(仅供参考)钢板桩支护设计浅析

2.2 支撑系统内力计算 多层支撑点布置见图 2
各项计算内容又包含多个子项，下面逐
个阐述其计算方法及步骤。
式中 K 为安全系数取 1.8 水容重： rw = 10KN / m3 土的浮容重： rb = r − rw 水力梯度： i = h1 ÷ (h1 + 2x)
河水
h1
淤泥
河床
x
A
h3
X
支撑内计算主要是分析围檩和撑杆（或
结构底平面作为求极限承载力的基准
面，可由以下公式求抗隆起安全系数：
Ks = γ 2TNq + cNc γ1(H + t) + q
（9）
式中， γ1 ， γ 2 ——坑内、外土层的容重加
权平均值；
c——桩底处地基土粘聚力；
q——坑外地面荷载；
H——基坑开挖深度；
t——钢板桩入土深度；
Nq 、 Nc ——地基承载力系数；
3.3 支撑设计
支撑按偏心受压构件计算。偏心弯矩除
竖向荷载产生的弯矩外，还应考虑轴向力对
构件初始偏心距的附加弯矩。初始偏心距可
根据《钢结构设计规范》相关规定计算。同
时，考虑到支撑预压力和温度的影响，验算
rK a
式中， [δ ] ——钢板桩抗弯强度设计值；
W——截面抗弯模量；
r ——钢板桩后土的重度；
Ka——主动土压力系数 (3)根据表 1 确定各支撑跨度。
骤，以供参考。
1 主要计算内容
钢板桩支护设计中主要进行以下计算：
(l)钢板桩支撑布置和计算。
(2)支撑系统内力计算。
(3)入土深度计算。 (4)稳定性检算 (5)变形估算。
期紧，专业技术人员配备不齐，设计及施工 计算。本文仅对等弯矩法进行介绍，计算步
过程中常常忽视基坑安全问题，需支护的地 骤如下：
段常常凭感觉或草率参照其他项目的支护
(l）根据施工条件选择钢板桩。
方案，对基坑进行粗略支护。这种做法往往
(2)根据其允许抵抗弯矩，计算钢板桩
会因工作人员经验不足、现场地质情况复杂 顶部悬臂部分最大允许跨度 h 。
β——抵抗矩折减系数，对于小企口钢
板桩，当设有整体围擦和冠梁
时，β取 1. 0；不设冠梁或围檩
分段设置时，β取 0.7。
3.2 围檩设计
围檩示实际情况按连续梁或简支梁计
算其最大弯矩 Mmax，一般采用工字钢或方钢 材料，可根据下式进行选型：
σ max
=
M max W
≤[ f ]
式中各参数意义同前。
(14)
而出现意外，对工程质量及生命财产造成威 胁。因此，对基坑进行科学、合理地支护， 是保证工程质量，维护人身安全，减少财产 损失的必要措施。
基坑的支护形式和所选材料种类很多， 应根据项目的具体情况采用合理的支护方 案，本文着重通过对钢板桩支护的受力分 析，整理了一套的基坑支护计算方法及步
h = 3 6[δ ]W
连续梁相继增多，为满足结构需要，承台尺
支撑层数和间距的布置，是钢板桩施工
寸逐步加大，基坑开挖尺寸也不断增加，因 中的重要问题，它影响着板桩、横梁和横撑
此基坑开挖是构造物施工过程中的重要一 的截面尺寸与支撑数量。支撑的布置方式有
环，由于大多数项目特别是中小型项目，工 两种：(1)等弯矩布置计算；(2)等反力布置
图 3 入土简化图
(2)土体侧向稳定性
土压力，水压力及被动土压力分部对基
底 A 点取力矩平衡既有
rb
×(K p
− Ka)×
x3 6
=
1 6
rw
h1
2
+
1 6
K
a
rh42
综合以上两种情况，取最大值作为控制
条件。
2.4 稳定性检算
(1)基底抗隆起稳定性分析
基底抗隆起稳定性验算的方法较多，本
文仅介绍“同时考虑 c、Φ的抗隆起验算法”。
钢板桩支护设计浅析
摘 要：该文介绍了钢板桩的支护设计，根据钢板桩的实际受力状况建立力学模型，通
过理论计算，确定钢板桩的实际受力及支护结构的稳定性，以确保支护结构的精确性和
安全性，从而满足工程需要。
关键词：钢板桩；支护；设计
0 前言
2 计算方法及步骤
随着近年铁路建设的不断深人，大跨度 2.1 钢板桩支撑布置和计算
行验算：
Kg
=
ic i
（11）
式中 ic——临界水力坡度，ic=（ρ-1）/(e+1)
ρ——坑底土体相对密度；
e——坑底土体天然孔隙比；
i——渗流水力坡度，i=hw/L； hw——坑内外水头差； L——最短渗流流线长度；
Kg——抗渗流安全系数，一般取 1.5～ 2.0，砂土、粉土时取大值。
2.5 变形估算
拉锚）的内力，围檩为受均布荷载作用的连
续梁，均布荷载的大小可按下式计算：
qk
=
1 2
γ
2
K
a
H
(hk
+ h k+1)
（5）
式中，qk——第 k 层围凛承受的荷载；
H—―围檩至墙顶的距离；
hk + h k+1 ——相临两跨度值。
撑杆按偏心受压构件计算其内力即可，
作用力为：
R
=
1 2
qk
(l1
+
l2
)
式中， l1、l2 ——相临两支撑间距。
Φ——桩底处地基土内摩擦角
Ks ——抗隆起安全系数，根据基坑重
要性取值
Nq
=
eπtgϕtg 2 (45 +
ϕ) 2
Nc
=
(Nq −1） tgϕ
（10）
(2）抗管涌验算。
地下水位较高的地区，开挖后会形成水
头差，产生渗流，当渗流力较大时，有可能
造成底部管涌稳定性破坏，因此，验算管涌
稳定性也是十分必要的，可通过下式对其进
当基坑附近有建筑物和地下管线线时，
必须对支护进行变形估算，以确保建筑物及
管线的安全，变形包括支护周围土体变形和
地基回弹变形两部分，对于中小基坑地基回
弹变形可不进行估算。
基坑周围土体的变形应根据土质、支护
情况及当地经验采用合适的估算方法，本文
采用以下公式计算：
δv = k1α h
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（12）
式中，k1——修正系数，对于钢板桩 k1＝1.0；
2.3 入土深度
（6）
钢板桩入土深度主要受两个因素的影
响，一是竖向不产生管涌，二是基底土体横
向不产生侧移。
(1)不产生管涌为控制条件
基 坑 抽 水 后 水 头 差 为 h1 ， 入 土 深 度 h2 =x，最短的渗流途径为 h1 + h2 × 2 ，不产
生管涌的安全条件为：
K × i × rw ≤ rb
h——基坑开挖深度；
α——地表沉降量与基坑开挖深度之
比（%），可参照图 3 查得
3 构件设计
3.1 钢板桩设计
计算出最大弯矩 Mmax 后，可根据下式对 钢板桩进行选型：
σ max
=
M max βW
≤[ f ]
(13)
式中，σ max ——桩身最大应力（KN/m2）；
Mmax——桩身最大弯矩值（KN.m） W——钢板桩截面抵抗矩；