40.0 4 4.60 粘性土19.8 49.00 --- 65.0 5 21.60 粉砂19. 6 47.00 --- 70.0 4 设计施工方案概述 使用9m拉森Ⅳ钢板桩对基坑进行封闭支护，钢围檩设于承台顶标高以上1.509m，钢板桩顶往下1m处，围檩采用H400×400×13×21mm型钢，围檩长边下方设置不少于3个牛腿，上方采用直径8mm钢丝绳兜吊在拉伸钢板桩上，斜角撑采用H400×400×13×21mm型钢，斜撑两端与围檩型钢焊接牢固。基坑尺寸控制原则为自承台外轮廓外扩1.2m，为保证承台模板与钢筋的顺利施工，围檩斜角撑的位置应避免阻碍模板与钢筋的吊装施工。
钢板桩围堰计算书
津石高速公路（海滨大道-荣乌高速）工程第八标段围堰结构 检算报告 中铁四局集团有限公司设计研究院 2019年4月
津石高速公路（海滨大道-荣乌高速）工程第八标段围堰结构 检算报告 计算： 复核： 审核： 中铁四局集团有限公司设计研究院 建筑行业甲级铁道行业甲（Ⅱ）级市政行业甲级 二〇一九年四月
目录 一、项目概况 (1) 二、水文地质条件 (1) 三、计算依据 (3) 四、材料参数 (4) 五、围堰工况介绍 (4) 六、围堰计算 (5) 1、外侧围堰计算 (5) 2、内侧围堰计算 (12) 七、结论及建议 (18) 1、结论 (18) 2、注意事项 (19)
一、项目概况 津石高速公路是连接南部港区通往石家庄方向的重要通道，路线主线起自滨海新区南港工业区桩号K0+000，接已建的海滨大道及南港工业区港北路，经大港电厂南、东台子，止于西青区小张庄附近，接已建的津石高速和长深高速共线段桩号K36+500，全长约31.3公里。全线在南港工业区、大港油田、东台子、小张庄4处设置互通式立交。 本标段起点桩号为K29+730，路线沿独流减河北堤后侧台布设，跨越长深高速并设置小张庄互通立交，终点桩号为K31+150，路线长1420m。 本互通立交主线设计速度采用100Km/h，A、B、E、F匝道设计速度采用60Km/h，C、D匝道设计速度采用40 Km/h；主线为双向四车道，标准路基宽度27.5m；B、E匝道为单向单车道，标准路基宽度9m；A、C、D、F匝道为单向双车道，标准路基宽度10.5m。 其中A、F匝道位于独流减河河道中，河道水位标高为2.8m，本工程中钢板桩围堰是为了阻隔河水，以进行项目施工。 本工程钢板桩围堰位于独流减河中河水深度1m~5.2m，围堰采用12m双排钢板桩从河岸打设到河中央滩涂位置，上游、下游各打设一道，上、下游距离272m，每道长度360m，每道采用间距为4m的双排钢板桩形式，两排钢板桩中间抽2.5m水，保持内、外侧钢板桩水位差，确保钢板桩稳定。双排钢板桩围堰示意图见图1-1。 河面 内侧外侧 图1-1 双排钢板桩围堰示意图 二、水文地质条件
钢板桩计算公式
钢板桩支护计算书 以桩号2c0+390处的开挖深度,4C0+001.5处的开挖宽度为准(本项目的最大开挖深度和宽度） 一设计资料 1桩顶高程H1：4.100m 施工水位H2：3.000m 2 地面标高H0：4.350m 开挖底面标高H3：-3.400m 开挖深度H：7.7500m 3土的容重加全平均值γ1：18.3KN/m3 土浮容重γ’： 10.0KN/m3 内摩擦角加全平均值Ф：20.10° 4均布荷q：20.0KN/m2 5基坑开挖长a=20.0m 基坑开挖宽b=9.0m 二外力计算 1作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 ka=tg2(45°-φ/2)=tg2(45-20.10/2)=0.49 kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05 板桩外侧均布荷载换算填土高度h， h=q/r=20.0/18.3=1.09m 桩顶以上土压力强度Pa1 Pa1=r×（h+0.25)Ka=18.3×(1.09+0.25) ×0.49=12.0KN/m2
水位土压力强度Pa2 Pa2=r×(h+4.35 -3.00 )Ka =18.3×(1.09+4.35 -3.00 )× 0.49=21.8KN/m2 开挖面土压力强度Pa3 Pa3=[r×(h+4.35 -3.00 )+(r-rw)(3.00 +3.40)}Ka =[18.3×(1.09+4.35 -3.00 )+(18.3-10) ×(3.00 +3.40)] ×0.49=47.8KN/m2 开挖面水压力(围堰抽水后)Pa4： Pa4=γ(3.00+3.40)=10×(3.00+3.40)=64.0KN/m2 三确定内支撑层数及间距 按等弯距布置确定各层支撑的Ⅲ型钢板桩 能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h: 弯曲截面系WZ0=0.001350m3,折减系数β=0.7 采用值WZ=βWZ0=0.00135×0.7＝0.000945m3 容许抗拉强[σ]= 200000.0KPa 由公式σ=M/Wz得： 最大弯矩M0=Wz×[σ]=189.0KN*m 1假定最上层支撑位置与水位同高，则支点处弯矩 M'=Pa1*(H1-H2)2/2+(Pa2-Pa2)(H1-H2)2/6=9.2KN*m 钢板桩设计计算及施工方案 本标段施工范围内共有75个承台，分8种类型： A类承台:下部采用9根φ1.0 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×7m（横×顺）, 厚2.4m。主要适用于30+30m跨径组合； B类承台: 下部采用9根φ1.2m 钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.2m（横×顺）, 厚2.6m。主要适用于40+40m跨径组合； C类承台: 下部采用8根φ1.0 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×7m（横×顺）, 厚2.4m。主要适用于25+25m跨径组合； D类承台: 下部采用8根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.2m（横×顺）, 厚2.6m。主要适用于30+40m跨径组合； E类承台: 下部采用6根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×5.34m（横×顺）, 厚2.5m。主要适用于25+30m跨径组合（斜交20°）； F类承台: 下部采用9根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.34m（横×顺）, 厚2.6m。主要适用于33.5+33.5m跨径组合（斜交20°）； G类承台: 下部采用9根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.872m（横×顺）, 厚3.0m。主要适用于40+40m跨径组合（斜交40°）； H类承台: 下部采用10根φ1.0m钻孔灌注桩，承台尺寸为27.0×4.5m（横×顺）, 厚 1.5m。主要适用于桥台基础；拟采用拉森Ⅳ型钢板桩实施围护，以确保基坑安全开挖、承台结构和墩身结构的顺利施工。 二、地质情况 根据地质勘察报告显示：勘察深度范围内（河床底至钻孔桩底）可分为7个地质单元层，钢板桩深度主要在：⑴层为近代人工堆填土，⑵黄～灰黄色粘土和灰黄～灰色砂质粉土,(3)灰色粉质粘土 三、钢板桩施工方案 1、钢板桩的选用 目录 1设计资料 (1) 2钢板桩入土深度计算 (1) 2.1力计算 (1) 2.2入土深度计算 (2) 3钢板桩稳定性检算 (3) 3.1管涌检算 (3) 3.2基坑底部隆起验算 (4) 跨宁启特大桥跨高水河连续梁主墩承台 钢板桩围堰施工计算书 1设计资料 (1)钢板桩顶高程H1：8.5m ，汛期施工水位：8.0m 。 (2)河床标高H 0：1.63m ；基坑底标高H3：-7.958m ；开挖深度H ：15.46m 。 (3)封底混凝土采用C30混凝土，封底厚度为1m 。 (3)坑、外土的天然容重加权平均值1r 、2r 均为：18.8KN/m 3；摩擦角加 权平均值 20=?；粘聚力C ： 33KPa 0 5.02h ===。 (4)钢板桩采用国产拉森钢板桩，选用鞍IV 型（新）（见《施工计算手册》中国建筑工业P290页）钢板桩参数 A=98.70cm 2，W=2043cm 3，[]δ=200Mpa ，桩长21m 。 水压：210 6.3763.7/w w p h kN m γ=?=?= 河床位置处：21263.7217.5/w p p kN m =-=-?= 基坑底部：22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+?+= (5)围囹采用2I56工字钢，支撑采用Ф630螺旋钢管。 2计算资料 水压：210 6.3763.7/w w p h kN m γ=?=?= 0 5.02h === 河床位置处：21263.7217.5/w p p kN m =-=-?= 基坑底部：22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+?+= 水中钢板桩围堰计算及施工应用 摘要：介绍临海大桥主塔横系梁钢板桩围堰设计计算和应用，供同类型桥梁施工借鉴。 关键词：潮汐地区；水中钢板桩围堰；设计计算；应用 1、概况 1.1工程概况 临海大桥位于浙江省临海市区中心，横跨灵江，是临海市江南分区与老城区的交通要道。桥梁总长度746m，其中主桥306m，北引桥216m，南引桥224m。主桥采用（36＋110＋160）m预应力砼独塔单索面斜拉桥，桥面宽31.2m。 主塔基础位于灵江江心，采用分离式承台钻孔桩基础，两承台之间设横系梁连接。横系梁按预应力构件设计，施加预应力用以平衡倾斜塔柱的水平推力，系梁为矩形截面，宽度为6.0m，高度为3. 0m，长31.532m。 1.2水文地质情况 桥址段灵江为典型半日潮，既受洪水控制，又受潮水控制。5年一遇最高水位为+5.0m。横系梁顶面标高+1.8m，河床顶面标高-2.5m，地质报告中河床顶面以下约11m为淤泥质粘土。 2、钢板桩围堰结构 钢板桩围堰沿横系梁两侧设置，两端与承台钢套箱连接，围堰长31.532m，宽10.6m，钢板桩长15m。钢板桩围堰顶面标高设置为+5.5m，高出最高施工水位0.5m。钢板桩施工完成并抛填 片石挤淤至-2.5m左右后，然后浇筑50cm封底混凝土。围堰内设置一层水平支撑梁和支撑柱，支撑梁采用2I40，支撑柱采用直径2 2.5cm、壁厚5mm的钢管。考虑到横系梁施工和施工后支撑拆除方便，支撑尽量设置在横系梁顶面以上。 3、设计计算 3.1设计说明 3.1.1计算水位取+2.5m；钢板桩采用IV 型拉森桩，重量75kg/m，每1米宽截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=180 Mpa 。 3.1.2土质按地质报告提供参数。 3.2钢板桩入土深度验算 钢板桩围堰结构如图所示，围堰内抽水后水头差为7.5m，由此引起的水渗流，其最短流程为紧靠板桩的2h，故在此流程中，水对土粒渗透的力，其方向应是垂直向上。对于较薄且面积较大的封底混凝土，按不考虑封底混凝土作用时的涌流问题近似进行计算比较偏于安全。现近似地以此流程的渗流来检算坑底的涌流问题，要求垂直向上的渗透力不超过土在水中的密度，故安全条件如公式所示：式中：-安全系数；-水力梯度； -分别为水的密度及土在水中的密度，； ，其中G 为土粒的比重;n 为土的孔隙率以小数计。 土层按淤泥质粘土，查地质报告中G=1.7、n=0.590，h= 7m，安全系数取1.4。 钢板桩计算 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 深基坑拉森钢板桩计算 计算依据为《建筑施工计算手册》。挡土钢板桩根据基坑挖土深度、土质情况、地质条件和邻近建筑管线情况，选用多锚（支撑）板桩形式，对坑壁支护， 以便基坑开挖。根据现场实际情况，基坑深度～米，现按开挖深度米计算，宽米, 钢板桩施工深度按9m计算，单层支撑，撑杆每隔3m一道。从剖面可知，沟槽施工 关系到素填层、粉质粘土及淤泥质中砂层。求得其加权平均值为：坑内、外土 的天然容重加全平均值1γ，2γ均为：20KN/m3；内摩擦角加全平均值Φ：20°； 粘聚力加全平均值c=10。 多支撑式板桩计算，钢板桩选用拉森Ⅲ型钢板桩，每延长米截面矩 W=1600cm3/m，[f]=200Mpa。支撑图附在后页。 一、内力计算 （1）作用于板桩上的土压力强度及压力分布见下图 板桩外侧均布荷载换算填土高度h0, h0=q/r=20=1.0m。 (2）计算反弯点位置。 假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点，设其位于开挖面以下y处，则有：整理得： 式中，1γ，2γ——坑内外土层的容重加权平均值； H——基坑开挖深度； Ka——主动土压力系数； Kpi——放大后的被动土压力系数。 (3）按简支梁计算等值梁的最大弯矩和支点反力，其受力简图如下图所示。 由0Q M =∑得： 解得： R=m Q=+×5/2+× =m （4）计算钢板桩的最小入土深度。 根据公式得： 由公式得：最小入土深度 t=×（+）= H 桩总长=+= <9m(拉森钢板桩)，符合要求。 （4）板桩稳定性验算 板桩入土深度除保证本身的稳定外，还应保证基坑底部在施工期间不会出现隆起和管涌现象。 A 、基坑底后隆起验算 当墙背后的土柱重量超过基坑底面以下的地基承载力时，地基上的塑性平衡状态便受到破坏，墙背后的土就会发生从墙脚下向基坑内流动，基坑底面向上隆起，坑顶下陷的现象。为防止这种现象发生，应验算挡墙入土深度能否满足抵抗基坑底隆起的要求。 Ks=(γtNq+cNc)/[ γ(h+t)+q] 式中 t ——墙体入土深度（m ）； 取t= h ——基坑开挖深度（m ）； 取h= γ——坑底及墙后土体的密度（KN/m 3）； M max 29.8KN/m 2钢板桩受力简图44.8KN/m 根据钢板桩围堰的实际受力状况建立力学模型。通过理论计算确定钢板桩围堰的实际受力，并通过实际施工情况验证该方法的可行性。比规范中采用的经验算法具有更高的精确性和安全性，能够更好的满足工程施工需要。 关键词：钢板桩围堰；设计；施工 目前，对于钢板桩围堰的设计主要是沿用《公路桥涵施工手册》和教科书中的经验算法。由于经验算法带有很大的近似性，并不一定能够真实反映钢板桩围堰的实际受力状况，有时会出现较大的偏差，给围堰的使用带来很多不安全因素。笔者在洪泽苏北灌溉总渠大桥施工中，为避免出现较大的变形，在对钢板桩围堰设计时采用了理论算法。经实践检验，理论算法能够较为精确的反映围堰的实际受力状况，对于合理设置内支撑和减小封底厚度起到 了重要的保证作用。 下面就钢板桩围堰的设计与施工做详细论述： 1 已知条件 1.1 承台尺寸：10.3m（横桥向）×6.4m（纵桥向） ×2.5m（高度），底部设计有10.7×6.8m×1.0m的封底砼。 1.2 承台及河床高程 承台顶面设计高程为h=5.0m，河床底高程为5.5m，河床淤集深度约为30cm。 1.3 水位情况 正常水位：h常=10.8m（此时水深5.3m），最高水位hmax =11.5m（水深6.0m），围堰设计时按最高水位考虑。 1.4 水流速度 因该桥位于水电站下游，水流较为湍急。设计时速V=1.0 m/s，不考虑流速沿水深方向的变化，则动水压力为： P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN 式中：P-每延米板桩壁上的动水压力的总值（KN）； H-水深（米）； V-水流速度（1.0m/s）； g-重力加速度（9.8m/s2); B-钢板桩围堰的计算宽度，B=10m； D-水的密度（10KN/m3）; K-系数，（槽形钢板桩围堰K=1.8~2.0，此处取1.8）。（参照《公路施工手册》，假定此力平均作用于钢板桩围堰的迎水面一侧。） 1.5 河床水文地质条件 河床土质良好，多为粘土、亚粘土，局部有亚砂土，承载力较强。围堰基底至河床部分土质为粘土(层厚约2m)、亚砂土(硬塑状态，很湿，层间无承压水，层厚约为1m)。 2 拟定方案 结合河床地质情况及施工要求，拟采用日本产钢板桩进行围堰施工，长度为15m，宽度为40cm，厚度为18cm。 围堰顶面标高拟定为12.5m，高出最高水位1.0m。围堰设计图3，所有内围囹均采用56b工字钢制作，节点采用焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。为确保整个围囹的刚度和稳定性，对每层中间一道工字钢上面加焊型钢并将上下四道工字刚用25#槽钢焊接连接。在施工期间安排专人值班以防吊物 碰撞。 钢板桩受力计算 一、基坑尺寸及其水位情况 根据施工及设计要求，基坑尺寸设计为：26.2m×14.2m，水池顶面标高+0.2m,基坑底面标高为：-4.6m(局部较深位于基坑中间部位,对支护影响较小)地下水位-0.5m。 二、钢板桩围堰设计 我部计划在基坑开挖中选用长度为12mIV型拉森钢板桩。围壈材料选用H300型钢（300*300*10*15）,支撑选用300*16圆钢管。围堰尺寸定为：26.2m×14.2m。 H300型钢（300*300*10*15）截面参数 Ix=19932.75cm4 Iy=6752.25cm4 Wx=1328.85cm3 ix=13.05cm iy=7.59cm 截面积A=117cm2 300*16圆钢管截面参数 Ix=14438.136cm4 ix=10.056cm 截面积A=142.754cm2 IV钢板桩截面参数： A=236cm2， Ix=39600cm4， Wx=2200cm3 三、设计计算 1、土层物理力学指标： 根据本工程岩土勘察报告，可采用消防水池附近处B2点勘测成果，平均重度为17.8KN/m3，平均内摩擦角为15。。平均粘聚力15.9KPa。开挖深度按4.6m考虑。 2、整体稳定性分析 因本工程设置了支撑，故未进行整体性验算。 3、钢板桩入土深度验算及板桩选择 按单锚浅埋板桩计算假定上端为简支，下端为自由支撑，这种板桩相当于单跨简支梁，作用在钢板桩上位为被动土压力，压力坑底以下的土重度不考虑浮力影响。平均重度均为：17.8KN/M3，平均内摩擦角为15。。开挖深度H=4.6m。坑沿活载根据经验按照11KN考虑。 本工程根据《公路施工手册-桥涵》,水文地质为第二种情况，内摩擦角取δ=15。，单撑——形式（二），坑沿活载11KN/m2。查图2-2-53，曲线2-2计算如下： ⑴固定荷载： h=1.1*H=1.1*4.6=5.06m M=0.2*H3 =194.7KN.m R=0.35*H2=50.8KN ⑵活荷载：（活荷载取值11KN/m2，相当于图列活荷载34KN/m2的32%） 32%Δh=1.1*0.32=0.352m 32%ΔM=（0.8*H+0.9*H2）*0.32=72.7KN.m 32%ΔR=（0.65+1.7H）*0.32=27.1KN ⑶固+活 h+32%Δh=5.4m(所需最小入土深度) M+32%ΔM=266.9KN.m R+32%ΔR=77.9KN ⑷板桩选择（钢板桩是IV号钢，常用容许弯曲应力为 设计单位：X X X 设 计 院 设 计 人：X X X 设计时间：2010-03-21 15:03:44 ---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ] ---------------------------------------------------------------------- 连续墙支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 内力计算方法增量法 规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 基坑等级二级 基坑侧壁重要性系 1.00 数γ0 基坑深度H(m) 4.700 嵌固深度(m) 5.300 墙顶标高(m)-1.000 连续墙类型钢板桩 127.00 ├每延米板桩截面 面积A(cm2) ├每延米板桩壁惯6600.00 性矩I(cm4) 600.00 └每延米板桩抗弯 模量W(cm3) 有无冠梁无 放坡级数1 超载个数0 ---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数 1 1.000 1.0000.500 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 土层数4坑内加固土否 内侧降水最终深度(m) 5.000外侧水位深度(m) 1.500 弹性法计算方法m法 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------- 层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度) 1素填土0.6018.0---15.0014.60 2粘性土 3.6019.07.024.007.80 3粉砂 2.0018.87.08.0026.60 船台及驳岸施工围堰设计与计算 1、工程概况 浙江舟山市六横岛位于舟山群岛的南部海域，在虾峙门国际航道 的西南侧，是舟山市的第三大岛，为舟山市重点扶持的三大岛之一， 占地约106。8 平方公里。厂址区域四周由穿山半岛和舟山群岛所环 抱，形成一个近封闭水域。本工程位于厂内八号、九号码头之间。 工程范围: 1. 船台二座：船台长250m，宽45m，水下段长60m，滑道坡度1：20，滑道底标高-3 。00m，顶标高12。40m； 2. 陆域独立吊车道: 600T 龙门起重机轨道一组：2x437m; 150T 门机轨道三组：6x303m; 3. 直立驳岸约230m。 为了确保船台及驳岸的干地施工，须在外海侧顺堤设围堰，从而 确保工程进度。本工程工作量大，施工时间相对较紧，施工工期：2008 年1 月1 日~6 月30 日，共 6 个月。 2、自然条件 2.1 水文资料 设计水位: 设计高水位：2.14m 设计低水位：-2.60m 下水水位：1.50m 2.2 地质资料 场地内地质构造活动较稳定，未见新构造运动及活动断裂，不存 在液化土层，故属基本稳定区。根据工程地质勘察报告，场地地层自 上而下分为：① 1 层杂色填土，为新近人工回填而成；① 2 层淤泥、② 1 层灰色淤泥质粉质粘土、④层粘土为软弱场地土；③1 层暗绿～灰黄色粉质粘土、⑤ 1 浅黄～灰绿色粉质粘土及⑤ 2 层粉质粘土夹砂砾、碎石为中硬场地土，⑥层强风化晶屑凝灰岩、⑦层中等风化晶屑凝灰岩为 坚硬场地土。 由于拟建场地20.0m 深度范围内无饱和砂性土及粉土存在，本场 地为不液化场地。场地内分布有较厚的软弱土。该区域由于拟建场地 周围无污染源存在，对钢结构具中等腐蚀性。 本次设计钢板桩插入② 1 层灰色淤泥质粉质粘土土层中，淤泥质粉质粘土的物力力学性质指标为：含水率42.6%，比重 2.74，重度3，固快粘聚力13.34kPa、内摩察角 12.5。17.4kN/m 其余参数详见地质勘探报告。 3、围堰方案比选 围堰是用于围护水工建筑施工场地的临时挡水建筑物。围堰具有不同于一般建筑物的施工和运行特点。其合理的结构应是断面简单、构筑和拆除方便，满足稳定、防冲蚀、防渗漏的要求。既不可以永久建筑物对待，又不可掉以轻心、马虎从事。 m钢板桩m深基坑计算文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 工程名称 钢 板 桩 围 堰 计 算 书 编制： 审核： 项目部 计算依据 1、《钢结构设计规范》GB50017-2003 2、《软土地区工程地质勘察规范》JGJ83-91 3、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007 4、《铁路桥涵设计基本规范》 5、施工图 6、浙江省工程勘察院提供的《岩土工程勘察报告》 7、参考文献： 《基坑工程设计手册》 李克钏，罗书学.基础工程.北京：中国铁道出版社 第二章工程地质及相关参数 工程地质及相关参数 沟槽开挖所处土层0-1m 为黄土，相关参数如下：γ1=17.6KN /m 3，c 1=15.0KPa，φ1=25ο。沟槽开挖所处土层1-9m 为中砂，相关参数如下：γ2=18KN /m 3，φ2=33ο。 根据现场地形沟槽开挖施工图，最不利状态下计算，开挖土层全部按照中砂层考虑，沟槽基坑开挖计算深度6m ，宽度为4m ，钢板桩长度9m ，支撑横梁距钢板桩顶面距离为1m ，内支撑沿沟槽向每4m 设置一道，基坑上方处两层砖混结构民房及施工荷载按均布荷载考虑q=20 KN /m 2。 沟槽开挖示意图： 挡墙支撑系 土层 土层 土层 支护挡墙采用拉森钢板桩，钢板桩有效幅宽W=400mm ，有效高度170mm ，t=。相关参数为：A=，Wx=2270cm3，Ix=38600cm4，[σ]=180MPa 支撑横梁采用H400×400×13×21型钢，相关参数为：A=，W x =，I x =，i x =， [σ]=200MPa； 内支撑采用?300×10钢管，相关参数为：A=，W=，I=，i=，[σ]=200MPa； 第三章钢板桩及支撑系统验算 南昌市绕城高速公路南外环A2标水中墩承台钢板桩围堰 （K16+609~K21+380） 计算书 中国建筑股份有限公司 南昌市绕城高速公路南外环A2标项目经理部 2014年10月 水中墩承台钢板桩围堰计算书 一、围堰布置及计算说明 1、水中墩承台施工采用筑岛开挖钢板桩围堰支护方案，水位标高为+18.0m,岛面标高为+18.5m 。 2、土层主要为淤泥和细砂，均为微透水层,采用水土合算。 3、地面荷载施工机具距离钢板桩边1.5-3.5m 时，按20KN/m 计算。 4、本钢板桩桩采用拉森Ⅳ型， 取1m 钢板桩宽度进行检算，截面模量为2200cm 3 ，容许弯曲应力采用210MPa 。 5、内支撑支锚刚度及材料抗力计算 内支撑采用工50b 型钢进行计算 2129,19.4,210000x A cm i cm E MPa === 支撑松弛系数取0.8 470/19.424.20.957λ?===， 材料抗力60.9570.012917010241974024197T N KN =????== 支锚刚度220.80.0129210000/4.71844/T K MN m =????= 6、钢板桩围堰布置图如下： 二、支护方案及基本信息 2．1、连续墙支护 2．2、基本信息 内力计算方法增量法 规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 基坑等级二级 基坑侧壁重要性系数 1.00 基坑深度H(m) 5.200 嵌固深度(m) 6.300 墙顶标高(m) 0.000 连续墙类型钢板桩 236.00 ├每延米板桩截面 面积A(cm2) ├每延米板桩壁惯 39600.00 性矩I(cm4) 400.00 └每延米板桩抗弯 模量W(cm3) 有无冠梁无 放坡级数0 超载个数 1 支护结构上的水平集 中力 2．3、超载信息 超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度 序号(kPa,kN/m) (m) (m) (m) (m) 1 20.000 --- --- --- --- --- 2．4、附加水平力信息 水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与 序号(kN) (m) 倾覆稳定整体稳定 2．5、土层信息 土层数 3 坑内加固土否 内侧降水最终深度(m) 5.200 外侧水位深度(m) 0.500 内侧水位是否随开挖过程变化是内侧水位距开挖面距离(m) 0.000 弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法2．6、土层参数 层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 1 淤泥质土 5.50 16.9 6.9 9.00 6.20 2 细砂 5.00 19.0 9.0 --- --- 3 砾砂10.00 19.0 9.0 --- ---钢板桩设计计算
钢板围堰计算书
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