23板桩墙计算解析

材料受弯时的应力和应变
σ = Eε
M = ∫ yσ dA =
A
σ =E
E
y
ρ
∫ ρ
A
y dA
2
M = ρ EI z
σ max
M max ymax = Iz
M max ≤ [σ ] W
1
My σ= Iz
Iz 令W = ymax
σ max =
强度条件
土压力
主动土压力
被动土压力
等值梁法计算单支撑钢板桩
谢谢大家
原理 当板桩墙的入土深度较大，土地对入土部 分的强体起到了固定作用，此时支护墙体 上端受到支撑作用，下端受到土体的固定 支承作用。
等值梁法土压力分布图
等值梁法的折减系数
由于桩与土体之间的摩擦力，从而使墙前 被动土压力有所增大；墙后被动土压力和 主动土压力有所减少。因此，考虑摩擦时， 对墙前和墙后被动土压力进行修正，但不 对主动土压力折减。
等值梁法的计算步骤
（1）计算作用于墙体的土压力强度，并绘出 土压力分布图 （2）计算反弯点位置（利用板桩墙上压力强 度等于零的点作为反弯点位置） （3）按简支梁计算等值梁的最大弯矩和两个 支点的反力 （4）计算墙体的最小入土深度
例1
（1）开挖深度：2.5m ）开挖深度：2.5m （2）坑内、坑外天然容重加权平均值 γ:18kN/m3；内摩擦角加权平均值φ 20° γ:18kN/m3；内摩擦角加权平均值φ：20°； 粘聚力加权平均值c 14。 粘聚力加权平均值c：14。 （3）地面超载q: 20kN/m2 ）地面超载q: （4）基坑开挖宽度5.5m。 ）基坑开挖宽度5.5m。 （5）拟设置单层支撑，撑杆每隔5m一道。 ）拟设置单层支撑，撑杆每隔5m一道。

附件桩板式挡土墙结构计算书桩板式挡土墙验算[执行标准：通用]计算项目：重庆宜化公司边坡桩板式挡土墙计算时间：2007-02-06 00:55:35 星期二------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:桩总长: 28.000(m)嵌入深度: 9.000(m)截面形状: 方桩桩宽: 2.000(m)桩高: 3.500(m)桩间距: 5.000(m)挡土板的类型数: 1板类型号板厚(m) 板宽(m) 板块数1 0.400 1.000 20嵌入段土层数: 1柱底支承条件: 铰接计算方法: K法土层序号土层厚(m) 重度(kN/m3) K(MN/m3)1 50.000 21.000 400.000物理参数:桩混凝土强度等级: C30桩纵筋合力点到外皮距离: 80(mm)桩纵筋级别: HRB400桩箍筋级别: HRB335桩箍筋间距: 100(mm)板混凝土强度等级: C30板纵筋合力点到外皮距离: 40(mm)板纵筋级别: HRB335挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 22.530(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 18.500(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 9.500 6.950 02 25.000 0.000 1第1个: 距离0.000(m),宽度6.000(m),高度2.000(m)地面横坡角度: 36.500(度)墙顶标高: 0.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002）注意：内力计算时，库仑土压力分项(安全)系数= 1.150===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为19.000(m)处的库仑主动土压力第1破裂角：41.120(度)Ea=2268.009 Ex=2163.038 Ey=682.003(kN) 作用点高度Zy=7.407(m)(一) 桩身内力计算计算方法: K 法背侧--为挡土侧；面侧--为非挡土侧。

钢板桩设计计算书各工况钢板桩埋深及强度计算（根据《深基坑工程设计施工手册》计算） 各土层地质情况：天然容重31/1.17m KN =γ，粘聚力2.91=c ，内摩擦角016.2=ϕ，91.0)245(tan 121=-=ϕa K ， 10.1)245(tan 121=+=ϕp K取1米宽钢板桩进行计算，所有设备均在预留平台施工，围堰顶部施工荷载忽略不计。

基坑开挖深度4m ，钢板桩外露1米。

拟选用16米长钢板桩，入土深度11米。

在+3m 位置设置第一道支撑。

围堰采用日本三菱钢板桩FSP-Ⅳ型钢板桩，其技术参数如下：截面尺寸400mm （宽度）×170mm （高度）×15.5mm （厚度），重量为76.1kg/m ，惯性矩为4670cm 4，截面模量362cm 3，板桩墙惯性矩为38600cm 4/m ，截面模量2270cm 3/m ，钢板桩平面布置、板桩类型选择，支撑布置形式，板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下：(1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图 基坑底以上土压力强度Pa 1： Pa 1=r*4Ka=17.1×3.5×0.91 =54.5KN/m 2(2)确定内支撑层数及间距按等弯距布置确定各层支撑的间距,h=6[f]wrka3 = 391.0101.17102270350635⨯⨯⨯⨯⨯（简明施工计算手册公式3-28） =313cm=3.13mh ：板桩顶部悬臂端的最大允许跨度 ［f ］：板桩允许弯曲应力r ：板桩墙后的土的重度 k a ：主动土压力系数h 1=1.11h=1.11×3.13=3.47m （简明施工计算手册 图3-10支撑的等弯矩布置） h 2=0.88 h =0.88×3.13=2.75m （简明施工计算手册 图3-10支撑的等弯矩布置）A 、工况一第一道支撑已施工，开挖至+1m （开挖深度2m ），此时拉森钢板桩为单锚浅埋式钢板桩支护（第一道支撑设在+3.0位置） 确定钢板桩埋深查深基坑工程设计施工手册表6.5-2，此时被动土压力放大系数为1.2 t=（3E p -2E a ）H/2(E a - E p ) 简明施工计算手册公式3-24 t=7.5m 实际埋深为12米， 计算支撑反力根据水平力平衡，0=--R E E p a 得m KN R /67=即支撑反力为67KN/m 钢板桩弯矩113.3KM.m （B 点位置）B 、工况二第二道支撑已施工，开挖至-0.5m （开挖深度3.5m ），此时拉森钢板桩此时拉森钢板桩为多锚式钢板桩支护（第二道支撑设在+1位置） k a H(h i (K p -K a 得:(K p -K a )t 2-Hk a t-Hk a h i =0(1.32-0.91)t 2-3.5×0.91t-3.5×0.91×1.5=0解得：t=9.09m故要求钢板桩总长度：L=4.5+9.09=13.59m,取L=15m ，入土深度10.5米，安全系数t B'HA't基坑底面tτ钢板桩底γka(ΣHi+t)γkpt为1.17。

§4.3.2 单层支点支护结构的计算
设计步骤： 1.计算作用于桩、墙上土压力强度，并绘出土压力分布图，
可以考虑摩擦作用对土压力的影响。 2.求t0，由于d点主、被动土压力强度相等，即
t0K pH t0K a
t0
HK a Kp Ka
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§4.3.2 单层支点支护结构的计算
1、排桩、地下连续墙可根据受力条件分段按平面问 题计算，排桩水平荷载计算宽度可取排桩的中心距；地下 连续墙可取单位宽度或一个墙段。
2、结构内力与变形计算值、支点力计算值应根据基 坑开挖及地下结构施工过程的不同工况按下列规定计算：
§4.3.3 多层支点支护结构的计算
（1）宜按本规程附录B的弹性支点法计算，支点刚度系数 kT及地基土水平抗力系m应按地区经验取值，当缺乏地区 经验时可按本规程附录C确定； （2）悬臂及单层支点结构的支点力计算值Tcl、截面弯矩 计算值Mc、剪力计算值Vc也可按本规程第4.1.1条的静力平 衡条件确定（图4.1.1－1~图4.1.1－3）。
0.2h
φ=35°
0.035h
N≥20
0.1h
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§4.3.3 多层支点支护结构的计算
2.求C点支撑的支撑力RC 同样在第二层支撑C点时须考虑第三阶段挖土在D点 尚未支撑时的各种水平力。同样要求出RD坑下的零弯点 的距离，与上法相同，求出Rc,R0 为被动土压力部分。 3.同样方法求出RD,如果还有支撑，则用同样方法求 出n个支撑力。
（4-6）
式中Tcj——第j层支点力计算值。
§4.3.3 多层支点支护结构的计算
4、正截面受弯及斜截面受剪承载力计算以及纵向钢筋、 箍筋的构造要求，应符合现行国家标准《混凝土结构设计 规范》的有关规定； 5、 圆形截面正截面受弯承载力应按本规程附录D的规定 计算，正截面弯矩设计值可按式（4-4）确定。