目录
1设计资料 (1)
2钢板桩入土深度计算 (9)
2.1内力计算 (9)
2.2入土深度计算 (10)
3钢板桩稳定性检算 (11)
3.1管涌检算 (11)
3.2基坑底部隆起验算 (12)
跨宁启特大桥跨高水河连续梁主墩承台
钢板桩围堰施工计算书
1设计资料
(1)钢板桩顶高程H1：8.5m ，汛期施工水位：8.0m 。
(2)河床标高H 0：1.63m ；基坑底标高H3：-7.958m ；开挖深度H ：15.46m 。
(3)封底混凝土采用C30混凝土，封底厚度为1m 。
(3)坑内、外土的天然容重加权平均值1r 、2r 均为：18.8KN/m 3；内摩擦
角加权平均值 20=ϕ；粘聚力C ：33KPa
22330 5.0218.80.49
a c h K γ⨯===⨯。
(4)钢板桩采用国产拉森钢板桩，选用鞍IV 型（新）（见《施工计算手册》中国建筑工业出版社P290页）钢板桩参数 A=98.70cm 2，W=2043cm 3，[]δ=200Mpa ，桩长21m 。
水压：210 6.3763.7/w w p h kN m γ=⨯=⨯= 河床位置处：21263.72330.4917.5/w a p p c K kN m =-=-⨯=
基坑底部：22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+⨯+=
(5)围囹采用2I56工字钢，支撑采用Ф630螺旋钢管。
2计算资料
水压：210 6.3763.7/w w p h kN m γ=⨯=⨯=
22330 5.0218.80.49
a c h K γ⨯===⨯ 河床位置处：21263.72330.4917.5/w a p p c K kN m =-=-⨯=
基坑底部：22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+⨯+=
在建立计算模型的时候，采用板单元，根据等刚度的原则将以上的钢板桩截面换算为等效的矩形板截面。
查得一片0.4米宽的钢板桩截面对重心轴x-x 的惯性矩为：I=12629.4cm 4，则等效的0.4米宽矩形钢板截面的厚度为：
cm b I b 54.1540/4.1262912/1233=⨯==，则在计算模型中的板厚采用15.54cm 。
土压平衡点取用之前计算出的基底以下6.26m ，在该处建立平衡点。
3计算资料
施工工况较多，由于时间紧张取用两个比较典型的工况、
工况一：开挖至设计标高，施作完成最底层围囹，但为封底。
开挖到位未封底（不抽水）示意图
开挖到位未封底（不抽水）示意图
压力（单侧）示意图
开挖到位未封底钢板桩应力图
开挖到位未封围囹应力图
开挖到位未封变形图
工况二：开挖至设计标高，施作完成最底层围囹及封底，施工承台前。
封底后抽水模型图
封底后抽水模型图
压力（单侧）示意图
钢板桩应力图
围囹应力图
整体变形图
考虑到围堰的高度较高，承受较大的水压力和土压力，为保证围堰的安全，故采用拉森钢板桩IV型，钢板桩的截面如下图所示，尺寸以毫米记，
图1 钢板桩横断面尺寸
在建立计算模型的时候，采用板单元，根据等刚度的原则将以上的钢板桩截面换算为等效的矩形板截面。
查得一片0.4米宽的钢板桩截面对重心轴
x-x 的惯性矩为：I=12629.4cm 4，则等效的0.4米宽矩形钢板截面的厚度为：
cm b I b 54.1540/4.1262912/1233=⨯==，则在计算模型中的板厚采用15.54cm 。
2钢板桩入土深度计算
2.1内力计算
(1)作用在钢板桩上的土压力强度及压力分部见图2.1
根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P284页(5-89、5-90）公式得： 主动土压力系数：49.022045tg K o
o
2a =-=）（ 被动土压力系数：82.122045tg K o
o
2pi =+=）（ (2)支撑层数及间距
按等弯矩布置确定各层支撑的间距,则拉森Ⅳ型钢板桩顶部悬臂端的最大允许跨度，根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P284页(5-96）公式得： []35349
.08.182043102006r W 6h ⨯⨯⨯⨯==a K δ=2986mm=2.986m h1=1.11h=1.11*2.986=3.28m
h2=0.88h=0.88*2.986=2.63m
h3=0.77h=0.77*2.986=2.3m
h4=0.70h=0.70*2.986=2.09m
河面到河床高度为6.37m ，水折算成粉质粘土的高度
水压力为：210 6.3763.7/w w p h kN m γ=⨯=⨯=
h=10*(8-1.63)/18.8=3.39m
第一层：最大间距高度为2.986m ，粉质粘土折算成水的高度
h=18.8*2.986/10=5.6 第一层，h1取3.66m
第二层：最大间距高度为3.28m ，包括2.71m 的水和粉质粘土
高度为2.71m 水折算成粉质粘土的高度
h=10*(6.37-3.66)/18.8=1.44
包含粉质粘土的厚度为：3.28-1.44=1.84m
h2最大间距1.84+2.71=4.55，取3.8m
根据施工需要调整支撑布置h=3.66m ，h1=3.8m ，h2=2.5，h3=2.3m ，h4=2.0m ，层数为5层。
受力简图见图2.1
图2.1 钢板桩受力简图
2.2入土深度计算
用盾恩近似法计算钢板桩入土深度
主动土压力系数，被动土压力系数从上可知：49.0K a =、82.1K p =
图2.2 钢板桩计算简图
根据假定作用在钢板桩AB段上的荷载ABCD，一半传至A点上，另一半由坑底土压力EBF承受，由图2.2所示，几何关系根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P288页(5-99）公式得：
Hx
K
x
K
K
K
)
-HL
(2=
-
-
p
a
a
a
⨯
.1(2=
.0
⨯
82
x
)
-x
-
⨯
-
49
26
14
2.1
.0
49
.
.0
14
.
49
26
=
.6
m
x26
2处，所以根据入土部分的固定点，被动土压力合力作用点在离坑底x
3
钢板桩最下面一跨的跨度为6.26*2/3=4.17处。
故钢板桩的总长度至少为m
15=
=,即钢板桩长度为
46
+
.
.6
.
l72
21
26
21.72m，入土深度为6.26m时能保证桩体本身的稳定性，选用22m钢板桩，实际入土深度为6.54m。
3钢板桩稳定性检算
3.1管涌检算
管涌的原因主要收水的作用影响，计算时考虑有水一侧，基坑抽水
后水头差为h1=15.46-0.5=14.96m ，入土深度h2=6.26，最短的渗流途径如图2-1所示为h1+h2×2，不产生管涌的安全条件，根据根据《简明施工计算手册》中国建筑工业出版社，P284页(5-107）公式得：
27.58
.8296.148.81096.145.12t =⨯⨯-⨯⨯='''-'≥r h r r h K w ＜6.54m 式中K 为安全系数取1.5；
水容重取3/10m KN r w =；
土的浮容重为3/8.8108.18m KN r b =-=；
不会发生管涌。
3.2基坑底部隆起验算
基底抗隆起稳定性分析采用C ,q ，m h 53.9=抗隆验算方法。
根据《基础工程》中国建筑工业出版社P308页（8-30）公式： m x 54.6=、m H 46.15=、2/10m KN q =、 8.18=ϕ、KPa C 33=、安全系数5.1=K
04.2)2
2045()245(143.122014.32⨯=+=+=⨯e tg e tg e N tg tg q ϕϕπ=6.4 ϕtg N N q c )
1(-==14.836
228.18836.14334.654.68.18)(12⨯⨯+⨯⨯=+++=q
x H r cN xN r K c
q s =3.09＞1.5 即钢板桩打入深度6.54m ，地基土稳定，不会发生隆起。