承台钢板桩计算书
承台钢板桩支护荷载计算书
一、拉森钢板桩材料选型
本工程采用Ⅳ型拉森钢板桩，拉森钢板桩参数如下图所示：
x 0x
Ⅳ拉森钢板桩截面尺寸cm 2
kg
cm 3
根据初步设计图纸及测量数据确定拉森钢板桩长度12米，入土深度约8.5米。
二、设计参数
土方开挖深度约3.7m ，考虑不利因素影响，土压力高度取H=4m 平均土容重：319/kN m γ=
土浮容重：取310/kN m γ'=
内摩擦角：φ=18o
粘聚力：c=8kPa
孔隙比：e=0.89
无水土层高度：h1=2.5m
浸水土层高度：h2=1.5m
地面荷载：考虑重车荷载，取q=25kN/m 2
钢板桩设计强度[f]=200Mpa
拟设置单层支撑，撑杆每隔4m 一道。
三、内力计算
（1）土的压力强度计算
被动土压力系数：Kp=tg 2(45+φ/2)= tg 2(45o +18/2)=1.89 主动土压力系数：Ka=tg 2(45-φ/2)= tg 2(45o -18/2)=0.53 地面荷载换算土压力填土高度：h=q/γ=25/19=1.32m
水位面处的土压力强度：
Pa 1=γ(h1+h)Ka=19×(2.5+1.32)×0.53=38.46kN/m 2
开挖面处土压力强度：
Pa 2=[γ(h1+h)+(γ-γw )h2]Ka
=[19×(2.5+1.32)+（19-10）×1.5]×0.53
=45.62kN/m 2
挖面处水压力(抽水后)：Pa 3=γw h2=10×1.5=15kN/m 2
(2）计算反弯点位置。
假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点，设其位于开挖面以下y 处，则有：12()p a k y K H h y γγ=++ 整理得：212()190.53(4 1.32) 2.0719(1.890.53)
a p a k H h y m K k γγγ+??+===-?- 式中，γ1，γ2——坑内外土层的容重加权平均值；
（3）按简支梁计算上部钢板桩，其受力简图如下图所示。
由0B M =∑得：
(3.5 2.07)0.5(60.6213.25) 4.0(4/3 2.07)
13.254(4/2 2.07)0.560.62 2.072/3 2.07
a R ?+=?-??++??++????
解得R a =112.1kN/m Qb=(13.25+60.62)×4/2+60.62×2.07/2-112.1=98.38kN/m
设最大弯矩处距桩顶距离为x ，则有：
R a =13.25x+0.5×(60.62-13.25)x 2/4
解得x=3.37m
所以，M max =R a (x-0.5)-13.25 x 2/2-0.5(60.62-13.25) x 3
/4/3=170.95kN·m （4）计算钢板桩的最小入土深度。
根据式（2）得：
4.78m χ===
最小入土深度t=1.2×（2.07+4.78）=8.22m
四、支撑系统计算
（1）围檩
因本工程为单层支撑，围檩所受荷载qk=Ra=112.1kN/m 。
（2）撑杆
撑杆按偏心受压构件计算其内力即可。
作用力为：R=0.5×112.1×（5+5）=560.5kN 。
五、稳定性验算
（1）整体稳定性分析
因本工程设置了支撑，故未进行整体性验算。
（2）抗倾覆稳定性分析
内侧土压力对支撑点的力矩：
()
()2120.540.519 1.898.22 3.58.222/310894RC pi K t t kN m
γM =+=????+?=?
外侧土压力对支撑点的力矩：
()()22
18.33 3.58.22/2[0.5319(1.3248.22)18.33]148.22/38134.3OC M kN m
=?++??++-?++=? 10894 1.339 1.28134.3Q K ==≥，满足规范要求。
（3）基底抗隆起稳定性分析。
地基承载力系数：2182184545 5.2422tg tg q N e tg e tg πφπφ=+=+=???? ? ????? ()()1 5.24113.0518c N N tg tg φ--=
=
= 抗隆起安全系数：
()()21198.22 5.24813.05 3.59 2.5,1948.2225
q C
tN cN Ks H t q γγ+??+?===>++++满足规范要求。 （4）抗管涌验算 临界水力梯度1 1.910.47610.891c i e γ='--=
=++ 渗流水力梯度 1.50.0841.528.22
w i h L ==+?= 抗渗流安全系数 ，满足规范要求。 （5）变形估算
本工程按一般地层，根据公式和α系数表得最大变形：
11 1.0%40.04v k h m δα==??=，满足规范要求
式中，k1——修正系数，对于钢板桩k1＝1.0；
h ——基坑开挖深度；
α——地表沉降量与基坑开挖深度之比（%），可查表得出
四、钢板桩设计。
采用Ⅳ型拉森钢板桩，W=2037cm 3，作用宽度为400mm ，折减系数取β＝1，则 6max max 3170.95100.14634[]200119010M MPa f MPa W σβ??==≈<=?。
（2）围檩设计。
选用空心方钢（400×400×14），W=2521mm 3。
按简支梁计算，最大弯矩Mmax=ql 2/8=112.1×52/8=350.3kN ·m 。 作用宽度为400mm ，则
6max max 3350.3100.455.58[]200252110M MPa f MPa W σβ??===<=?
（3）支撑设计。
选用空心方钢（250×250×8），W=578×103mm 3，A=7744mm 2,根据长细比 λ=l 0/i=7.6/0.0925=82,查《钢结构设计规范》附表得稳定系数φ=0.776。
自重弯矩Mmax=ql 2/8=γ钢A l 2/8=7.85×10-6×7744×1000×52/8=4.83kN ·m
36max max 3560.510 4.8310101.4[]2000.776774457810M N MPa f MPa A W σ?β??=+==<=??+ 0.529 1.974 1.50.268
g K ==<