2022年深基坑支护钢板桩计算

..精品文本精品文本.精品文本结构计算系列之三钢板桩支护结构计算公司范围内承台开挖使用钢板桩支护的越来越多。随着钢板桩支护在公司范围内的大规模广泛的应用，而如何合理的设计和运用钢板桩支护成为我们迫切要掌握的技术。下面以一陆上深基坑钢板桩支护设计为例，详细表达钢板桩支护结构设计检算的计算过程：1、钢板桩围堰的结构验算1.1根本数据〔1〕钢板桩截面特性钢板桩性能参数表截面类型截面尺寸单根参数每米墙面参数宽高厚度截面积理论重量惯性矩截面模数截面积理论重量惯性矩截面模数BHtAreaAWIxZxAreaAWIxZxmmmmmmcm2kg/mcm4cm3cm2/mkg/m2cm4/mcm3/mSKSP-SX1860018013.4103.981.65220376173.2136324001800〔2〕土层性质淤泥质黏土内摩擦角取9°,粘聚力c=14KPa，根据地质资料和实际施工现场土体的含水率，统一按水、土合力考虑，土层的平均容重取为γ=16.1KN/m³，地下水位取+3.0m。〔3〕根本参数计算主动土压力系数：Ka=tan2〔45°－φ/2〕=0.73被动土压力系数：Kp=tan2〔45°＋φ/2〕=1.371.2钢板桩入土深度计算1.2.1主动土压力最大压强ea＝γKa〔H＋t-h1〕=16.1×0.73×11=129.283KPa被动土压力最大压强ep＝γKpt=16.1×1.37×7=154.399KPa主动土压力Ea＝〔H＋t-h1〕ea/2＝γKa〔H＋t-h1〕2/2=16.1×0.73×112/2=719.89KN/m被动土压力Ep＝tep/2＝γKpt2/2=16.1×1.37×72/2=540.4KN/m1.为使板桩保持稳定，那么在A点的力矩应等于零，即∑MA=0,亦即：Ma＝EaHa-EpHp＝Ea·［2(H+t-1)/3+1］-Ep·(2t/3+H)=0求得所需的最小入土深度t=(3EpH-2HEa-Ea)/2(Ea-Ep)=0.52m，满足要求。根据∑Fx=0，即可求得作用在A点的支撑力Ra:Ra–Ea+Ep=0得：Ra=Ea–Ep=179.49KN/m1.3钢板桩截面计算1.3.1由，主动土压力Ea＇＝γKa〔H＋t2-1〕2/2被动土压力Ep＇＝t1ep/2＝γKpt22/2可由该点主动土压力等于被动土压力与支撑力之和，得Ea＇＝Ep＇+Ra那么Ka〔H＋t2-1〕2＝Kpt22+Ra得：t2＝［5.84-〔5.842-4×10.62×0.64〕1/2］/2×0.64＝2.51.3.由于g点位置剪力为零，那么每米宽钢板桩最大弯距等于g点以下主动土压力、被动土压力绕g点的力矩差值。由，Ma＇＝Ep［t-t2-(t+H-h1)/3)］+γKa〔H＋t2-1〕3/6＝〔719.89×0.83〕+〔16.1×0.73×6.53/6〕＝597.5+537.94＝1135.44KN·mMp＇＝Ep(t-t2-t/3)+γKpt23/6=〔540.4×2.17〕+〔16.1×1.37×2.53/6〕=1172.67+57.44=1230.11KN·m，那么Mmax＝Mp＇－Ma＇＝94.67KN·m1.3.3趋于平安方面考虑，钢板桩允许应力取钢材屈服应力的1/2。σ＝Mmax/W＝94.67×103/W<［σ］＝215×106/2得，W>0.88×10－3m3<那么拉森Ⅵ级钢板桩截面模数满足要求。1.4基坑坑底隆起验算参考?简明施工计算手册?p217公式4-57：当土层为均质土时，抗隆起平安系数K=2πc/(q+γh)=2×3.14×14÷〔4×16.1〕=1.37>1.2故坑底不会发生隆起。1.5基坑坑底管涌验算参考?简明施工计算手册?p217公式4-62：土浮重度γ＇=16.1-10=6.1KN/m³，取K=1.5,hw=3m那么t=(Khwγw-γ＇hw)/2γ＇=(1.5×3×10-6.1×3)÷〔4×6.1〕=1.09m即实际基坑底部入土深度为7m>1.09m，那么不会发生管涌。2、围檩及支撑的受力验算2.1围檩设计及计算钢板桩围堰围檩是由HW588×300拼接而成的矩形框架，与钢板桩围堰内侧紧贴，构成一个整体的受力结构。具体围檩及支撑结构如以下图所示：根据围檩及支撑连接类型及位置可简化为等跨等截面连续梁的计算模型，那么短边可简化为：Mmax=MB=-0.1×ql2=-0.1×179.5×4.82=-413.57KN·mQmax=QB左=0.6×ql=0.6×179.5×4.8=516.96KNf=0.677×ql4/100EI=0.677×179.5×4.84/(100×2.1×1011×1.18×10-3)=2.58×10-6m支座反力RA=RD=0.4ql=344.64KN支座反力RB=RC=1.1ql=947.76KN围囹长边可简化为：Mmax=M支=-0.107×ql2=-0.107×179.5×4.6252=-410.84KN·mQmax=QB左=0.6×ql=0.607×179.5×4.625=503.92KNf=0.632×ql4/100EI=0.632×179.5×4.6254/(100×2.1×1011×1.18×10-3)=2.09×10-6m支座反力RE=RI=0.393ql=326.26KN支座反力RF=RH=1.143ql=948.9KN支座反力RG=0.928ql=770.41KN2.1.1围檩截面应力σ=Mmax/W≤［σ］=170MPa那么W≥410.84×103/170×106=2.42×10-3m3=2420cm3,型钢HW588围檩最大变形量f=2.58×10-6m≤l/600=8×102.2内撑设计及计算2.2.1内撑一〔HW588×300〕由右图所示可得：F=RF×(x2+y2)1/2/y=948.9×(4.6252+4.82)1/2/4=1317.15KNσ=F/A=1317.15