钢板桩支护计算书 The manuscript was revised on the evening of 2021
支护计算书
一．设计资料
该项目的支护结构非主体结构的一部分；开挖深度为<10m；在等于开挖深度的水平距离内无临近建筑物。
故可以认为该坑的安全等级为二级。
重要性系数取γ
= 。
地面标高：
基础底面标高：
开挖深度：
地下水位：
地面均布荷载：20kN/m2
土层：地表层有1m厚的杂填土，其下为均质粉质粘土
基坑外侧的粘土都看做饱和粘土；基坑内侧因为排水，看做有深含水量16%的粘土，其下为饱和粘土。
二．选择支护形式
由于土质较好，水位较高，开挖深度一般，故选择钢板桩加单层土层锚杆支护。
三．土压力计算
1.竖向土压力的计算
公式：j mj rk z γσ=
o ok q =σ ok rk ajk σσσ+= 基坑外侧：
)7.9(193.2037.81938201182020032321-⨯+==⨯+==+⨯==+=h kPa kPa
kPa i σσσσσσ
基坑内侧：
)8.1(19''69.308.105.17'0
'221-⨯+==⨯==h kPa j σσσσ 2.主动土压力的计算
840.0)2
545(21=︒
-
︒=tg K a 916.01=a K 490.0)2
2045(22=︒
-
︒=tg K a 700.02=a K
ai ik ai ajk ajk K c K e 2-=σ
kPa e kPa e kPa e a a a 38.9700.0202490.038'75.22916.052840.03863.7916.052840.020221-=⨯⨯-⨯==⨯⨯-⨯==⨯⨯-⨯= 取0'2=a e 主动土压力零点：
m
l l 0.10
7.020249.0)1938(==⨯⨯-⨯⨯+
kPa e a 62.7170.0202490.03.2033=⨯⨯-⨯=
主动土压力示意图
3.被动土压力的计算
191.1)2
545(21=︒
+
︒=tg K p 091.11=p K 040.2)2
2045(22=︒
+
︒=tg K p 428.12=p K
pi ik pi pjk pjk K c K e 2+=σ
kPa
e e kPa e p p p 73.119040.28.105.1712.57428.12021
21=+⨯⨯==⨯⨯=
4.土压力总和
开挖面以上只有主动土压力。
开挖面以下：
kPa e e kPa
e 36.318.1)49.01904.205.17(49.1412.5762.71121-=⨯⨯-⨯-==-=
再往下，每米增加的负向土压力。
1m 条带中，土压力分块的合力 压力区块 压力合力（kN ） 距上端距离（m ） 距下端距离（m ） 1 2 3 4
四．嵌固深度计算 1.反弯点
k p k a e e 11=
62.7149.01912.5704.205.17+⨯⨯=+⨯⨯h h 解得h= 2.支点力T c1
设支点位于地面以下4m ，即支点处标高为-4,5m 对反弯点处弯矩为0
1
1111c T pc
p ac a c h h E h E h T +-=∑∑
m
kN T c /66.161569
.07.5)
569.07.842.0(19.15)569.0567.2(74.275379.0125.41=+++⨯++⨯+⨯=
3．嵌固深度h d
02.1)(011≥-++∑∑ai a d T c pj p E h h h T E h γ 求最小h d ，用软件解如下方程 *(x++*x+**/6+**++**=0 解得h d =
五．弯矩计算
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-99）的规定按下列规定计算其设计值：
截面弯矩设计值M
M ＝γ0M c
式中 γ0——重要性系数，取 1. 锚固点弯矩设计值
m
kN M M m
kN M c c ⋅==⋅=⨯⨯++⨯=45.8025.136.643
1
262.18)342.0(19.15111 2. 剪力为0处弯矩设计值（开挖面上方） 设地面到该点距离为2h
m
kN M M m kN M m
h h c c ⋅-==⋅-=⨯-⨯⨯⨯
⨯+-⨯===--⨯⨯+
56.25325.185.20261.366.16161.53
1
61.531.921)58.061.7(19.15609.7066.161)2(31.92
1
19.152
222222
3. 剪力为0处弯矩设计值（开挖面下方） 设开挖面到该点距离为3h
m
h h h 192.50
)8.1(2
35
.3166.2145.29296.19125.474.27519.15333==-⨯+---++ m
kN M m kN h h M c ⋅=⋅=-⨯+-+⨯--+⨯--⨯++⨯++-⨯=28.21443.171)8.1(6
04
.4145.29)192.57.5(66.161)8.1192.5410.0(296.19)190.0192.5(125.4)192.5567.2(74.275)192.558.07.9(19.1532
333
选用FSP-Ⅲ型钢板桩（日本产拉森钢板桩）。
钢板桩所受最大弯曲应力为：
2
23
6max /200/22.18910
13401056.253mm N mm N W M <=⨯⨯==σ 满足允许应力要求。
基坑四角采用×的角桩。
则钢板桩的支护面积为：
268.3343)5.77.9(]82.02)22602230[(m =+⨯⨯-⨯+++++
该型号钢板桩每平米的质量为150kg
钢板桩总重：t kg 6.50150155268.3343150==⨯
六．锚杆计算
根据规范JGJ 120-99
4.6.9 锚杆长度设计应符合下列规定：
1 锚杆自由段长度不宜小于5m 并应超过潜在滑裂面1.5m ；
2 土层锚杆锚固段长度不宜小于4m ；
3 锚杆杆体下料长度应为锚杆自由段、锚固段及外露长度之和，外露长度须满足台座、腰梁尺寸及张拉作业要求。
4.6.10 锚杆布置应符合以下规定:
1 锚杆上下排垂直间距不宜小于2.0m,水平间距不宜小于1.5m;
2 锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m ；
3 锚杆倾角宜15 °-25 °，为且不应大于45 °。
选用25°倾角。
1.锚杆自由段长度
m
l lf m
l t t 65.39848.0/5736.0269.680sin /35sin 269.6)2
45sin(/)245sin(269.6569.047.9=⨯=︒︒⨯=++︒-︒⨯==+-=θϕ
ϕ
锚杆自由段长度取，外伸长度。
2.锚杆锚固长度
设锚杆锚固长度为10m ，其中点到地面距离为，直径为14cm 。
水平分力kN T T c d 49.2425.115.1=⨯=
kN T T d 56.26725cos 5
.1=︒
=
2/47.772031.81920m kN tg htg c =︒⨯⨯+=+=ϕγτ 若取K=，则
m m d K T l 1078.1147
.7714.050
.156.267>=⨯⨯⨯=⋅=
πτπ 修正为12m
m
l m kN tg m
h 36.1137
.8014.050
.156.267/37.802073.8192073.825sin )62.5(42=⨯⨯⨯=
∴=︒⨯⨯+=∴=︒⨯++=πτ 最后确定的锚固段长度为12m 。
3.钢拉杆截面选择
取361φ，则其抗拉强度设计值：
kN T kN f A y s 56.2679.2742709.1017=>=⨯=⋅
满足要求。
七．围檩受力计算
围檩受到拉锚和钢板桩传来作用力，可按简支梁计算。
m
kN qa M m
kN a R q kN
T R m
a ⋅=======17.508
1
/37.178/56.2675.12max 选用两排[18的槽钢，333104.2411027.120mm W ⨯=⨯⨯=
223
6
max /215/83.20710
4.2411017.50mm N mm N W M <=⨯⨯==σ 满足要求。
m 37622)6232(=⨯⨯+
共需要376m 的[18热轧轻型槽钢。
七．抗倾覆验算
2
.129.1305931.7125.407.1074.27562.1619.153957)7.55.7(5
.19.27422.1420)390.150.7(30.19>==⋅=⨯+⨯+⨯=⋅=+⨯+
+-⨯=a p
s a p M M K m kN M m kN M 满足要求。