钢板桩支护计算书1.设计依据1.1《基坑工程手册》（第二版），刘国斌、王卫东主编，中国建筑工业出版社，20091.2《简明深基坑工程设计施工手册》，赵志缙、应惠清主编，中国建筑工业出版社1.3《土力学》，卢延浩主编，河海大学出版社1.4《建筑结构静力计算手册》(第二版)，中国建筑工业出版社1.5《钢结构设计规范 GB50017-2003》2.设计说明2.1工程概况本工程循环水管道工程C段，基坑底标高-3.0m，基坑宽10.6m,基坑周围采用拉森IV型钢板桩进行支护，钢板桩单根宽40cm，长12m。
首先开挖土方至+3.5m，打设拉森IV型钢板桩后，开挖土方至+1m，钢板桩横向之间采用双45a工字钢进行连接，DN530×9.7钢管进行内支撑，支撑中心距钢板桩顶0.75m,支护完成后开挖至底标高-3.0m。
注：本支撑体系中，验算时以开挖至+3.5m时打设钢板桩处即入土深度5.5m，板桩悬挑高度为6.5m进行结构计算；实际施工时，根据施工经验，为增加支撑体系整体稳定性，首次开挖至+2.5m后打设钢板桩，届时钢板桩入土深度达到6.5m，悬挑高度5.5m。
钢板桩支护断面图钢板桩支撑立面图牛腿支撑图钢管与工字钢连接图2.2计算项目2.2.1钢板桩抗弯验算2.2.2支撑体系稳定性验算（1）工字钢抗剪强度及稳定性验算（2）钢管强度和稳定性验算（3）牛腿抗剪计算2.3最不利受力情况钢板桩所受荷载主要为土压力、运输车产生的荷载、挖掘机产生的荷载及履带吊吊装PCCP管产生的荷载等。
经验算：基坑开挖完成后，150t履带吊吊40tPCCP管安装时，钢板桩受力为最不利状况。
履带吊受力情况示意图Fmax=1960KN150t履带吊履带接地长度7200mm，P=1960/7.2=273KN/m。
集中荷载对土压力的影响范围：上部距顶面2×tg23°=0.98m；下部距顶面2×tg（45°+23°÷2）=3.02m。
3.土压力计算计算简图：经计算：墙后主动土压力：e=0e 1=γ1H1Ka1=18×0.85×0.438=6.70 KPae 2=γ1H1Ka1+q Ka1=18×0.85×0.438+68.25×0.438=36.59 KPae 3=γ1H2Ka1+q Ka1=18×3.02×0.438+68.25×0.438=53.70 KPae 4=γ1H2Ka1=18×3.02×0.438=23.81 KPae 5=γ1H3Ka1=18×6.5×0.438=51.25 KPae 6=γ1H3Ka2-2C2√Ka2=18×6.5×0.509-2×5 ×√0.509=52.42KPae 7=（γ1H3+γ2H4）Ka2-2C2√Ka2=（18×6.5+17.5×3）×0.509-2×5 ×√0.509=79.14 KPae 8=（γ1H3+γ2H4）Ka3-2C3√Ka3=（18×6.5+17.5×3）×0.729-2×13 ×√0.729=101.37KPae 9=（γ1H3+γ2H4+γ3H5）Ka3-2C3√Ka3=（18×6.5+17.5×3+19×2.5）×0.729-2×13 ×√0.729=135.99KPa墙前被动土压力：e 10=2C 2√Kp 2=2×5×√1.965=14.02 KPae 11=γ2H 4Kp 2+2C 2√Kp 2=17.5×3×1.965+2×5×√1.965=117.18 KPa e 12=γ2H 4Kp 3+2C 3√Kp 3=17.5×3×1.371+2×13×√1.371=102.42 KPae 13=（γ2H 4+γ3H 5）Kp 3+2C 3√Kp 3=（17.5×3+19×2.5）×1.371+2×13×√1.371=167.54 KPa 土压力示意图：E1=0.5×6.5×51.25=166.56 KN/m ,距下端点垂直距离Y1=5.5+6.5/3=7.667m E2=64.86 KN/m ,距下端点垂直距离Y2=10.065m E3=0.5×(52.42+79.14)×3=197.34 KN/m , 距下端点垂直距离:Y3=[52.42×3×4+0.5×（79.14-52.42）×3×3.5]÷197.34=3.90m E4=0.5×(101.37+135.99)×2.5=296.7KN/m , 距下端点垂直距离:Y4=[101.37×2.5×1.25+0.5×（135.99-101.37）×2.5²÷3] ÷296.7=1.19m 被动土压力：E5=0.5×（14.02+117.18）×3=196.8 KN/m 距下端点垂直距离:Y5=[14.02×3×3.5+0.5×（117.18-14.02）×3²] ÷196.8=4.65m E6=0.5×（167.54+102.42）×2.5=337.45 KN/m距下端点垂直距离:Y5=[102.42×2.5×1.25+0.5×（167.54-102.42）×2.5²÷3] ÷337.45=1.15m F= E1+E2+E3+E4-E5-E6=151.21KNMF= E1×Y1+E2×Y 2+E3×Y 3+E4×Y 4-E5×Y5 -E6×Y6=166.56×7.667+64.86×10.065+197.34×3.9+256.7×1.19-196.8×4.65 -337.45×1.15=1701.74KN·m/m支撑距钢板桩底端距离：YF = MF/ F=1701.74/151.21=11.25m4.钢板桩抗弯验算钢板桩最大弯矩截面上剪力为零，设Hx为钢板桩剪力为零处距顶面高程。
E2+0.5×Hx²γ1Ka1=F解得Hx=4.68m;E 2=64.86KN/m，其距钢板桩顶面垂直距离H1=12-10.065=1.935m；F=151.21KN/m，其距钢板桩顶面垂直距离HF=12-11.25=0.75m；E 1’=F-E2=86.35KN/m，其距钢板桩顶面垂直距离H1’=2/3Hx=3.12m；计算简图：Mmax=64.86×1.935+86.35×3.12-151.21×1.5=168.10KN·m/m拉森IV型钢板桩，截面距w=2037cm³fmax=Mmax/w=168.10×10³÷（1600×10-6）=82.5MPa安全系数：K=[f]/fmax=200/82.5=2.4>1.5，满足要求。
5.支撑体系稳定性验算本支护体系可按照多跨、等跨、等截面连续梁计算，根据建筑结构静力计算手册：弯矩：M=系数×ql²；反力：V=系数×ql；挠度：f=系数×ql4/(100EI)弯矩：M1=0.078×75.61×6.5²=249.17KN·mM2=0.033×75.61×6.5²=105.42KN·mM3=0.046×75.61×6.5²=146.95KN·mM B =ME=-0.105×75.61×6.5²=-335.42KN·mM C =MD=-0.079×75.61×6.5²=-252.37KN·m剪力：VA=0.394×75.61×6.5=193.64KN；VB左=-0.606×75.61×6.5=-297.83KN；VB右=0.526×75.61×6.5=258.52KN；Vc左=-0.474×75.61×6.5=232.96KN；Vc右=0.5×75.61×6.5=245.73KN；挠度：f1=0.644×75.61×6.54÷（100×2.1×106×2.17×10-4）=1.908cmf2=0.151×75.61×6.54÷（100×2.1×106×2.17×10-4）=0.448cmf3=0.315×75.61×6.54÷（100×2.1×106×2.17×10-4）=0.932cm5.1工字钢抗剪强度及稳定性验算45#工字钢抗弯截面系数W=1430cm3，[f]=210MPa，弹性模量E=2.1×106kg/cm2，惯性矩I=22200m4，截面面积A=102.466 cm2。
5.1.1工字钢抗剪强度验算工字钢最大剪力：Vmax=297.83KN45a工字钢最大抗剪力[V]= 2×[f] A=2×210MPa×102.466 cm2=4300KN>1.5Vmax=412.33 KN满足要求。
5.1.2工字钢抗弯强度验算工字钢最大弯矩：Mmax=335.42KN·m45a工字钢最大抗剪力[M]= [f] W=2×210MPa×1430 cm3=600.6 KN·m > 1.5Mmax=428.72KN·m满足要求。