深基坑支护钢板桩计算.docx

结构计算系列之三 钢板桩支护结构计算 公司围承台开挖使用钢板桩支护的越来越多。随着钢板桩支护在 公司围的大规模广泛的应用，而如何合理的设计和运用钢板桩支护成 为我们迫切要掌握的技术。 下面以一陆上深基坑钢板桩支护设计为例，详细叙述钢板桩支护 结构设计检算的计算过程： 1、钢板桩围堰的结构验算 1.1基本数据 （1）钢板桩截面特性 钢板桩性能参数表 截面 类型 截面尺寸 单根参数 每米墙面参数 宽 高 厚度 截面积 理论 重量 惯性 矩 截面 模数 截面积 理论 重量 惯性 矩 截面 模数 B H t Area A W Ix Zx Area A W Ix Zx mm mm mm cm2 kg/m cm4 cm3 cm2/m kg/m2 cm4/m cm3/m SKSP -SX18 600 180 13.4 103.9 81.6 5220 376 173.2 136 32400 1800 （2）土层性质 淤泥质黏土摩擦角取9° ,粘聚力c=14KPa，根据地质资料和实 际施工现场土体的含水率，统一按水、土合力考虑，土层的平均容重 取为y=16.1KN/ m ，地下水位取+3.0m。 （3）基本参数计算 主动土压力系数：K=tan2 (45°一巾/2) =0.73 a 被动土压力系数：Kp =tan2 (45°+巾/2) =1.37 1.2钢板桩入土深度计算 1.2.1钢板桩土压力计算 主动土压力最大压强 ea=Y Ka (H + t-h1) =16.1X0.73X 11=129.283 KPa 被动土压力最大压强 ep=YKpt=16.1X1.37X7=154.399 KPa 主动土压力 Ea=(H + t-h1) ea /2=YKa (H + t-h1) 2/2=16.1 X0.73X1"/2=719.89 KN/m 被动土压力 Ep = tep /2 = Y Kpt2/2=16.1 X 1.37 X 72/2=540.4 KN/m 1.2.2入土深度计算 为使板桩保持稳定，则在A点的力矩应等于零，即SMa=0,亦即： M=EH - EH=E ?[2(H+t-1)/3+1] -E ? (2t/3+H)=0 a a a p p a p 求得所需的最小入土深度t=(3E H-2HE -E )/2(E -E )=0.52 m，满 p a a a p 足要求。 根据SF=0，即可求得作用在A点的支撑力Ra： x Ra - Ea + Ep = 0 得：Ra 二 Ea - Ep = 179.49 KN/m 1.3钢板桩截面计算 1.3.1求出入土深度上处剪力为零的点g 由，主动土压力 Ea'=vKa (H+t2-1) 2/2 被动土压力 E '=t1e /2=YKt：/2 可由该点主动土压力等于被动土压力与支撑力之和，得Ea'=E「 + Ra 则 K (H+t2-1) 2 = K t22+ Ra 得：t =[5.84- (5.842-4X10.62X0.64) 1/2] /2X0.64 2 =2.5m 1.3.2求出最大弯距 由于g点位置剪力为零，则每米宽钢板桩最大弯距等于g点以下 主动土压力、被动土压力绕g点的力矩差值。 由，M ' = Ep [t-t -(t+H-h1)/3) ] +yK (H+t -1) 3/6 = (719.89X0.83) + (16.1X0.73X6.53/6) =597.5 + 537.94 =1135.44 KN ? m M '=Ep(t-t2-t/3)+ yK t23/6 二(540.4X2.17) + (16.1X 1.37X2.53/6) 二 1172.67+57.44 二 1230.11 KN ?m, 则 M =M '- M '= 94.67 KN ? m 1.3.3钢板桩截面计算 趋于安全方面考虑，钢板桩允许应力取钢材屈服应力的1/2。 o=M /W=94. 67X 103 /W <[o]=215X106/2 得，W > 0.88X10-3 m3 < 1800 cm3 则拉森巧级钢板桩截面模数满足要求。 1.4基坑坑底隆起验算 参考《简明施工计算手册》p217公式4-57 : 当土层为均质土时，抗隆起安全系数 K = 2nc/(q+Yh)= 2X3.14X14^(4X16.1) = 1.37 > 1.2 故坑底不会发生隆起。 1.5基坑坑底管涌验算 二(1.5X3X10-6.1X3)：(4X6.1) 参考《简明施工计算手册》p217公式4-62 :土浮重度y‘二 参考《简明施工计算手册》p217公式 4-62 : 土浮重度y‘ 二 16.1-10 = 6.1 KN/ m , 取 K = 1.5 ,h 二w 则 t=(K h w Y -Y'h )/2y' =1.09 m 即实际基坑底部入土深度为