钢板桩围护安全计算书

钢板桩围护安全计算书1、计算资料本设计的排水埋管深度在4m,拟采用钢板桩支护。钢板桩选用30#槽型钢板桩，长度8m，有效入土深度按3.8m计。钢板桩采用28#a型槽钢，W=X10-6m3。围檩采用30号H型钢参数：Wx。钢板桩支撑采用直径219mm的钢管支撑，水平间距约3m。钢管支撑垂直间距。钢材使用Q235,强度设计值fd=205N/mm2沟槽的安全等级为二级，重要性系数Y=1.0。地下水埋深。根据地质勘探资料，土层分0布情况及土层列表如下:土层名称土层厚h(m)重度Y粘聚力c内摩擦角9杂填土1807粉质粘土2120淤泥质粉质粘土13灰色砂质粉土52、土压力计算(1)主动土压力计算计算假定：板桩背竖直、光滑，其后地表水平，并无限延伸，不计土与板桩间的摩擦力，采用朗金土压力理论计算。本排水工程埋管最大埋深以算，并考虑周边有附加荷载如推土机和挖机荷载等影响，取30KN/m2计，即板桩面承受主动土压力，高4.0m和地基附加荷载q=30KN/m2。附加荷载换算高度1.674m。按m的加权平均值计算：Y=18.01KN/m；c=9.79；0=17.50。主动和被动土压力系数分别为：Ka=tan2(45—2)=0.538；Kp=tan2(45+2)=1.860桩顶地表A点的土压力强度为：PaA=30X0,538-2X9.79xd0538=1.78Kpa水位处土压力强度为：p水=(30+1x18.01)x0.538-2x9.79xV0338=11.47KPa坑底B点的土压力强度为：paB=(30+18.01x1+8.01x3)x0.538-2x9.79xV0338=24.40KPa坑底C点的土压力强度为：paC=(30+18.01x1+8.01x6.8)x0.538-2x9.79xV0338=40.77KPa板桩背承重总主动土压力为:

Ea1=1.78+11.47Ea1=1.78+11.47x1=6.63KN/m11.47+24.40Ea3计算简图如下：E= a2 224.40+40.77x3=53.81KN/mx3.8=123.83KN/m计算图1（2）被动土压力计算同样假设板桩背竖直、光滑，地表水平，不计土与板桩间摩擦力，已知条件同计算主动土压力。设板桩入土深度2.8m。由于井点降水措施，沟槽内水位情况假设位于B点水平位置，即沟槽水位位于地面下4m处。按地面下4m处的的第三层土以下的m的加权平均值计算:Y=17.83KN/m；c=10.92；0=21.61。主动和被动土压力系数分别为：Ka=tan2（45—_2）=0.462；Kp=tan2（45+且）=2.165坑底B点的土压力强度为：ppB=2cjKp=2x10.92x72.165=32.14KPa桩底C点的土压力强度为：

ppC=YzKp-2cVKp=(17.83-10)x3.8x2.165+2x10.92x/165=96.55KPa板桩背承重总被动土压力为:32.14+96.55x3.8=244.51KN/m32.14+96.55x3.8=244.51KN/m简图如下：4PpB=32.14kPaB计算图2PpC=96.55kPa4PpB=32.14kPaB计算图2PpC=96.55kPa（3）土压力总和开挖面以上只有主动土压力。E1=6.63+53.81=60.44KN/mE作用方向水平，作用点距B点距离为z,则1E1=60：44xE作用方向水平，作用点距B点距离为z,则1E1=60：44x1{1.78x1x(3+1)+(11.47-1.78)x1x1x(3+3)+11.47x3x3+(24.40—11.47)x1x3x3==1.545m3J开挖面以下：E2pB=32.14-24.40=7.74KPapC=96.55-40.77=55.78KPa7.74+55.78x3.8=120.69KN/mE2作用方向水平,作用点距B点距离为z2,则E= 2 120.69简图如下：3.8 13.8x{7.74x3,8x—+(55.78-7,74)x3.8x2x—E= 2 120.69简图如下：3.8 13.8x{7.74x3,8x—+(55.78-7,74)x3.8x2x—=1.421mPpB=7.74kPaAPaA=1.78kPaW~~\Pa水=11.47k：)a1 1O-tcC-F0/Ea=60.44kN/m5451PaB=24.40kPaEp=120.69kN「 二).” .千PpC=55.78kPa计算图33、板桩入土深度计算用盾恩法计算板桩入土深度。采用公式，（Kp-Ka）t2-HKat-HKaL0=0数据代入，（1.860-0.538）t2-4x0.538t-4x0.538x2.5=0计算得：t=2.475m故计算钢板桩总长度6.475m。实际钢板桩长度8m,实际入土深度3.8m。4、沟槽验算（1）沟槽底部隆起验算①Nq=entan”tan2(45+-2)=5.01Nc=Nq-1=12.72

tan叩沟槽外各土层的天然容重为18.01kN/m。沟槽内各土层的天然容重为17.83kN/m。故抗隆起安全系数为：Y2故抗隆起安全系数为：Y2TNq+cNcKs=Y1(H+T)+q17.83x3.8x5.01+9.79x12.7218.01x(4+3.8)+30 =2.72>1.3故沟槽底部隆起验算满足，不发生隆起。

（2）沟槽底部管涌验算公式，tuKhA-也,K为抗管涌安全系数，值取1.5。2Y，数据代入，t="义工8*10-7-83x5-5=2.806m<3.8m2X7.83故沟槽底部管涌验算满足，不发生管涌。5、板桩支撑计算（1）支撑最大抗压钢板桩支撑R1和R2采用两根直径219mm的钢管支撑，水平间距约3m。钢管支撑垂直间距1.0m。钢管支撑材料使用Q235,强度设计值fd=205N/mmz。内径200mm，外径219mm。I0=219420伊xn=3.437X107mm4计算长度为3000mm。A=6252.55mm2=74.14mm入==74.14mm入=入=7414=40.46计算入Jy=40.46,a类截面，查《钢结构设计规范》得3=0.940NNcrd=3•A•fd=0.940X6252.55X205=1205kN（2）各支撑反力支撑R1距离地面0.5m,R2与R1间的间距为1m,R2距沟槽底部。计算简图如下：

R1R2AEp=120.69kNR1R2AEp=120.69kN计算图4采用1/2分担法近似计算各内支撑反力支撑反力R1为，q1=1.7811.47x1=6.63kN/m2支撑反力R2为，q2=11.47219.01X（3-225）=26.67kN/m计算得：q1=kN/m,q2=kN/m。（3）支撑验算两支撑水平间距为8m。取R2验算，F=26.67X8=213.36KN<1205KM满足。5、板桩强度验算求板桩此受最大弯矩M，最大弯矩处即为剪力等于零处。板桩受主动土压力，被动土压力及支撑力。计算简图如下：R1PaA=1.78kPaR2Pa水=11.47kPaEp=60.44kNPpB=7.74kPaR1PaA=1.78kPaR2Pa水=11.47kPaEp=60.44kNPpB=7.74kPaPaB=24.40kPaEp=120.69kNPpC=55.78kPa计算图5CEp=120.69kNPpC=55.78kPa计算图5C取1m宽板桩计算带。支撑反力R1、R2分别为，q1=6.63kN/m,q2=26.67kN/m。根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)的规定按下列规定计算其设计值：截面弯矩设计值MM=1.25y0Mc式中：Y0——重要性系数，取 °°设剪力等于零处距地面距离为X。QXe[0,1]663=1.78+"147-1'78x+1.78y. 2计算得，X=1Mc=-6.63x0.5+-X)=-3.315+2.505111.47-1.78Mc=-6.63x0.5+-X)=-3.315+2.505J( 1 X+1.78)(10=-0.81kN/mM=1.25x1.0x-0.81=-1.01kN/m©XG(1,4]6.63+26.67=6.63+""弋四义卜-1”1.47x(x-1)

Mc=-(6.63x2.25+26.67x1.25)+2.512.7524.40-11.47+I( 3 (X-1)+11.47)(2.75-X)，1=-48.26+2.51+21.41=-24.34kN/mM=1.25x1.0x-24.34=-30.43kN/m@X6(4,6.8]6.63+26.67+7.74+‘"『"4)"74x(x-4)=60.442Mc=-(6.63x5.048+26.67x4.048)+2.51424.40-11.47+J( 3 (y-1)+11.47)(4丫)『48/5”..74(X-4)+7.74)(5.548-X)=-141.43+2.51+71.01-17.09=-85kN/mM=1.25x1.0x-85=-106.25kN/m故Mmax=kN/m。选用28#a型槽钢桩，W=X10-6m3,取钢板桩