m钢板桩m深基坑计
算
Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
工程名称
钢
板
桩
围
堰
计
算
书
编制：
审核：
项目部
1.1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》TB10002.1-99
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
2.1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：γ
1 17.6KN/m3，c1=15.0KPa，φ1=25ο。

沟槽开挖所处土层1-9m为中
=18KN/m3，φ2=33ο。

砂，相关参数如下：γ
2
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=20KN/m2。

沟槽开挖示意图：
支撑系
土层土层
挡墙
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=15.5mm。

相关参数为：A=242.5cm2，Wx=2270cm3，Ix=38600cm4，[σ]=180MPa
支撑横梁采用H400×400×13×21型钢，相关参数为：
A=214.54cm2，W x=3268.07cm3，I x=65361.58m4，i x=17.45cm，[σ]=200MPa；
内支撑采用?300×10钢管，相关参数为：A=90.79cm2，W=634.79cm3，I=9490.15cm4，i=10.22cm，[σ]=200MPa；
第三章钢板桩及支撑系统验算
3.1钢板桩验算
支护系统受力示意图如下：
①、主动土压力计算
根据有均布荷载作用的非粘性土主动土压力计算理论:
K a为主动土压力系数：
K a=tan2?(45ο−φ2 2
)
故：K a=0.295；
qK a=20×0.295=5.9KPa，
γhK a=18×9×0.295=47.79KN/m，
σa=qK a+γhK a=53.69KN/m
②、被动土压力计算
根据非粘性土被动土压力计算理论:
K p为被动土压力系数：
K p=tan2?(45ο+φ2 2
)
故：K p=3.392；
σp=γhK p=18×3×3.392=183.17KN/m，
③、负弯点计算
根据等值梁计算法，可近似的认为土压力为零的点即为弯矩为零的位置。

设距离基坑开挖底面向下y处土压力为零，
即：γK p y=qK a+γK a(6+y)
由此可得y=6γK a+qK a
γK P−γK a
=0.68m。

所以，距离基坑底以下0.68m 处弯矩为零。

故钢板桩计算长度Z=6+0.68=6.68m。

④、钢板桩验算
由上可知：计算主动土压力E a为：
E a=(2qK a+γZK a)Z
2
=(2∗5.9+18∗6.68∗0.295)∗6.68
2
=157.88KN
E a作用点位于负弯点以上的高度X：
X=qK a Z2
2
+γZ
2K
a Z
6
E a
=2.5m，
因此，我们可以建立如下的力学模型：
该钢板桩受力模型为单跨简支梁受力模型，为静定结构。

运用最大弯矩与最大剪力的计算方法，可知沿沟槽向每延米范围内的最大弯矩和最大剪力。

V MAX=V b=E a L1
L
=
157.88∗3.18
5.68
=88.39KN
M MAX=E a L1L2
L
=
157.88∗2.5∗3.18
5.68
=220.98KNm
σmax=M max
2.5W y =220.98×103
2.5∗2270×10−6
=38.94MPa<[σ]，
τmax=V max
A
=
88.39∗103
242.5∗10−4
=3.64MPa<[τ]
故：钢板桩满足要求。

3.2支撑横梁及内支撑验算
①、支撑横梁验算
支撑横梁结构类型为多跨连续梁，采用H400*400型钢，所受均布荷载为q=69.49KN/m，内支撑间距为4m，偏安全考虑，确定其计算模型为单跨4m均布荷载简支梁。

故支撑横梁M MAX=qL2
8
=139KNm
σmax=M max
W y
=
139×103
3208.67×10−6
=43.3MPa<[σ]
剪力Qmax=qL
2
=138.98KN
τmax=Q max
A
=6.4MPa<[τ]
故：支撑横梁满足要求。

②、内支撑验算
内支撑采用?300×10钢管，间距4m,每个内支撑钢管上轴向力N=4q=278KN，内支撑钢管计算长度L=3.2m，
i=10.22cm，λ=L/i=31.3，查表的折减系数φ=0.913，则
内支撑轴向正应力:
σmax=N/ΦA=278×103
0.913×90.79×10−4
=33.53MPa<[σ]
故：内支撑满足要求。

3.3钢板桩稳定性验算
抗隆起计算公式：
K=
γDN q+cN c γ(H+D)+q
其中，D为入土深度，H为基坑开挖深度，q为地面超载，Nq、Nc为地基极限承载力的计算系数，c为粘聚力系数本项目中为0。

地基抗隆起稳定性计算图示如下：
其中：N q=tan2(45°+φ
2
)eπtanφ=26.086，
K=
γDN q+cN c
γ(H+D)+q
=
18∗3∗26.086
18∗9+20
≥1.2
故：基坑不会发生隆起。