钢板桩计算.doc

(完整版)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，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。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：

整理得：

式中, ，——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。

由得：

解得: R=136.31KN/m
Q=(9.8+44.8)×5/2+44.8×0。53/2—136.31

=12。06kN/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=1.2×(0。53+1。53)=2.5m
H桩总长=2。5+5.0=7。5m <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=4.0m
h-—基坑开挖深度(m）； 取h=5.0m
γ——坑底及墙后土体的密度（KN/m3)；
取γ=20KN/m3
C——土的粘聚力（KN/m2)； 取C=10 KN/m2
Q——地面超载（KN/m2）； 取Q =20KN/m2

Nq、Nc——地基承载力系数，可按下式计算
Nq= tan2 （45°+Φ/2）eπtanφ
Nc=（Nq-1)/ πtanφ
一般要求坑隆起安全系数Ks≥1。1—1.2

故坑底不会产生隆起
B、基坑底的管涌验算
管涌主要是由于水头差所引起的,当板桩插入透水性和内聚力均小的饱和土中，如粉砂、淤泥..。.等,施工采用坑内明沟排水时，则有可能发生管涌或流砂现象。为了安全施工,应验算防止这种现象的发生。其验算式为：
K=γ/j
式中h´——坑内外水头差; h=5.0—1.0=4.0m
γ´—-土的浮重度； γ=20。0—10=10.0KN/m3
j --最大渗流力（动水压力）
j可采用下式计算：
j= i = h´/（h´+2t）γw

i ——水头梯度
t -—板桩的入土深度 t=4。0m
γw-—地下水的重度 γw =10KN/ m3
K——抗渗流安全系数，一般取1。5～2。0，砂土、粉土时取大值。取K=1.5
t=（K hγw — hγ)/(2γ）
=（1.5×4×10—4×10.0)/2×10。0
=1。0＜5m
不会产生管涌现象。
对于此类土质开挖深度小于5m的基坑开挖采用9m拉森钢板桩能够满足设计及施工要求。
当开挖深度小于4m时，同理计算桩入土深度为2。3m,可以把原地面降低0。5～1m，故6m长钢板桩也可以满足基坑深度在4m内，钢板桩入土深度不少于2.3m要求的。其支护形式详见附图C、D、F型支护方式。
当开挖深度小于3m时,可采用6m长钢板桩支护开挖,其支护形式详见附图A、B型支护方式.