钢板桩围堰计算书
一、基本参数
1、工程概况
津秦铁路下坞蓟运河特大桥工程地处平原，地表土层主要为淤泥质黏土，因此，开挖深度超过5m的拟采用钢板桩施工，根据承台尺寸及埋深，分类进行计算，分类表1。

表1 钢板桩及内支撑分类表
注1：类型1适用于494#、495#。

注2：倒用的支撑均按照最不利情况设计。

注3：按照计算开挖深度计算钢板桩入土深度，选择钢板桩，按照支撑类型设计内支撑形式。

2、材料选择
（1）、钢板桩采用拉森SKSP-Ⅳ钢板桩围堰，每米钢板桩截面特性：W=2043cm3，A=247.85cm2
（2）、内支撑采用2HM588、2I40a 、2[28a 型钢，Φ600×8钢管。

（3）、土层指标为：
根据地址报告，主要地表土层性质如表2。

二、钢板桩长度计算 1、计算指标
根据土压力计算理论，结合本工程实际情况，土压力采取水土合算，不考虑粘聚力提高内摩擦角的方法。

参考相关文献，计算采用的指标为3/18m kN =γ，
︒=15ϕ，0=c 。

589.0)245(tan 2=-=ϕ
a K
698.1)2
45(tan 2=+=ϕ
p K
按照单锚深埋计算，被动土压力修正系数K ＝1.4。

钢板桩顶部悬臂端最大允许跨度：
cm K W h a 284589
.010182043
102006][63353
=⨯⨯⨯⨯⨯==γσ。

2、计算图示
本计算按照单锚深埋计算。

考虑距承台边2m 外有4m 宽施工荷载15kN/m 2,计算按照45°扩散。

绘制土压力分布图，如图1。

图1 板桩土压力分布图
3、分类一：埋深5.5m
取h ＝5.5m ，h B ＝1.0m 。

kPa hK e a Ch 31.58589.05.518=⨯⨯==γ
kPa qK e a Cq 8.8589.015=⨯== kPa e e P Cq Ch C 11.678.831.58=+=+= m K KK P y a p C 0.2)
589.0698.14.1(1811
.67)(=-⨯⨯=-=
γ
按简支梁计算等值梁的两支点反力（R B 和P O ）及弯矩，计算结果如图2和图3：
图2 等值梁反力(kN/m) 图3 等值梁内力(kNm)
内支撑反力R B ＝126.1kN/m ， P O ＝132.2kN/m
m K KK p x a p 96.4)
589.0698.14.1(182
.1326)(60=-⨯⨯⨯=-=
γ
板桩总长：m x y h L 1.13)96.42(1.15.5)(1.1=+⨯+=++=，取12m 钢板桩。

最大弯矩M max ＝252.0kNm
桩身应力][3.123102043100.2523
6
max σσ<=⨯⨯==MPa W M ，满足要求。

4、分类二：埋深6.0m
取h ＝6.0m ，h B ＝1.5m 。

kPa hK e a Ch 6.63589.0618=⨯⨯==γ
kPa qK e a Cq 8.8589.015=⨯== kPa e e P Cq Ch C 4.728.86.63=+=+= m K KK P y a p C 2.2)
589.0698.14.1(184.72)(=-⨯⨯=-=
γ
按简支梁计算等值梁的两支点反力（R B 和P O ）及弯矩，计算结果如图4和图5：
图4 等值梁反力(kN/m) 图5 等值梁内力(kNm)
内支撑反力R B ＝159.1kN/m ， P O ＝146.5kN/m
m K KK p x a p 2.5)
589.0698.14.1(185
.1466)(60=-⨯⨯⨯=-=
γ
板桩总长：m x y h L 14.14)2.52.2(1.10.6)(1.1=+⨯+=++=，取15m 钢板桩。

最大弯矩M max ＝296.4kNm
桩身应力][0.14510
2043104.2963
6
max σσ<=⨯⨯==MPa W M ，满足要求。

5、分类三：埋深6.8m
取h ＝6.8m ，h B ＝2.8m 。

kPa hK e a Ch 09.72589.08.618=⨯⨯==γ
kPa qK e a Cq 67.17589.030=⨯== kPa e e P Cq Ch C 76.8967.1709.72=+=+=
m K KK P y a p C 8.2)
589.0698.14.1(1876
.89)(=-⨯⨯=-=
γ
按简支梁计算等值梁的两支点反力（R B 和P O ）及弯矩，计算结果如图6和图7：
图6 等值梁反力(kN/m) 图7 等值梁内力(kNm)
内支撑反力R B ＝282.0kN/m ， P O ＝173.6kN/m
m K KK p x a p 7.5)
589.0698.14.1(186
.1736)(60=-⨯⨯⨯=-=
γ
板桩总长：m x y h L 15.16)7.58.2(1.18.6)(1.1=+⨯+=++=，取15m 钢板桩。

最大弯矩Mmax ＝373.6kNm
桩身应力][8.182102043106.3733
6
max σσ<=⨯⨯==MPa W M ，满足要求。

三、钢板桩内支撑计算
1、类型二：承台平面尺寸12.5m ×9.1m
基坑计算开挖深度 5.5m ，内支撑控制荷载为R B ＝126.1kN/m ，导环采用
2I40a，内支撑2[]28a。

组合应力计算结果如图8。

图8 类型二内支撑应力（MPa）
2、类型三：承台平面尺寸12.5m×8.1m
＝334.5kN/m，导环采用基坑计算开挖深度8.1m，内支撑控制荷载为R
B
2I56a，内支撑2I40a。

组合应力计算结果如图9。

图9 类型三内支撑应力（MPa）
基坑计算开挖深度 6.8m，内支撑控制荷载为R
＝282.0kN/m，导环采用
B
2I40a，内支撑2[]28a。

组合应力计算结果如图10。

图10 类型四内支撑应力（MPa）
4、类型五：承台平面尺寸10.4m×7.1m
基坑计算开挖深度 5.5m，内支撑控制荷载为R
＝126.1kN/m，导环采用
B
2I40a，内支撑2[]28a。

组合应力计算结果如图11。

图11 类型五内支撑应力（MPa）
基坑计算开挖深度 5.5m，内支撑控制荷载为R
＝126.1kN/m，导环采用
B
2I40a，内支撑2[]28a，由类型四改制，强度、刚度均可满足要求，计算过程略。

6、类型七：承台平面尺寸12.5m×12.5m
＝159.1kN/m，导环采用基坑计算开挖深度 6.0m，内支撑控制荷载为R
B
2I40a，内支撑Φ426×6。

组合应力计算结果如图12。

图12 类型七内支撑应力（MPa）
7、类型八：承台平面尺寸21.7m×18.7m
基坑计算开挖深度 6.8m，内支撑控制荷载为R
＝282.0kN/m，导环采用
B
2HM588，内支撑Φ600×8。

组合应力计算结果如图13。

图13 类型七内支撑应力（MPa ）
8、刚度和稳定性验算
经验算，杆件的变形和稳定性均满足要求。

三、基坑稳定性计算
1、地基稳定性验算
采用同时考虑c 、ϕ的抗隆起验算方法验算抗隆起安全系数
q
D H cN DN K c
q s +++=
)(γγ
式中 D ——墙体入土深度，8.2m ；
H ——基坑开挖深度，6.8m ； γ——土体重度，18kN/m 3； q ——地面超载，15kN/m 2； Nc 、Nq ——地基承载力系数；
11 91.3)245(2
=+︒=ϕ
πϕtg qP e tg N
59.141
)1(=⋅-=ϕtg N N qP cP
3.138.215)2.88.6(1859.14791.32.818)(>=++⨯⨯+⨯⨯=++=D H cN DN K c q s γγ 坑底抗隆起稳定性满足要求。

2、基坑底管涌验算
土层的平均浮容重3/0.8100.18'm kN =-=γ， 取K ＝1.5，m h 8.6'= 板桩的插入深度为： m m Kh t W
2.8
3.60.8210
8.65.1'2'<=⨯⨯⨯==γγ
故不会发生管涌现象。