水中主墩钢板桩围堰力学计算

某某大桥6、7号墩钢板桩围堰受力计算书一、计算依据1、《某某大桥6、7号墩承台钢板桩围堰设计图》；2、《注册结构工程师专业考试应试指南》（2008年施岚青主编）3、《路桥施工计算手册》4、《钢结构设计规范》（GB-50017-2003）5、《板桩法》中国水利出版社6、《公路桥涵设计规范》人民交通出版社二、基本资料:1、Q235钢材的允许应力：[σ]Q235=145Mpa2、钢材重度：78.5kN/m3、素砼重度：24kN/m3、水重度：γw=10kN/m33、封底混凝土C30抗拉强度设计值MPa ftd43.1=4、混凝土与钢的粘结力[τ]=150Kpa5、原装日本日铁SKSP-Ⅳ型拉森钢板桩参数宽度B=400mm、高度h=185mm、厚度t=16.1mm、一根桩截面积A=94.2cm2、重量W=76.1kg/m、惯性矩Ix=5300cm4、截面模量W x=400cm3、每延米桩墙重量W=185kg/m、惯性矩Ix=41600cm4/m、截面模量W x=2250cm3/m。

三、水土压力计算1、基本计算数据6号墩地质柱状图(围堰标高范围内）数据如下：3.25m～-0.54m为水，天然容重γ0为10KN/m3。

-0.54～-9.64m为淤泥（地质柱状图中为-3.0m，因下面的粉质粘土层作为嵌固端支点位置位于淤泥层以下，故取计算时取淤泥层底标高为-9.64m），淤泥层承载力为40KPa，其内摩擦角ϕ1取5°，粘结力c1为10kPa，天然容重γ1为18KN/m3。

-10.3～-14.0m为粉质粘土，内摩擦角ϕ2为20°，粘结力c2为20kPa，天然容重γ2为18KN/m3。

2、水压力及土压力计算2.1 土压力系数计算水土压力计算方法：河床以下钢板桩深度范围依次为透水性差的淤泥、不透水的粉质粘土层。

依据2008年《注册结构工程师专业考试应试指南》（施岚青主编）P896页，对于渗透性小的土层计算土压力时采用“水土合算”法，即在计算土压力时将地下水位以下的土体重度取为饱和重度，水压力不再单独叠加；对于渗透性大的土层计算土压力时采用“水土分算”法，即在计算土压力时将地下水位以下的土体重度取为浮容重，水压力单独叠加。

某大桥钢板桩围堰受力计算说明书一、某工程7#、8#水中墩采用钢板桩围堰施工，围堰施工图详见另附图。

略二、已知资料：7#墩承台尺寸为9.1m×9.1m×2.0m，顶面高程为+2.072m，围堰尺寸为11.2m×11.2m,8#墩承台尺寸为9.1m×9.1m×2.0m, 顶面高程为+0.835m，围堰尺寸为11.2m×11.2m。

施工水位按+7. 35m考虑， 7#和8#墩河床标高测时为约+3.15m，则水深均为4.2m。

地质情况自上而下依次为淤泥质粉质粘土、粉土、粉细砂、粉质粘土等。

水文资料：秦淮河地段桥址设计行洪水位11.35m，河段现状流量为：1400m3，行洪流速为1.24~1.3m/s。

目前施工水位为7.35m。

根据河床地质和水文情况及施工要求，7#墩和8#墩均采用长15m、宽0.4m、厚15.5cm的拉森IV型钢板桩， W=2037cm3。

其内支撑7#墩和8#墩均设置三道（详见另附图略），所有围囹均采用2I45a和2I40a工字钢，水平撑及斜撑采用2I40a工字钢，节点采用焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。

三、受力计算：因7# 和8#围堰尺寸相同，而内支撑材料一样，受力情况相差很小，故可只分析验算其中受力最大的8#墩围堰受力情况。

1、荷载计算：河床底部地质为粉细砂、粉质粘土，较为密实，假定钢板桩底部嵌固于承台底封底砼或垫层砼顶标高以下0.5米处，取1米宽板桩计算其侧面荷载，计算至封底砼顶面标高以下0.5米处即-1.665 米处，封底砼厚度根据后计算为1.0米）。

-1.665米处水压力为：ρw h=8.515*10=85.15KN/m2,-1.665米处土压力为：ρw h=4.815*10=48.15KN/m2故-1.665米处总侧面荷载为：p=133.3KN/m2,2、迎水面侧额动水压力计算（流速按1.3m/s考虑，不考虑水流速沿水深方向的变化）：每延米板桩壁上动水压力总值：P=10KHV2×B×D/2g=10×2.0×4.2×1.32×1.0×10/（2×9.81）=72.4KN（B按围堰侧面即迎水面1米长度计算）。

水中墩钢板桩围堰计算书一、 计算总说明1．计算水位取+2.5m。

2．钢板桩采用IV型拉森桩，长21m，重量75kg/m，截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=180Mpa。

3．土质按图纸提供参数。

4．钢板桩中支撑不按等反力和等跨弯矩布置，依施工需要安排，即板桩按跨度不等的连续梁计算。

二、 入土深度验算本地质土层为两层较厚的亚粘土中夹了一层粉砂层，且粉砂层较薄，所以本围堰有较好的地质土层。

为安全起见，现按粉砂、细砂土质中不出现涌砂的情况来验算。

不出现涌砂情况时，如图所示基坑内抽水后水头差为h’，由此引起的水渗流，其最短流程为紧靠板桩的h1+h2，故在此流程中，水对土粒渗透的力，其方向应是垂直向上。

现近似地以此流程的渗流来检算坑底的涌砂问题，要求垂直向上的渗透力不超过土在水中的密度，故安全条件如公式所示：K s iρw=K s h’/(h1+h2)×ρw≤ρb式中：K s—安全系数；i—水力梯度；ρb—分别为水的密度及土在水中的密度，g/cm3ρw、ρb=(G-1)(1-n)其中G为土粒的比重;n为土的孔隙率以小数计。

土层按第④层土均质土层计算，入土深等数值见图1.地质剖面图，其中h’=11.7m、h1=10.7m、h2=7.3m、G=2.725g/cm3、安全系数取1.4:K s iρw=1.4×11.7/(7.3+10.7)=0.91ρb=(G-1)(1-n)=(2.725-1)(1-0.78/(1+0.78))=0.970.91<0.97满足要求。

三、 土压力计算按照静止土压力计算钢板桩后土压力：p0=K0rzK0—静止土压力系数，K0=1-sinθ’A点：p0a=r w×h=10×8.3=83kpaB点：p0a=K0(q+r’2h2)=0.778(83+9.4×5.3)=103 kpaC点：p0a= K0(q+r’2h2+r’3h3)=0.669(83+9.4×5.3+8.8×2.2)=102kpaD点：p0a=K0(q+r’2h2+r’3h3+r’4h4)=0.748(83+9.4×5.3+8.8×2.2+9.6×3.2)=137kp 四、 钢板桩计算钢板桩顶标高+4.5m，入土深度7.3m，设置四道支撑，各支撑的中心标高分别为+2.0m、-1.0m、-3.4m、-5.5m。

水中墩钢板桩围堰计算书一、计算原则及部分假定1、6#、7#墩分别进行计算，按分层非匀质土计算土压力。

2、各层土均按图纸提供的快剪强度指标和实际层厚采用郎金土压力理论计算土压力，对粘土计入粘聚力的影响，考虑到真粘聚力一般较小，计算取值约为图纸建议值的1/3～2/3。

3、土压采用水、土压力分算法，第7层和第9层土采用水土压力合算法，以上均不考虑渗流效应。

4、墙前被动土压力考虑到摩擦力予以提高，修正系数取 1.2～1.6（根据摩阻角φ值不同取值不同），粘聚力计算部分√Kp不予修正。

5、板桩及支撑强度采用等值梁法计算，按分层开挖支撑力不变法结合连续梁法计算强度和入土深度，6、入土深度最终取1.2倍计算值。

7、计算水位取+2.7m。

8、7＃墩第8层与第9层土均为硬塑粘土，合并为9΄层计算。

二、计算参数的确定1、水、土压力参数：（参见图1）亚粘土，软塑，γ=19.1kN/m3，φ=14.3,c=10kPa4亚粘土(粉沙)，软塑（松散），γ=19kN/m3，φ=18Ka=0.528，Kp=3.036亚粘土，软塑，γ=19.1kN/m3，φ=6.2,c=10kPa Ka=0.805，Kp=1.49179亚粘土，硬塑，γ=20.1kN/m3，φ=16.2,c=20kPa Ka=0.564，Kp=2.4825亚砂土，软塑，γ=18.7kN/m3，φ=27.2,c=5kPa Ka=0.373,Kp=4.294679-18.5m -4m -5m-9.7m-13m-2.3m-4.9m-9.4m-11.3m -18.5m6#墩7#墩最高通航水位+3m桩顶+3.5m最高水位+3m基底-9.1m承台顶-6.48m图1 水中墩钢板桩围堰地质剖面图亚粘土(粉沙)，软塑（松散），γ=19kN/m3，φ=18Ka=0.528，Kp=3.03亚粘土，软塑，γ=19.1kN/m3，φ=6.2,c=10kPaKa=0.805，Kp=1.491亚粘土，硬塑，γ=20kN/m3，φ=15,c=20kPa Ka=0.589，Kp=2.377图2 水中墩钢板桩围堰实际压力线图513167主动土压力线 单位：kPa6#墩计算水位+2.7m238-18.5m13317491057-13m-9.7m271242297基底-9.1m -3.2m-0.8m+2.2mB A -5m6-4m 河床577C 674941857#墩计算水位+2.7m6100163122-18.5m基底-9.1m16190229'-9.5m-11.5m7451325077河床5-5.0m12-2.3m桩顶+3.5mD-5.6m+2.2mAB-0.8m-3.2mCD-5.6m2、钢板桩：选用德国拉森IV 型钢板桩，桩长22m ，重量75㎏/m ，截面模量W=2270cm 3，允许应力[σ]=180Mpa 。

钢板桩围堰计算钢板桩围堰计算本承台位于水下，长31.3米，宽8.6米，高3.5米，采用钢板桩围堰施工。

围堰为矩形单壁钢板桩围堰，采用钢管桩作为定位桩，用型钢连接作为纵横向支撑。

钢板桩采用拉森Ⅲ型钢板桩，围堰为33.3m×10.6m的单承台围堰方案。

1、计算取值1)现有水位为+4.5m，计算时按照常水位以上一米取值，即水位取+5.5米；淤泥厚度为h2=2.0m，水深为6.0m，水头高度h1=5.5m。

h3为钢板桩入土深度。

2)淤泥力学参数根据含水量情况取值，内摩擦角θ=50，粘聚力c=0kpa，容重r2=16.5kN/m3.3)淤泥质亚粘土力学参数根据含水量及孔隙比情况取值，内摩擦角θ=20，粘聚力c=20kpa，容重r2=18.5kN/m3.4)围堰分五层支撑，标高分别为+0.25m、+1.05m、+1.85m、+2.65m、+3.45m。

开挖底标高为±。

5)钢板桩采用拉森Ⅲ型钢板桩，截面尺寸为宽0.462m，高1.36m，每米长钢板桩参数力学性能为壁厚0.04m，截面积0.123m2，重量14.5kg/m，截面模量为320cm3/m。

6)型钢采用A3钢材，允许应力[δ]=140Mpa；钢板桩允许应力[δ]=200Mpa。

7)设计流水速率V=2.61m/s。

水流冲击力p=0.8Aγv2/2gh，其中A为阻水面积，γ为水容重，取10KN/m3，v为水流速度，g为重力加速度，取9.8m/s，h为水深，单位为米。

p=29.47kN/m。

2、静水压力计算现有水位标高为+4.5m，型钢支撑中心标高分别为+4.25m、+3.45m、+2.65m、+1.85m、+1.05m，承台底标高为0.河水静水压力为10×5.5=55kN/m2，取一米进行计算，±0m处的总压力P=1.25(P净水+P动水)=1.25×(29.47+55)=105.59kN/m，安全系数为1.25.3、按简支连续梁计算内力和弯矩，受力形式及弯矩如下图所示：弯矩图示：15.4KNm。

水中承台钢板桩围堰方案一、工程概况太中银铁路东自枢纽的站引出，经的、晋中、吕梁，跨黄河入省市，西进入自治区市，在包兰铁路黄羊湾站接轨至中卫；同时修建定边至的联络线。

正线长约752km，联络线长约192km。

永宁黄河特大桥为全线重点控制工程的两桥一隧之一。

永宁黄河桥中心里程LDK672+962.76，孔跨布置为（2-32m）+（4-24m）+（38-32m）单线简支T梁+（18-48m）单线简支箱梁+（13-96m）简支钢桁结合梁+（5-48m）单线简支箱梁+（4-32m）单线简支T梁，桥长3942.08m。

桥址位于平原中部，横跨黄河，河面宽约800米，最大水深5.7米,流速2.0米/秒,设计水位1111.68米,最高通航水位1111.55米,测时水位1110.09米；63#墩--70#墩处在河中，其中63#墩、67#墩--70#墩处在河中，64#墩--66#墩处在河中的冲积漫滩上，地层多为巨厚的粉、细砂层；承台尺寸均为14.6*14.6*6.5米, 底标高均为1099.06米,每个承台下设16根φ1.5米钻孔桩,基础混凝土均为C30,桥址地质柱状图如下：二、钢板桩围堰方案综述综合考虑河中水文特点与地质情况，从节约成本出发，承台基坑施工拟采用钢板桩围堰方案。

承台平面尺寸为14.6m×14.6m，钢围堰平面尺寸设计为16.8m×16.8m。

方案一：采用2根15米宽0.4m的ISP-Ⅳ钢板桩接长至30m，围堰完成一般冲刷与局部冲刷后，钢板桩埋入砂层6米，未满足钢板桩固结所需求的入土深度，围堰外侧设30根φ800×10mm、30m长钢管桩用于稳定钢板桩围堰，防止其倾覆。

方案二：主要考虑钢板桩较长无法全部打入砂层中时，采用2根12米钢板桩接长至24m，围堰完成一般冲刷与局部冲刷后，河床面至钢板桩围堰底，采用抛填袋装碎石埋没钢板桩围堰，抛填高度为6米，围堰外侧设30根φ800×10mm、30m长钢管桩用于稳定钢板桩围堰，防止其倾覆。

**大桥*#、*#主桥墩位于**河岸边上，根据设计设计图及现场实际勘查，**河河道为南北偏东走向，河道顺直，河床较平坦，常年水位约1.50m(黄海高程，以下同)左右，常水位下岸边施工范围内水深在1.0～3.5m（河底面标高约-2.5m），且河水流缓慢。

主桥墩承台底的标高：北半幅为-2.5m，南半幅为-3.0m（不包括承台底厚30cm左右的C15混凝土垫层）。

墩位处地质为粘土、亚粘土。

钢板桩围堰整体刚度大，防水性能好，在粘性土层的较浅水河床桥墩基础施工中，不需水下作业，打拔桩容易，回收率高，可节省大力现场加工构件，主墩基础采用矩形如下：本计算考虑为1m宽的钢板桩围堰的受力。

由于基底土质为亚粘土，水不会渗入到基底土质中去，所以土面上的水头作为满布荷载考虑；土质为饱和的亚粘土，等值内摩擦角φ=200，γ=16KN/m3，围堰内部C15混凝土，考虑为均布满布荷载。

一、计算水压力Ra考虑1m宽的水压力，所以有：水压力大小为：Ra＝ρg h×A×K0其中：K0位河水对钢围堰的冲击系数=1×103Kg/m3×9.8N/ Kg×1/2×1.53m×1m×1.5=11.25KN作用位置为距水平面顶的2/3处：1.53m×2/3=1.02m二、计算主动土压力Ea45(0主动土压力的最大压强：Ea1=(γz+q1))2/2φtg−其中：q 1为1米宽的均布水压力荷载 q 1 =Agvρ=m m mm m Kg KN m kg 1153.111/8.9/10133××××××=14.994KN/m 2Z=8.57m计算主动土压强Ea1的大小：所以：Ea1=（14.994KN/M 2+16KN/m 3×8.57m）×)2/2045(002−tg =74.58KN/m 2主动土压力Ea 大小为：Ea＝21×Ea1×A=21×74.58KN/m 2×8.57m×1m=319.58 KN作用的位置为距河床底面底2/3处：2/3×8.57=5.713m 三、计算被动土压力Ep被动土压力的最大压强：Ep1=(γz+q 1))2/45(02φ+tg 其中：q 2为C15承台底混凝土垫层的重量产生的荷载压强承台底混凝土底体积为：52.22m 3承台基础尺寸为：14.5m×11.0m所以：q 2＝AG =m m KgKN T m 115.14/8.93.222.523×××＝7.38KN/m 2Z=5.57m被动土压力的压强Ea1大小位：Ep1=(γz+q 1))2/45(02φ+tgEp1＝（16KN/m3×5.57m +7.38 KN/m2）)2/45(0202+tg= 196.82KN/m21×Ep1×A被动土压力Ep大小为：Ep＝21×196.82 KN/m2×5.57m×1m=2=548.14 KN作用位置为距围堰内底面底2/3处: 2/3×5.57m=3.713m四、计算支撑力N为了保持钢围堰的稳定性，在A点的力矩应等于零，即∑M=0所以：Ea×h2+N×3.5m－Ra×h2－Ep×h3=0319.58KN×2.713m+N×3.5m－11.25KN×3.48m－548.14KN×3.713m=0N=344.96KN五、围堰支撑型式见附图六、围堰支撑的强度检算围堰支撑采用两片40cm的槽钢、通过钢板焊接连接成槽钢盒，槽钢截面面积为75.05cm4，I x=17578cm4，长度为12.8m，结构型式为围囹型式布置，支撑距承台底面为4.3m。

钢板桩围堰结构计算1、设计参数（1）主跨墩处河道内主要为砾砂土，其土体力学性能如下： 土体容重： r=18KN/m3 土体内摩擦角： φ=36° （2）钢板桩力学性能：钢板桩采用IV 型拉森桩，重量75kg/m ，每1米宽截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=210Mpa 。

（3）承台尺寸：8.4m ×12.3m ×3.5m ，围堰尺寸：10.8m ×15.5m 。

（4）计划采用拉森Ⅳ钢板桩,技术参数:（5）根据地质情况（见图1） 20m 范围加权平均：5.16205.1420410＝＋γ＝⨯⨯5.1420205.14＝φ＝⨯ 05.1320185.14＝＝⨯C主动土压力系数：Ka ＝tg2（45－φ/2）＝0.60 被动土压力系数：Kp ＝tg2（45＋φ/2）＝1.668 2、计算内容（1）内支撑层数及间距按照等弯矩布置确定各层支撑的间距，根据拉森Ⅳ型钢板桩承受的最大弯矩确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度：[]3a w f 6h K γ＝＝m 98.2cm 2981060.05.161020372156335＝＝⨯⨯⨯⨯⨯γ：取加权平均16.5， h1＝0.88h ＝2.62m h2＝0.77h ＝2.29m h3＝0.65h ＝1.94m根据具体情况，确定采用的立面布置形式如下图所示：（2）计算板桩墙上土压力零点离开挖面的距离y ，在y 处板桩墙的被动土压力等于板桩后的主动土压力：γKKpy ＝γKa （H ＋y ）y ＝81.36.0686.12.19.86.0p =-⨯⨯=-Ka KK KaH式中K-主动土压力修正系数，取1.2 （3）钢板桩零点以下入土深度x 的确定： 由力矩分配法计算的如下： P0=47.7KN P1=8.2KN/m P2=63.3KN/m P3=129KN/m P4=80.1KN/m最大弯矩在8.9m 处,Mmax=98.3KN.M采用等值梁法计算原理，土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡，假设土压力零点以下钢板桩零点以下钢板桩埋深为x ，建平衡方程。

钢板桩围堰设计计算一、土层地质情况根据设计图纸提供的参数，设计洪水位为+5.40M ，12#墩河床高程为-2.00M, 土层地质为淤泥质粉质粘土，土性质为：γ为16.5KN/M 3 ，φ取9.50 ，C 取12.3KPa 。

二、支撑布置围堰中共设三道支撑，第一点支撑标高为+3.19M ，第二支撑标高为+1.19M ，第三道支撑标高为-2.41M, 采用H40型钢进行支撑。

以φ400的钢管进行斜支撑。

支撑图纸如下图：H2=5.625H1=7.4R3R2R1支撑布置图（单位：M ）三、体系简化验算：主动土压力系数：Ka=tg 2(450-9.50/2) =0.717 土压力： 取γ浮=9N/M 3Ea=1/2Ka γH 22 =1/2×0.717×9×5.6252 =102.088KN/M水压力：纯水 w 水=1/2ρg(H 1+H 2)2=1/2×10×(7.4+5.625)2=848.253KN/M 总压力 ：Ea+E 水=102.088+848.253=950.341KN/M压力计算图单位：压力计算图（单位：M ）四、应力计算R 1=1/2×10×(5.4-3.19)2=24.42KN/MR 2=1/2×10×(5.4+0.61)2-24.42=156.18-24.42=131.76KN/MR 3=1/2×10×(5.4+5.018)2-156.18+1/2×0.717×(5.018-2)2×9=415.882KN/M R 4=1/2×10×(5.4+7.625)2-542.674+1/2×0.717×9(7.625-2)2-29.388=378.284KN/M 五、钢板桩验算采用拉森Ⅳ型，宽40cm ，截面系数Wx=2270cm 3 R 1=24.42×0.4=9.768KN R 2=131.76×0.4=52.704KN R 3=415.882×0.4=166.353KN R 4=378.284×0.4=151.314KNN=1/2qH=1/2×0.4×9.8×H ×H=1/2×3.92×H ×H 即 q=3.92×H M E =0M D =-1/2×10×(5.4-3.19)2×1/3×2.21×0.4=-7.196KN.M M C =9.768×2-1/6×10×4.213 ×0.4=-30.21KN.MM B =9.768×5.6+52.704×3.6-1/6×10×7.813 ×0.4-1/6×0.717×9(2.41-2)3×0.4=-73.18M A =9.768×10.815+52.704×8.815+166.353×5.215-1/6×10×0.4×13.0253-1/6×0.717×0.4×9(7.625-2)3=-111.942KN.MM DC 中点=9.768×1-1/6×10×3.213 ×0.4=12.283KN.MM CB 中点=9.768×3.8+52.704×1.8-1/6×10×6.013 ×0.4=54.9KN.MM BA 中点=9.768×8.208+52.704×6.208+166.353×2.608-1/6×10×10.4183 ×0.4-1/6×0.717 ×9×3.0183 ×0.4 =75.574KN.M根据计算结果绘制弯矩图如下：单位：KNMMax=111.942KN.M查表得钢板桩[σ]=180MPa 截面模量w=2270cm3σ=111942/2270=49.3MPa<[σ]=180MPa 满足要求！六、基坑底的安全验算按围堰施工至封底混凝土人顶标高-7.625根据公式'γ>Kj 取安全系数K=1.5土的浮容重'γ=16.5-10=8.0KN/M3最大渗流力j=iγwi=h/(h+2t) =(5.4+7.625)/(5.4+7.625+2t)=13.025/(13.025+2t)t 为钢板桩底部到开挖面的距离所以j = iγw =10×13.025/(13.025+2t)'γ≥K j≥1.5×130.25/(13.025+2t)t≥5.7Mt实施过程中取值为6.5M，大于5.7M，满足要求！根据上面计算设计的钢板桩围堰基坑底满足安全方面要求。

南昌市绕城高速公路南外环A2标水中墩承台钢板桩围堰（K16+609~K21+380）计算书中国建筑股份有限公司南昌市绕城高速公路南外环A2标项目经理部2014年10月水中墩承台钢板桩围堰计算书一、围堰布置及计算说明1、水中墩承台施工采用筑岛开挖钢板桩围堰支护方案，水位标高为+18.0m,岛面标高为+18.5m。

2、土层主要为淤泥和细砂，均为微透水层,采用水土合算。

3、地面荷载施工机具距离钢板桩边1.5-3.5m时，按20KN/m计算。

4、本钢板桩桩采用拉森Ⅳ型，取1m钢板桩宽度进行检算，截面模量为2200cm3，容许弯曲应力采用210MPa。

5、内支撑支锚刚度及材料抗力计算内支撑采用工50b型钢进行计算A=129cm2,i x=19.4cm,E=210000MPa支撑松弛系数取0.8λ=470/19.4=24.2，ϕ=0.957材料抗力T=0.957⨯0.0129⨯170⨯106⨯2=4197402N=4197KN支锚刚度K T=2⨯2⨯0.8⨯0.0129⨯210000/4.7=1844MN/m6、钢板桩围堰布置图如下：2、支护方案及基本信息2．1、连续墙支护2．5、土层信息 2．6、土层参数2．2、基本信息 2．3、 超载信息2．4、附加水平力信息 水平力 作用类型水平力值 作用深度 是否参与 是否参与 序号(kN) (m) 倾覆稳定 整体稳定内力计算方法 增量法规范与规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 基坑等级 二级 基坑侧壁重要性系数1.00 基坑深度H(m) 5.200 嵌固深度(m) 6.300 墙顶标高(m)0.000 连续墙类型 钢板桩 ├每延米板桩截面 面积A(cm2)236.00 ├每延米板桩壁惯 性矩I(cm4) 39600.00 └每延米板桩抗弯 模量W(cm3)400.00 有无冠梁 无 放坡级数 0 超载个数 1 支护结构上的水平集 中力层号 土类名称 层厚 (m) 重度3 (kN/m ) 浮重度3 (kN/m ) 粘聚力 (kPa) 内摩擦角 (度) 1 淤泥质土 5.50 16.9 6.9 9.00 6.20 2 细砂 5.00 19.0 9.0 --- --- 3砾砂10.0019.09.0 ------土层数 3坑内加固土否 内侧降水最终深度(m) 5.200 外侧水位深度(m)0.500 内侧水位是否随开挖过程变化 是 内侧水位距开挖面距离(m) 0.000 弹性计算方法按土层指定 ㄨ弹性法计算方法m 法超载 序号 类型 超载值 (kPa,kN/m) 作用深度 (m) 作用宽度 (m) 距坑边距 (m) 形式 长度(m) 1 20.000 --- --- --- ------2．7、支锚信息 支锚道数12．8、 土压力模型及系数调整弹性法土压力模型:经典法土压力模型:2．9、工况信息层 号与锚固体摩擦阻力 (kPa) 粘聚力水下 (kPa) 内摩擦角水下(度) 水土计算方 法m,c,K 值抗剪强度(kPa) 1 20.0 9.00 6.20 合算 m 法 1.05 --- 2 25.0 0.00 32.00 合算 m 法 17.28 --- 335.0 2.0028.00合算m 法13.08---层号 土类名称 水土 水压力 调整系数 主动土压力 调整系数 被动土压力 调整系数 被动土压力 最大值(kPa) 1 淤泥质土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 2细砂 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 3砾砂 合算1.0001.0001.00010000.000支锚 道号 预加力 (kN) 支锚刚度 (MN/m) 锚固体 直径(mm) 工况 号 锚固力 调整系数 材料抗力 (kN) 材料抗力 调整系数 1 0.00 376.32---2～---856.531.00支锚 道号 支锚类型 水平间距 (m) 竖向间距 (m) 入射角 (°) 总长 (m) 锚固段 长度(m) 1内撑 1.0001.000 ---------三、设计结果3．1、结构计算各工况：工况 号 工况 类型 深度 (m) 支锚 道号 1 开挖 1.500 --- 2 加撑 --- 1.内撑 3开挖5.200---3．2、内力位移包络图：3．3、截面验算3．3.1、基坑抗弯检算（不考虑剪力）用弹性计算方法计算最大弯矩为129.39KN.mσ=MW =1292002200=58.73MP a≤210MP a可！3．3.2、内支撑计算内支撑处每米受力为80KN，内支撑在长边方向布置4.9米间距一道，单根支点受力约392KN内撑采用直径530mm，壁厚6mm的钢管。

钢板桩围堰计算书新徒骇河大桥钢板桩围堰计算书一、工程概况及围堰布置本钢板桩围堰用于济石高铁禹齐徒骇河大桥水中墩的施工，徒骇河水流平缓的，水深4米左右。

河床为粉质粘土，承台基本标高和河床标高基本一致，施工时开挖至承台下1 米，再进行1 米的混凝土封底。

钢板桩采用拉森Ⅳ型，钢板桩长15 米。

整个围堰采用三层围囹，围囹用八字型结构。

型钢全采用I40 工字钢。

按照从上至下抽水进行围囹的安装。

围囹结构图如下：二、基本参数1、根据图纸提供的地质资料，河床以下土层为2.4m的粉土层，2.2m左右的粉质黏土层，3.2m左右的粉土层，6.3m的粉土。

钢板桩入土到第四层的粉土层。

根据KP，主动土压力规范，估取内摩擦角为25。

，容重为18.5kN/m3,土层粘聚力C=15a系数：405.0)245(2a=-=︒φtgK，被动土压力系数：46.2)245(2p=+=︒φtgK。

二、钢板桩围堰受力验算1. 钢板桩计算：1）围堰结构：钢板桩桩顶设计标高为+17.60米，钢板桩长度为15.0米，钢围堰平面尺寸为17.6×17.6米。

围囹和支撑设置三道，自上而下进行安装。

第一道围囹和支撑安装位于+14.90米，第二道围囹和支撑安装位于+11.9米，第三道围囹和支撑安装位于8.9米，承台底标高+15.43米。

（详见钢围堰平面图）钢板桩入河床10米左右。

承台下进行1米的混凝土封底。

2）基本参数：动水压力计算：每延米板桩截面面积A(cm2) 236.00每延米板桩壁惯性矩I(cm4) 39600.00每延米板桩抗弯模量W(cm3) 2037.00p=K*H*V*Bγ/2g2 式中：p-每延米板壁上的动水压力总值，KN；H-水深，M；v-水流平均速度，m/s；g-重力加速度（9.8m/s）；b-板桩宽度（取1米）；γ-水的容重，kn/m；k-系数（1.8-2.0）。

p=1.9*4*0.5*1*11/2*9.82 =0.20.2KN 动水压力可假设为作用在水面下1/3水深处的集中力，由于动水压力很小在计算过程中忽略不计。

钢板桩围堰计算书一、工程概况渭河特大桥67#、68#、69#墩位于河道内，其承台施工适宜于采用钢板桩围堰。

承台尺寸为10.5*6.6*2.5m，拟采用拉森Ⅳ型锁口钢板桩施工,其截面特性为W=2037cm3,【f】=200MPa。

承台处平均水位3.0m，河床为0m。

插打钢板桩前，为减小主动土压力，降低板桩侧土体高度20cm。

67#、68#、69#承台处河床地质情况基本一致，上层为回填粉质粘土，厚度为3m，其次为中砂，厚度6.86m，最下层为细砂，厚度为6m。

粉质粘土容重取17.4 KN/m3，内摩擦角ψ取20°，粘结力c取15mpa，砂的平均容重γ取20KN/m3 ,细砂内摩擦角ψ取20°，粘结力c取0，中砂内摩擦角ψ取32°，粘结力c取0。

取68#墩承台钢围堰进行检算。

二、钢板桩受力分析钢板桩主要承受土压力（外侧为主动土压力，内侧为被动土压力），因水位较低且流速较小，忽略水压力影响，。

一) γ、ψ、c按15.86m范围内加权平均值计算：γ平均=19.5KN/m3ψ平均=(3*20+6.86*32+6*20)/15.86=25.2°C平均=3*15/15.86=2.84kPa主动土压力系数Ka=tan2（45°-25.2°/2）=0.403被动土压力系数Kp=tan2（45°+25.2°/2）=2.483二)确定支撑层数及间距按等弯矩布置确定各层支撑的间距，根据拉森Ⅳ型钢板桩能承受的最大弯矩确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h= 36×σ×W/γ/Ka）=295.4 cmh1=1.1h=295.4*1.1=3.25 mh2=0.88h=2.6 m根据具体情况，确定采用的布置如下图所示三)用盾恩近似法计算板桩的入土深度主动土压力系数Ka=tan2（45°-25.2°/2）=0.403被动土压力系数Kp=tan2（45°+25.2°/2）=2.483由计算简图知DE的斜率Kn=γ（Kp- Ka）=19.5×（2.483-0.403）=40.56e1=FG= KaγH=0.403×19.5×5.83=45.8KN/m2根据公式γ（Kp-Ka）x2 – KaγH x- KaγHL1=019.5*(2.483-0.403) x2-45.8 x-45.8×0.51=0x =1.51m所以板桩的总长度至少为 L=5.83+1.51=7.34m，取9m。

单层钢板桩深水围堰工程实例分析1．工程概况本工程基坑围堰位于常熟市常熟至福山公路望虞河上。

望虞河是太湖流域东北部的一条入江河道，主要为太湖泄洪之用。

望虞河大桥主桥为悬浇预应力混凝土连续箱梁。

主墩4号、5号墩为水中墩，采用单层钢板桩深水围堰方法施工。

本文以4号墩围堰施工为例对单层钢板桩深水围堰作具体分析。

主墩为埋置式承台，埋入河床泥面以下0.7m左右。

由于望虞河连接长江，受潮汐水位影响比较大，施工期间水位为1.5m~2.0m。

钢板桩顶标高控制为2.5m。

基坑底至施工水位平均为11.0m。

本桥承台尺寸为6.7m³14.7m，采用10m³18m的钢板桩围堰进行施工，钢板桩长为18m。

其尺寸见示意图。

2．工程地质情况本基坑钢板桩埋深范围内地质情况为：⑴层第一层亚粘土，灰黄色，软塑~可塑高程为 -5.8m ~ -11.1m。

⑵层第二层粉砂夹亚粘土，灰、灰黄色，稍密~中密高程为 -11.1m ~-13.3m。

⑶层第三层亚粘土，灰黄色，密实高程为 -13.3m及以下。

表1. 基坑中土性参数表层号名称重度r(KN/m3) 粘聚力c(KPa)内摩擦角Φ(°)⑴亚粘土19.4 33.4 12.8⑵粉砂夹亚粘土18.8 10 19.3⑶亚粘土19.6 35.6 14.63．方案的选取本基坑设计时，首先按先抽水再挖土的干挖法设计，对选用钢板桩长度、基坑稳定性能进行验算。

3.1 坑底涌砂验算本基坑范围内的亚粘土及粘土的含砂量较大，土层中间又有一层粉砂夹亚粘土层，所以对基坑内抽水可能引起涌砂的危险。

对基坑进行涌砂验算（如图2（a）所示），不产生涌砂的安全条件为：K²i²rw ≤rb式中：K—安全系数；i—水力梯度，i=h’/(h1+t)；rw—水的容重；rb—土的浮容重。

本基坑中：t=6.5m；h1=9.7m；h’=11.0m；e=0.82；rs =2.719；rb=0.94g/cm3K=rb /(i²rw)=0.94/(0.679²1)=1.43.2 坑底隆起验算开挖基坑时，在坑壁土体自重及外荷载作用下，坑底软土可能受挤在坑底发生隆起现象（如图2中（b）所示）。

钢板桩围堰受力分析计算东引河特大桥跨越鞋底河30#～34#墩、跨越东引河90#～96#墩位于河床内，经现场勘测，最大水深达6m ，现场已搭设完成了水中栈桥和水上作业平台。

水中墩的桩基采用水上作业平台进行钻孔和灌注，施工方法与陆地基本相同；水中承台和墩身采用钢板桩进行围堰，做好封底砼，加强内支撑，围堰内抽水后形成干地施工条件，再进行承台和墩身钢筋砼的施工。

一、钢板桩围堰的结构形式采用拉森式包Ⅳ型钢板桩，每片宽度50cm 、高度18.5cm ，单根长1200cm ，单位重90.8kg/m ，其力学性能为惯性矩I x =45.655cm 4/m ，截面抵抗矩W x =2410 cm 3/m 。

结构形式见下图：Ⅰ--Ⅰ剖面二、受力计算由于钢板桩需插入坚实的土体1-2m 中，且围堰内部采用厚度2m 左右的砼封底，则可按固定端(刚接)约束进行受力分析：1、钢板桩抗弯能力检算此结构是二次超静定结构，需要采用“图乘法”和“力法”对两道支撑梁的位移和荷载进行计算，并计算钢板桩的最大弯矩。

各单位弯矩图如下：计算方程：Δ1=δ11X1+δ12X2+Δ1P=0，Δ2=δ21X1+δ22X2+Δ2P=0。

利用“图乘法”求各系数和自由项如下：δ11=[(h’2/2)*(2h’/3)]/(EI)= h’3/(3EI)，δ22=[(h”2/2)*(2h”/3)]/(EI)= h”3/(3EI)，δ12=[(h’2/2)*(0.278h”)]/(EI)=0.139 h’2 h”/(EI)，δ21= [(h”2/2)*(0.846h’)]/(EI)= 0.423h”2 h’/(EI)，Δ1P=[(1/4)*(ρgh3/6)*h*0.815 h’]/(EI)= 0.815ρgh4 h’/(24EI)，Δ2P=[(1/4)*(ρgh3/6)*h*0.6 h”]/(EI)= 0.6ρgh4 h”/(24EI)。

代入典型方程并消去EI，ρg=10KN/m3，h=6.0m，h’=6.5m，h”=3m，得：91.54 X1+17.62 X2-2860.65＝0，24.75 X1+9X2-972＝0；联立求解：X1＝22.2KN/m，X2＝46.88KN/m。

钢板桩围堰的设计与施工薛保民摘要本文结合237省道淮安段淮河入海水道、苏北灌溉总渠大桥钢板桩围堰设计与施工的工程实践，初步探讨了钢板桩围堰在桥梁深水基础中的应用。

关键词钢板桩围堰设计施工前言钢板桩围堰施工是桥梁建设应用广泛且成熟的施工工艺，主要适用于内陆河道或水库围堰法施工水下承台。

237省道淮安段淮河入海水道、苏北灌溉总渠大桥主墩承台就采用钢板桩围堰的施工方法，本文就钢板桩围堰的设计与施工作简要的介绍。

1、工程概况237省道淮安段淮河入海水道、苏北灌溉总渠大桥位于淮河入海道淮安枢纽下游7KM 处，南北走向，桥墩轴线与水流方向基本一致，起讫点桩号为：K38+491.20～K39+811.400，桥梁全长1320m，全桥结构布置形式为：4×30+4×30+5×40+5×40+（56.5+3×90+56.5）+3×30+4×25+4×25，18#-23#墩为本桥的第五联，上部结构为挂篮悬浇箱梁，群桩基础，左右幅独立承台，其中18#墩位于入海水道北偏泓中，19#墩位于南北偏泓之间的河堤上，靠近南偏泓，20#墩位于灌溉总渠中堤左侧坡脚下，21#～22#位于灌溉总渠内，23#墩位于328省道南侧路肩上。

18#、23#墩为边跨墩，承台尺寸8.4m×7m×2.5m，19#、20#、21#、22#墩为主跨墩承台尺寸为10.7m×10.7m×3.2m，18#墩承台底标高为-3.3m，19#墩承台底标高-4.0m，20#墩承台底标高-2.7m，21#墩承台底标高-0.3m，22#墩承台底标高-1.7m，23#墩承台底标高9.75m。

2、钢板桩围堰尺寸及数量2.1、钢板桩围堰尺寸考虑左右幅承台距离比较近，左右两个承台采用一个钢板桩围堰施工，同时考虑承台施工时施工空间需要，围堰与承台之间预留1.5m操作空间。