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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。
水中墩围堰施工方案一、工程概述京沪高速铁路xx桥段跨xx河为（48＋80＋80＋48）米预应力混凝土连续箱梁。
其中x＃、y＃主墩位于xx河中。
主墩承台平面尺寸为10.4×18.2米，高度为4米，其上为6.6×12米，厚度1.5米的加台。
主墩桩基为15根Φ1.5米钻孔桩。
承台、墩身具体布置如下：x＃、y＃墩具体参数如下：二、钢板桩围堰布置x＃、y＃主墩拟采用钢板桩围堰进行承台、墩身的施工。
钢板桩采用拉森Ⅵ型，其长度为21米。
在考虑承台埋深、河床标高等因素基础上，本方案以x＃墩为例，对钢板桩围堰的施工进行详细叙述。
钢板桩的具体布置如下图：三、钢板桩围堰施工方案（一）、插打钢板桩前的准备工作1、每个墩的钻孔桩完成后，移走钻机，清理钻孔平台，钻孔平台留作水下浇注封底砼的工作平台使用；2、对河床进行清理：在桩基施工完成后,对围堰范围内河床进行清理,避免在钢板桩插打位置遇到障碍物；3、钢板桩变形检查：因钢板桩在装卸、运输过程会出现撞伤、弯扭及锁口变形等现象，因此，钢板桩在插打前有必要对其进行变形检查。
对变形严重的钢板桩进行校正并做销口通过检查。
锁口检查方法：用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准，采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查，对于检查通过的投入使用，不合格的再进行校正或淘汰不用。
钢板桩的其它检查：剔除钢板桩前期使用后表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；4、振动锤检查：振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常，振动锤的端电压要达到 380－420 V，而夹板牙齿不能有太多磨损；5、涂刷黄油混合物油膏：为了减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏，在钢板桩锁口内涂抹黄油混合物油膏（重量配合比为沥青：黄油：滑石粉：锯末=4：6：10：1）。
（二）、钢板桩围堰的插打钢板桩插打利用50t吊车作为起吊设备，配合DZ90型振动锤的施工方法逐片插打。
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 。
⽔中围堰计算设计计算⼟的物理参数1、根据钢板桩允许抵抗弯矩，计算板桩悬臂部分的最⼤允许跨度。
2、计算板桩墙上⽔⼟压⼒强度等于零的点离挖⼟⾯距离y，在y处板桩墙前的被动⼟压⼒等于板桩墙后的主动⼟压⼒与⽔压⼒之和。
即：钢板桩围堰施⼯⽅法1、施⼯准备将钢板桩运到⼯地后，钢板桩在拼组前必须对其进⾏检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁⼝⽤⼀块同型号长2～3m的短桩作通过试验，以2～3⼈拉动通过为宜，或采⽤卷扬机拖拉。
锁⼝通不过或桩⾝有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采⽤冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补、割除、接长等⽅法加以整修。
同时接头强度与其它断⾯相等，接长焊接时，⽤坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
插打钢板桩之前须检查振动锤。
振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前⼀定要进⾏专门的检查，确保线路畅通，功能正常。
且功率达到40KW以上，⽽夹板⽛齿磨损不宜太多。
2、第⼀层⽀承设置在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。
定位桩采⽤钢管桩，定位桩可利⽤⽔上施⼯平台四周的钢管。
定位横梁延承台外侧四周，距承台边沿1.5处布置，也是钢板桩围堰的第⼀层围菱⽀护，采⽤2I40⼯字钢。
定位横梁的位置须严格遵照设定的标⾼布置。
定位横梁安放在定位钢管四周侧，与钢管相连接，四⾓设两道2I30斜撑，斜撑与横梁呈45度夹⾓，采⽤焊接固结连接，然后安装纵向φ300内⽀承钢管，钢管⽀承两端头处加焊钢板作为⽀承⾯，直接⽀撑在定位横梁上，钢管与横梁连接设⼀定的加劲块。
3、插打钢板桩在第⼀层定位⽀承安装完成后即可进⾏插打钢板桩施⼯。
在插打过程中，加强测量⼯作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合拢，要求桩⾝垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插⼀根打⼀根，即将每⼀⽚钢板桩打到设计位置，到剩下最后⼀部分时，要先插后打，若合拢有误，⽤倒链或滑车组对拉，使之合拢。
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。
设计计算土的物理参数1、根据钢板桩允许抵抗弯矩，计算板桩悬臂部分的最大允许跨度。
2、计算板桩墙上水土压力强度等于零的点离挖土面距离y，在y处板桩墙前的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力与水压力之和。
即：钢板桩围堰施工方法1、施工准备将钢板桩运到工地后，钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩作通过试验，以2～3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉。
锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。
同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
插打钢板桩之前须检查振动锤。
振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门的检查，确保线路畅通，功能正常。
且功率达到40KW以上，而夹板牙齿磨损不宜太多。
2、第一层支承设置在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。
定位桩采用钢管桩，定位桩可利用水上施工平台四周的钢管。
定位横梁延承台外侧四周，距承台边沿1.5处布置，也是钢板桩围堰的第一层围菱支护，采用2I40工字钢。
定位横梁的位置须严格遵照设定的标高布置。
定位横梁安放在定位钢管四周侧，与钢管相连接，四角设两道2I30斜撑，斜撑与横梁呈45度夹角，采用焊接固结连接，然后安装纵向φ300内支承钢管，钢管支承两端头处加焊钢板作为支承面，直接支撑在定位横梁上，钢管与横梁连接设一定的加劲块。
3、插打钢板桩在第一层定位支承安装完成后即可进行插打钢板桩施工。
在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后一部分时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉，使之合拢。
**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。
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。
淤泥层承载力为40KPa ，此淤泥层为不透水层。
故淤泥层采用水土合算法计算，粉质粘土层作为钢板桩底部支撑用，不参与土压力计算。
主动土压力系数计算依据《简明施工计算手册》（第三版）P180页公式4-1b ，Pa=γHtg 2(450-2ϕ)-2ctg(450-2ϕ)=γHKa-2c Ka其中Ka1= tg 2(450-2ϕ)计算淤泥层主动土压力系数Ka1： Ka1=tg 2(450-21ϕ)= tg 2(450-25)=0.84被动土压力系数计算 依据《简明施工计算手册》（第三版）P184页公式4-7，Pp=γHtg 2(450+2ϕ)+2ctg(450+2ϕ)=γHKp+2c p K其中Kp= tg 2(45+2ϕ) 计算淤泥层的被动土压力系数Kp1：Kp2=tg 2(450+21ϕ)= tg 2(450+25)=1.19 2.2 主动与被动水土压力计算2.2.1 主动水土压力计算河床面水压力=00h γ=10×3.79=37.9KPa淤泥层主动水土压力计算：淤泥层采用水土合算法：淤泥层顶面水土压力=00h γKa1-2c11a K =37.9*0.84-2*10*84.0=13.54KPa 。
淤泥层底面水土压力=（00h γ+11h γ）Ka1-2c11a K=（37.9+18*9.64）*0.84-2*10*84.0=165.4KPa 。
2.2.2 被动水土压力计算根据施工工序安排，本钢板桩围堰准备采用水下封底施工，水下混凝土厚度为100cm ，水下砼底标高为-2.8m ，水下封底混凝土浇筑之前围堰外土体比围堰内土体高8.0m 。
由于封底砼浇筑围堰内抽水后围堰内无水压力作用，故只需计算围堰内清除覆盖层至封底底面标高时的被动水土压力。
下面对被动水土压力计算如下：围堰内淤泥层顶面水压力='0'0h γ=10*11.3=112.3KPa 。
淤泥层被动水土压力计算：淤泥层采用水土合算法：-2.8m 处淤泥层水土压力 =1P 1P '0'0c 2K K h +γ=10*11.3*1.19+2*10*19.1=156.3KPa 。
-9.64m 淤泥层底面水土压力=1P 1P 11'0'0c 2)'(K K h h ++γγ=（10*11.3+18*1.0）*1.19+2*10*19.1 =178KPa四、钢板桩入土深度计算及基底抗隆起稳定性验算由于钢板桩底已打入到粉质粘土层6米左右，查阅《桥涵》（2000年版)上册P172页，《板桩尖支撑情况表》，对“密实土，但可能被水扰动，入坑底超过2m”，可按打入到粘土层中50cm处按桩端嵌固计算。
既然桩端嵌固，显然钢板桩底的入土深度是能够满足要求的。
对于桩端嵌固的钢板桩，钢板桩底显然是不会发生隆起现象的，故可认为围堰内基底的抗隆稳定性能够满足要求。
五、钢板桩围堰受力计算由于钢板桩采用水下封底法施工工艺，钢板桩围堰有三个工况受力较为不利：工况1是钢板桩围堰内水下清除覆盖层至封底底面标高-2.8m时。
工况2是围堰内抽干水时。
工况3是承台浇筑完毕，承台与钢板桩之间填筑砂砾石，承台顶部侧面30cm浇筑C30砼，砼达到强度后拆除第二道内撑时。
1、工况1围堰受力计算在围堰进入到粉质粘土层50cm处对钢板桩施加固结约束，取1m宽钢板桩进行受力分析，钢板桩计算简图如下：（1）、钢板桩弯应力计算钢板桩弯矩图如下：最大弯矩为29725493N.mm考虑采用日本Ⅳ型钢板桩，其W=2250000mm3，W值考虑0.7倍折减系数，容许应力[σ]=200MPa则最大应力σmax=Mmax/W/0.7=/2250000/0.7=18.9MPa<[σ]=200MPa。
显然，钢板桩的弯应力是能满足要求的。
（2）、钢板桩挠度验算：采用清华大学求解器求得的挠度曲线图如下：最大挠度值如下：最大挠度为0.12mm，小于L/400=7500/400＝18.8mm，挠度验算能够满足要求。
（3）、支点反力计算：采用清华大学求解器求得的支点反力如下：约束反力值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------结点约束反力合力支座 ---------------------------------------- ------------------------------------------ 结点水平竖直力矩大小角度力矩-----------------------------------------------------------------------------------------------2 0.00000000 -15173.1312 -0.00000001 15173.1312 -90.0000000 -0.000000014 0.00000000 -32341.5783 0.00000002 32341.5783 -90.0000000 0.0000000210 0.00000000 -9516.29040 -29725492.5 9516.29040 -90.0000000 -29725492.5-----------------------------------------------------------------------------------------------第1、2层内撑围檩每延米荷载分别为：-15173N、-32341N，负值表示拉力。
实际上，由于被动土压力是由于主动土压力产生的，被动土压力在以上计算值范围以内与主动土压力的力矩是一个动态平衡系统，以上反力为负值说明被动土压力的储备是足够的，实际受力时被动土压力的值在小于以上计算值时即能达到动态平衡。
故采用水下封底工艺施工时，围堰内水下清除覆盖层至-8.8m时钢板桩的受力是能够满足要求的。
2、工况2围堰受力计算工况2为封底混凝土达到设计强度，围堰内抽干水时。
取封底砼底面以上钢板桩进行分析，其计算简图如下：(1)、钢板桩弯应力验算采用清华大学结构力学求解器求得的弯矩图如下：最大弯矩为105568342N.mm考虑采用日本Ⅳ型钢板桩，其W=2250000mm3，W值考虑0.7倍折减系数，容许应力[σ]=200MPa则最大应力σmax=Mmax/W/0.7=159236858/2250000/0.7=101.1MPa<[σ]=200MPa。
显然，钢板桩的弯应力是能满足要求的。
（2）、钢板桩挠度验算：采用清华大学求解器求得的挠度曲线图如下：最大挠度值如下：最大挠度为0.16mm，小于L/400=4500/400＝11.3mm，挠度验算能够满足要求。
（3）、支点反力计算：约束反力值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------结点约束反力合力支座 ---------------------------------------- ------------------------------------------ 结点水平竖直力矩大小角度力矩-----------------------------------------------------------------------------------------------2 0.00000000 51210.5550 0.00000001 51210.5550 90.0000000 0.000000014 0.00000000 252427.538 0.00000000 252427.538 90.0000000 0.000000006 0.00000000 660880.059 0.00000000 660880.059 90.0000000 0.000000007 0.00000000 -439915.613 -0.00000010 439915.613 -90.0000000 -0.000000108 0.00000000 202717.653 -0.00000010 202717.653 90.0000000 -0.000000109 0.00000000 7013.30777 0.00000000 7013.30777 90.0000000 0.00000000----------------------------------------------------------------------------------------------- 第1、2层内撑围堰每延米荷载分别为：51211N、252428N。
