钢板桩支护设计浅析

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1、钢板桩支护设计浅析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；设计摘自：城市道桥与防洪.2007.第11期0前言随着近年城镇建设的不断深人，各种基础建设项目相继增多，基坑开挖是各种构造物施工过程中的重要一环，由于大多数项目特别是中小型项目，工期紧，专业技术人员配备不齐，设计及施工过程中常常忽视基坑安全问题，需支护的地段常常凭感觉或草率参照其他项目的支护方案，对基坑进行

2、粗略支护。这种做法往往会因工作人员经验不足、现场地质情况复杂而出现意外，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，整理了一套比较完整的基坑支护计算方法及步骤，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）钢板桩内力计算。(2）支撑系统内力计算。(3）稳定性验算。(4）变形估算。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。2

3、计算方法及步骤2.1钢板桩内力计算对钢板桩进行内力分析的方法很多，设计时应根据支护的构造形式选择合适的分析方法，本文仅对等值梁法进行介绍，计算步骤如下。(l）计算反弯点位置。假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点，设其位于开挖面以下y处，则有：EMBEDEquation.DSMT4整理得：EMBEDEquation.DSMT4（1）式中，EMBEDEquation.DSMT4，EMBEDEquation.DSMT4——坑内外土层的容重加权平均值；H——基坑开挖深度；Ka——主动土压力系数；Kpi——放大后的被动土压力系数。(2）按简支梁计算

4、等值梁的最大弯矩和支点反力。等值梁法计算简图如图1所示。(3）计算钢板桩的最小人土深度。由等值梁BG求算板桩的人土深度，取EMBEDEquation.DSMT4，则EMBEDEquation.DSMT4由上式求得EMBEDEquation.DSMT4(2)桩的最小人土深度：t0=y+x(3)如桩端为一般的土质条件，应乘以系数1.1～1.2，即t=（1.1～1.2）t0对于多层支点的支护体系，常采用等弯矩布置的形式以充分利用钢板桩的抗弯强度，减少支护体系的投人量。其计算步骤为：a.根据所选钢板桩型号由以下公式确定最大悬臂长度h。EMBED

5、Equation.DSMT4（4）式中，f——钢板桩抗弯强度设计值；W——截面抗弯模量；EMBEDEquation.DSMT4、Ka——同前b.根据表1确定各支撑跨度。2.2支撑系统内力计算多层支撑点布置见图2支撑内计算主要是分析围檩和撑杆（或拉锚）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：EMBEDEquation.DSMT4（5）式中，qk——第k层围凛承受的荷载；H—―围檩至墙顶的距离；EMBEDEquation.DSMT4——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：EMBEDEquati

6、on.DSMT4（6）式中，EMBEDEquation.DSMT4——相临两支撑间距。2.3稳定性验算支护体系的稳定性验算是基坑工程设计计算的重要环节，主要包括整体稳定性分析、抗倾覆或踢脚稳定性分析、基底抗隆起稳定分析和抗管涌验算等。(1）整体稳定性分析。整体稳定性验算一般采用土层的圆弧滑动面计算，不同于边坡验算的是，由于受支撑或锚杆的影响，圆心位于坑壁面上方，靠坑内侧附近。考虑支撑作用时，可不进行整体稳定性验算，当无支撑或者不考虑支撑作用时，可通过下式计算：EMBEDEquation.DSMT4（7）式中，ci——第i条土的粘聚力；l

7、i——第i条土的圆弧长度；qi——第i条土的地面荷载；EMBEDEquation.DSMT4——第i条土的重力密度，水面以下取浮容重；bi——第i条土的宽度；hi——第i条土的高度；EMBEDEquation.DSMT4——第i条土弧线中心点切线与水平线的夹角；li——第i条土的内摩擦角；K——抗滑稳定安全系数，依规范及地区经验取值，一般1.1～1.5。(2）抗倾覆稳定性分析。抗倾覆稳定性又称踢脚稳定性，是验算最下道支撑以下的主动、被动土压力绕支撑点的转动力矩是否平衡，按下式计算：EMBEDEquation.DSMT4(8)式中，EMB

8、EDEquation.DSMT4——抗倾覆安全系数，根据基坑重要性取值；EMBEDEquation.DSMT4——抗倾覆力矩，取开挖面以下钢板桩内侧人土深度范围内的土压力，对最下一道支撑点的力矩；EMBED