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1、钢板桩围堰设计与计算1、设计条件1.1 地质条件根据提供的地质资料，围堰处地质情况如下：地层号土名称承载力土层厚度容重内摩擦角粘聚力1素填土4.318.1KN/m312.712.42淤泥50KPa9.616.7KN/m38.311.23粉质粘土140KPa&837.9KN/m315.635.74中粗砂200KPa17.01. 2设计参数地形条件：河床预清淤后标咼为-5.0m左右。结构物尺寸：19.6m （长）X 13.9m （宽）X 12.80m （高）。钢板桩围堰设计参数：见下表。钢板桩围堰设计参数序号项目标咼（m）1钢板桩顶标高+0.0m2第一层内支撑中心标咼 1.5m3第一层内支撑中心标
2、咼4.0m4第二层内支撑中心标咼6.5m5第四层内支撑中心标咼-8.5m6第五层内支撑中心标咼-10.5m7第六层内支撑中心标咼-12.3m8最终开挖完成后坑底标高-13.5m9结构物顶标高.0m10结构物底（封底砼顶）标高-12.8m11钢板桩底标咼-18.0mQ235a钢材的允许应力o =215MPaQ235a钢材的允许剪应力t =125MPa16Mn 钢材的允许应力o =215.0MPaX 1.3 = 279.5MPa16Mn 钢材的允许剪应力t = 125.0MPaX1.3 = 162.5MPa2结构计算2. 1荷载种类静水压力土侧压力封底砼自重封底砼与钢板桩围堰间粘结力钢板桩与外侧土
3、体之间的摩擦力水浮力2.2计算方法、模式钢板桩围堰采用同济启明星深基坑分析计算软件、内支撑结构采用经典连续 梁进行计算，相关计算书附后。3钢板桩围堰结构钢板桩围堰平面内壁尺寸采用22x16m,根据实际施工情况需要，钢板桩围 堰顶面高程采用+0.0m，钢板桩围堰底面高程为-18.0m。围堰材料采用德国拉森 IV 型钢板桩。围堰支撑系统布置在钢板桩内侧，围囹采用型钢环向布设，内支撑采用钢管 间断设置。承台围堰支撑系统共分六层。第一层支撑系统围囹采用2145a工钢， 支撑采用630x8mm钢管；第二层支撑系统围囹采用3145a工钢，支撑采用 630x10mm钢管；第三层支撑系统围囹采用3145a工钢
4、，支撑采用e 630x10mm 钢管；第四层支撑系统围囹采用4145a工钢，支撑采用e630x10mm钢管；第 五层支撑系统围囹采用4145a工钢，支撑采用e 630x10mm钢管；第六层支撑 系统围囹采用3I45a工钢，支撑采用e 630x10mm钢管。4 钢板桩围堰施工4.1 施工流程场地平整处理，平整后的地面标高为土 0.000m。施工流程图参照钢板桩围堰施工流程图图纸及相关文字说明。4.2 施工中注意事项钢板桩插打过程严格按照相关操作规程，钢板桩底标高不得高于设计标 高，若因地质条件的原因需提高钢板桩底标高，需征得设计人员同意方可实施。钢围堰开挖过程应严格按照设计流程实施，严禁超深开挖
5、，开挖过程应勤 测围堰内土体标高。内支撑系统的焊接所采用的焊接材料、焊接方法、工艺规程、预处理、焊 后处理及检验要求等，均需满足规范要求。内支撑各杆件相交处均采用满焊连接，焊缝厚度不小于较薄母材厚度；内 支撑外围接内箍的各杆件应按照图纸尺寸缩短1cm下料，以保证内支撑安装尺 寸。围囹为多工钢布置，多道工钢之间间断采用钢板搭接；内支撑钢管对接接 长时，应在接缝满焊连接，同时加焊劲板进行加强。结构物与钢板桩围堰内侧间的填沙应确保填沙密实，同时在钢板桩内侧与 填沙间设置隔离层，以减小后期拔桩摩擦力。钢板桩围堰施工的关键点、钢板桩围堰的插打 钢板桩插打应使钢板桩保持垂直状态，在施工中加强测量工作，发现
6、倾斜， 及时调整。在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断 面上，相邻桩的接头上下错开至少 2m。、钢板桩的堵漏 如开挖过程中出现相邻钢板桩锁扣出漏水的情况，应在围囹安装后用棉絮塞 填。施工期间在围堰内设置四台3PN污水泵抽水。、围囹的安装 围囹的安装随着开挖的深度逐层实施，安装过程中要密切注意围堰外侧地下 水位的变化。根据以往实际情况，钢板桩在插打过程中受多方面的影响，围囹工 钢安装后与钢板桩之间有较大的间隙，为防止围堰的变形，要求将工钢与钢板桩 之间的间隙全部用型钢焊接支撑连接，围堰的四个角更应加强。钢板桩围护结构计算书德国拉森W型钢板桩尺寸和截面特性1、 截面尺寸：宽
7、度：400mm、高度：185 mm、厚度：16.1mm。钢板桩材质为16锰钢2、截面特性（一根板桩）：B=40cm、h=15.5cm、t =1.55cm、t =1.1cm,截面抵抗矩12=2037cm3,惯性矩 I=5300cm4 单面周长 S = 65.6cm，重量:74.0Kg/m。一、工程概况钢板桩基坑开挖深度为13.5m,采用板桩作围护结构，桩长为18m，桩顶标高为0m。1.5hw=0 （粘土）6.5 豆=8.5 丄:（淤泥质粘土）10.554-D12.3（砂土）板桩共设6 道支撑，见下表。中心标咼（m）刚度（MN/m2）预加轴力（kN/m）-1.510-410-6.510-8.510
8、-10.510-12.310二、地质条件 场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为 0m。表1土层层底标高(m)层厚(m)重度(kN/m3)旗。)c(kPa)渗透系 数(m/d)压缩模 量(MPa)m(kN/m4)k (kmaxN/m3)粘土-3.13.118.112.712.43200000淤泥质 粘土-12.79.616.78.311.23195800.05砂土-21.58.837.915.635.73150000坑内进行加固，加固土层的计算参数见表。 表2土层层底标高(m)层厚(m)重度(kN/m3)旗。)c(kPa)渗透系 数(m/d)压缩模 量(MPa)m(kN/m4)k (km
9、axN/m3)粘土-3.13.118.112.712.43200000淤泥质 粘土-12.79.616.78.311.23195800.05砂土-21.58.837.915.635.73150000三、工况工况编号工况类型深度(m)支撑刚度(MN/m2)支撑编号预加轴力(kN/m)1开挖22加撑1.51013开挖4.54加撑41025开挖76加撑6.51037开挖98加撑8.51049开挖1110加撑10.510511开挖12.812加撑12.310613开挖13.5工况简图如下：工况 312.8工况 1113 5丄 u p/yz/ZF/yx/zy/yVii工况 13四、计算50354安全系数
10、 K=1.25 ,圆心 O（ 2.73 , 0 ）墙底抗隆起验算50354z/z/z-0（粘土）（淤泥质粘土）/.1.1.|.|.| .1.111.11.11.1i r .1. .-I,（砂土）/Prandtl: K=2.68Terzaghi: K=3.0754坑底抗隆起验算 K=2.38抗倾覆验算（水土合算）54Kc=2.3抗管涌验算: 按砂土，安全系数 K=1.86 按粘土，安全系数 K=4.65包络图 （水土分算, 矩形荷载）Max: 9329.2 -29.1 16.9 -72.9 56.4根据前述种工况分析可知，各层支撑系统中，第五层支撑系统处于最不利 状态，故对支撑系统采用最不利状态
11、设计。此时支撑系统中围囹的最大荷载分别 为： q=307.5KN/m。对第五层支撑系统围囹按 5 跨连续梁，采用经典连续梁计算，结构如下：计算结果跨电跨度g左端V(kN)左端跨中Mmax (kN*m)Mm ax 忖晋(m)第1跨4491.5950392.9531.599第2跨4.25618.035-493.618127.4662.01第3跨5.5845.625-644.081518.6532.75第也跨4.25688.84-644.081127.4662.24第5跨4738.405-493.618392.9532.401右端vOdO右端M OdT*m)-738.405-493.618-688.
12、84-644.081-845.625-644.081-618.035-493.618-491.5950Mmax=644.908KN m, Qmax=1534.47KN1)围囹采用 4 145a, W=3X 1432cm3, o =200MPa,弯曲应力O 二M/W=112MPaV200 MPa。剪应力T 二QXSx/ (IxXd) =15344700/ (4X386X11.5) =86.4MPaV 120MPa。2）支承钢管的压杆稳定由于整个支撑系统空间连接成整体,且单根钢管也不是很长,因此此处不考虑压杆稳定稳定，只 630*10 钢管的理论最大承压能力630*10 钢管 A=l/4n (D2-d2)=n /4X (632-612)=194.78cm2N=194.78cm2X215Mpa1534.47KN故所选用的内支撑满足设计要求。
