钢板桩围堰设计研究的论文[精选合集]

第一篇：钢板桩围堰设计研究的论文

摘要：根据钢板桩围堰的实际受力状况建立力学模型。通过理论计算确定钢板桩围堰的实际受力，并通过实际施工情况验证该方法的可行性。比规范中采用的经验算法具有更高的精确性和安全性，能够更好的满足工程施工需要。

关键词：钢板桩围堰设计施工

目前，对于钢板桩围堰的设计主要是沿用《公路桥涵施工手册》和教科书中的经验算法。由于经验算法带有很大的近似性，并不一定能够真实反映钢板桩围堰的实际受力状况，有时会出现较大的偏差，给围堰的使用带来很多不安全因素。笔者在洪泽苏北灌溉总渠大桥施工中，为避免出现较大的变形，在对钢板桩围堰设计时采用了理论算法。经实践检验，理论算法能够较为精确的反映围堰的实际受力状况，对于合理设置内支撑和减小封底厚度起到了重要的保证作用。

下面就钢板桩围堰的设计与施工做详细论述：

1已知条件

1.1承台尺寸：10.3m（横桥向）×6.4m（纵桥向）×2.5m（高度），底部设计有10.7×6.8m×1.0m的封底砼。

1.2承台及河床高程承台顶面设计高程为h=5.0m，河床底高程为5.5m，河床淤集深度约为30cm。1.3水位情况正常水位：h常=10.8m（此时水深5.3m），最高水位hmax=11.5m（水深6.0m），围堰设计时按最高水位考虑。

1.4水流速度因该桥位于水电站下游，水流较为湍急。设计时速V=1.0m/s，不考虑流速沿水深方向的变化，则动水压力为：P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN式中：P-每延米板桩壁上的动水压力的总值（KN）；H-水深（米）；V-水流速度（1.0m/s）；g-重力加速度（9.8m/s2);B-钢板桩围堰的计算宽度，B=10m；D-水的密度（10KN/m3）;K-系数，（槽形钢板桩围堰K=1.8~2.0，此处取1.8）。（参照《公路施工手册》，假定此力平均作用于钢板桩围堰的迎水面一侧。）

1.5河床水文地质条件河床土质良好，多为粘土、亚粘土，局部有亚砂土，承载力较强。围堰基底至河床部分土质为粘土(层厚约2m)、亚砂土(硬塑状态，很湿，层间无承压水，层厚约为1m)。

2拟定方案

结合河床地质情况及施工要求，拟采用日本产钢板桩进行围堰施工，长度为15m，宽度为40cm，厚度为18cm。围堰顶面标高拟定为12.5m，高出最高水位1.0m。围堰设计图3，所有内围囹均采用56b工字钢制作，节点采用焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。为确保整个围囹的刚度和稳定性，对每层中间一道工字钢上面加焊型钢并将上下四道工字刚用25#槽钢焊接连接。在施工期间安排专人值班以防吊物碰撞。

3围堰（支撑）内力计算

3.1确定受力图式

3.1.1钢板桩嵌制形式河床底部土质较为密实，假定钢板桩底部嵌固于(钢板桩入土深度)t/3=1.5m处，即承台底2.0m处。（封底砼厚度采用50cm）

3.1.2动水压力P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN

3.1.3河床土质为亚粘土，为不透水层，但考虑到钢板桩施工中会引起板侧土体的扰动，缝隙里充满水，所以考虑水压力的影响。土压力计算取用浮容重，Υ''=19.4-9.8=9.6KN/m3，ιj=30~50Kpa，σ=100KPa。

3.1.4经分析可知迎水面为最不利受力面，以此为计算面。所承受荷载假定由两根工字钢平均承担，计算两根工字钢的共同受力。由受力图式可知，此结构为四次超静定结构，因计算较为繁琐，计算过程不在此详细叙述，得出最大支撑力为2734.95KN，最大弯矩为1117.59KN。

4验算钢板桩的入土深度是否满足要求

钢板桩入土深度达4.5m，从桥位处地质勘探资料分析，持力层中无承压水，如经计算各道支撑的受力均能满足要求，可不验算钢板桩的入土深度。

5根据求得的内力验算钢板桩的受力状态及变形情况

5.1应力由内力计算结果可知，Mmax=1117.59KN·M。钢板桩外缘拉应力σ=Mmax/W=123MPa＜340MPa(容许应力)，满足要求。

5.2变形经计算，各单元跨中变形值如表1所示。表1各单元跨中变形值单元号横向位移（mm）

1721032455363

6验算工字钢的受力状态

6.1轴向受力由计算可知，最大支撑反力发生在第二道围囹处，其数值为2734.95KN，因工字钢与钢板桩连接处均采用焊接，且角撑刚度较大，不考虑其失稳，仅考虑纵向挠曲，系数取ζ=2，此时其承载力P=292.9×10-4m2×340×106N/m2/2=4980KN，安全系数n=4980/2734.95=1.8，其承载力满足要求。

6.2横向工字钢的抗弯能力假定支撑反力P=2734.95KN平均作用在横向工字钢上（长度按8.8m计算），荷载集度q=2734.95/8.8=310.8KN/M。经计算，对工字钢跨中产生的最大弯矩Ml/2=864.5KN·M。工字钢抵抗弯矩M`=1000KN·M。安全系数N=1000/864.5=1.15（此处未考虑钢板桩与工字刚的共同作用，实际情况应更为安全），承载力满足要求。

6.3工字钢挠度在上述弯矩的作用下，计算出工字钢的跨中挠度L=14mm，满足施工及使用要求。

7钢板桩竖向承载力的验算

因此钢板桩围堰将利用作为钻机平台，其承受的竖向荷载有：

7.1钻机及其配套设备自重：150KN；

7.2支架及其他施工荷载：100KN；

7.3钢板桩自重：1300KN；

7.4围囹自重：300KN。合计：1850KN上述竖向荷载全部靠钢板桩侧摩阻力及其桩尖反力承担，查相关规范及工程地质报告，计算如下:桩侧摩阻力P1=（13.8+9.6）×2×5.7×10=2668KN;桩尖反力P2=117根×8.85E-3M2/根×100KPa=104KN合计:=2668+104=2772KN安全系数N=2772/1850=1.5，承载力满足要求。

8围堰整体稳定性验算

钢板桩围堰的整体稳定性仅表现围堰在动水压力作用下的抗倾覆能力。该动水压力与钢板桩入土深度范围内所受的土压力相平衡。因钢板桩围堰底部嵌入地基中达4.5米，在动水压力作用下所能承受的土压力要比动水压力要大的多，此处可不必验算，其整体稳定性应能得到很好的保证。

9施工中注意事项

该钢板桩围堰在整个工程施工中极为顺利，经实测各单元的变形与计算结果相符。施工中要注意以下几点：

9.1钢板桩的堵漏一般的做法是在钢板桩施打过程中用棉絮、黄油等填充物填塞接缝。刚开始时我们也采用此法，效果不是很理想，后在钢板桩全部插打完毕开始抽水安装围囹时，采用一边抽水一边顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法，借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的，对于变形较大的接缝在围囹安装后用棉絮塞填。经现场实施，效果非常明显，施工期间在围堰内仅设置一台潜水泵即可将漏水抽净。

9.2围囹的安装围囹的安装应随着抽水的深度逐层实施，安装过程中要密切注意河床水位的变化，并安排专人负责施工期间的抽水工作。值得注意的是工字钢与钢板桩的连接，由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响，整个围堰的侧面顺直度较差，工字钢安装后与钢板桩之间有较大的间隙。为防止围堰的变形，要求将工字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。

10结束语

用理论算法进行钢板桩围堰的设计能够较为真实的反映钢板桩的实际受力状态，从而具有较大的安全性。采用逐层抽水加固的施工方案较为方便，在基底土质良好的条件下可以实现“干法施工”，不需要采取水下封底，在质量上易于保证。

第二篇：QJZDQ-23-深基坑钢板桩围堰施工作业指导书

××××工程

编号：QJZDQ-23

深基坑钢板桩围堰施工

作业指导书

单位：

编写：

审核：

批准：

×年×月×日发布

×年×月×日实施

深基坑钢板桩围堰施工作业指导书

适用范围

钢板桩围堰施工适用于深水基坑，河床为砂类土、黏性土、碎石土及风化岩等地层。

作业准备

2.1内业技术准备

2.1.1技术人员认真阅读、审核设计文件，熟悉规范和技术标准。

2.1.2根据现场实际情况确定深基坑钢板桩围堰施工方案，进行围堰的设计与检算。

2.1.2制订施工安全保证措施，提出应急预案。

2.1.3编制技术交底资料，详细向施工人员进行技术交底。

2.1.4施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

2.1.4按照设计文件和规范要求，制订试验计划并通过试验确定配合比，确保试验工作与现场施工相协调。

2.2外业技术准备

2.2.1对导线点和水准点进行导线和水准复测，布置测量控制网和水准基点。

2.2.2施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集，如现场放线、水位、地质等。

2.2.3做好现场施工调查，了解现场地理环境、地质地貌、交通、电力线、通讯线及影响插打钢板桩的障碍物情况。

2.2.4主材、地材已经选定并经过试验质量合格。

2.2.3了解沿线交通及影响设备进场障碍物情况，对不满足要求的既有道路进行帮宽、加固。

2.2.4按施工施工方案合理组织打桩设备、钢板桩进场及检修，根据施工要求落实电力供应方案。

技术要求

3.1深基坑钢板桩围堰施工应满足相关规范、验收标准中的规定。

3.2钢板桩围堰的变形、尺寸应满足施工方案和技术交底要求。

3.3围檩、支撑的连接及加固应满足施工方案和相关规范要求，不得擅自变更。

3.4围堰顶面应高出施工期间可能出现的最高水位0.5米。

3.5对河流断面被压缩而引起的冲刷，应有防护措施。

3.6围堰应做到防水严密，减少渗漏。

3.7围堰内面积应满足基础施工的需要，同时满足强度和稳定性的要求。

施工程序与工艺流程

4.1施工程序

钢板桩围堰，只是为了施工桩基础承台或扩大基础所设的临时围堰结构，它的作用性质和混凝土沉箱围堰结构是一样的，需要施工完成后拆除，满足环保要求。从测量放线、筑岛开始经过插打钢板桩，使之形成一种围堰结构，便于桩基础或扩大基础的安全施工。

4.2工艺流程

图4.1

基坑钢板桩围堰施工工艺流程

若无水

基底冲刷

抽

浆

混凝土封底

抽

水

渗水缝处理

凿桩头、检测

施工准备

筑

岛

场地平整

安装导向架

打入钢板桩

基坑开挖

设置支撑

基底平整

材料、设备进场

挖水槽、抽水

施工要求

5.1施工准备

5.1.1平整（修建）临时施工便道（便桥），确保施工机具、施工材料进场道路畅通。

5.1.2架设施工电缆，确保工点施工用电正常。

5.1.3清除施工范围内的地下及空中施工障碍物。

5.1.4设置轴线控制桩及水准基点桩。

5.1.5检查钢板桩，对不合格钢板桩进行整修。

5.1.6筑岛和场地平整，大型设备占位处要适当夯实，确保施工安全。

5.1.7测量放线：技术人员将平面位置与标高向施工人员交底。

5.2施工工艺

5.2.1筑岛：插打钢板桩应在筑好的岛上平整好场地进行施工。筑岛的材料应选用透水性好、易于压实的土（砂类土、砾石、较小的卵石）且不小于含有影响岛体受力及钢板桩插打的块体，筑岛的尺寸，应满足基础施工的需要。

5.2.2安装导向架：根据围堰定位，在围堰四周安装导向架。导向架由导梁和围檩桩组成，导向架位置不能与钢板桩相碰。围檩桩不能随钢板桩打设而下沉或变形。导向梁的高度适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效，用经纬仪和水平仪控制导梁位置和高度。

5.2.3插打钢板桩：插打顺序应按施工组织设计进行，一般应由上游分两侧插打至下游合拢。插打必须有可靠的导向设备，沿导向架和已经插打完的钢板桩锁口逐步插打钢板桩，插打过程中保证锁口的紧闭性，在打桩过程中，为保证垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。打入钢板桩根据施工条件可以逐根或逐组打入。钢板桩插打可用锤击、液压、振动或辅以射水等方法下沉，但在黏土中，不宜使用射水，锤击时应使用桩帽。

5.2.4基坑开挖和支撑安装：基坑开挖到设计标高后，安装第一道围檩和内支撑，严禁超挖施工，所用型钢的连接和接长要符合设计要求。

5.2.5抽水堵漏：利用抓斗取土，当坑内积水到一定深度时即可抽水，然后继续开挖。抽水深度大于支撑高度时，需加设支撑才能继续开挖，严禁在设置支撑前超挖。在加设支撑时要检查各节点是否顶紧，防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时，用板条、旧棉絮条等在内测嵌塞，同时在外侧水面撒细煤渣与木屑等，任其随水流自行堵塞。较深处的渗漏，可将煤渣等沉送到漏水处堵塞。

5.2.6封底：当渗水量较大，水泵不能满足抽水要求，需要进行水下开挖，可采用混凝土封底方案。即遇水后，支撑布置工序暂停，使用高压射水泵进行水下基坑开挖，使用吸泥机吸泥，必须保证基坑内水位要保持在最下一层支撑之上。基坑开挖至承台底部标高以下一定深度后，即进行水下混凝土封底。封底后，再进行抽水，根据支撑布置，要边抽水边设置支撑，严禁抽水过深，要随时观察围堰变化情况，有问题及时处理。

5.2.7拔桩：在钢板桩插打前，对插入土层内部的钢板桩内外两侧涂刷沥青，减少拔桩的摩擦力。钢板桩拔桩前，先将围堰内的支撑，从下到上陆续拆除，并陆续灌水至高出围堰外地下水位1～1.5m，使内外水压平衡，使板桩挤压力消失，并与部分砼脱离(指有水下砼封底部份)。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动各拔高1～2m，然后依次将所有钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出，必要时进行水下切割。

劳动组织

6.1劳动组织模式：采用架子队组织模式。

6.2施工人员应结合工前确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。

表6.1

每班组作业主要劳动力需要量表

序号

工种名称

人数

备注

技术、试验、质检

3-4人

安全员

1人

工班长

1人

电焊工

电工

1-2

装吊工

2-4人

司机

4-6人

普工

10～15

材料要求

7.1施工所需钢材等根据设计数量配备，所有原材料必须检测合格才能使用。

7.2新钢板桩应有出厂合格证，机械性能和尺寸符合有关技术标准的规定。经整修或焊接的钢板桩，应经同类型的钢板桩作锁口通过试验检查。验收后的钢板桩应分类、编号、登记存放，锁口内不得积水。

7.3钢板桩堆存、搬运、起吊时，不得损坏锁口和产生由于自重而产生的变形

7.4钢板桩接长应等强度焊接。

机具设备配置

表8.1

机具设备配置

序号

设备名称

单位

数量

备注

履带起重机

台

柴油震动锤

套

长臂挖掘机

台

自卸汽车

台

质量控制及检验

9.1

严格执行现行的施工技术指南和质量验收评定标准。

9.2

严格按照设计文件及设计图纸组织施工。

9.3钢板桩插打和就位质量应符合下列规定：

⑴合龙时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2％；

⑵到达设计高程后的倾斜度不应大于1％；

9.4将钢板桩运到工地后，详细对其检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩采用检查小车进行检验。

9.5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。同时确保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。检查小车示意图如下：

小

车

短标准桩

受检查桩

已检查的钢板桩堆置场

未检查的钢板桩堆置场

小车

绞车

组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。

9.6插打钢板桩过程中，当导向设备失败，钢板桩顶达到设计高程时，平面位置允许偏差：在水中打桩为20cm，在陆地打桩为10

cm。

安全及环保要求

10.1

安全要求

10.1.1施工现场设置安全围栏、安全爬梯、照明设备、安全标语和安全警示标志。

10.1.2施工机械设备使用前进行强制性的安全检查，加强保养，使其保持良好的工作状态及具备完好的安全装置,机械设备按照规定周期进行检修和例行保养。

10.1.3所有机械设备的操作人员经过严格培训，持证上岗，并严格遵守操作规程，严禁违章作业。

10.1.4严格按照施工现场安全用电规程的要求，进行施工现场电力设施的布置和使用。非专业人员不使用和操作专业电力机械和供电设施,用电施工机械设施安装触电保护器。

10.1.5所有施工人员均佩戴安全帽，高空作业拴系安全带，并张挂安全网。

10.1.6交叉施工的工程项目，在施工前了解交叉施工工作内容、施工时间，安全注意事项等，必要时派专人进行协调、防护，确保安全。

10.2

环保要求

10.2.1施工现场做到布局合理，场地平整，机械设备安置稳固，材料堆放整齐。

10.2.2施工中不得造成与施工范围无关的其他建筑物的稳定破坏，保持周围环境协调，严格保护用地界以外的植被、树木。

10.2.3施工完毕后，及时进行施工场地清理，原材料及施工机具堆码、摆放整齐，机械车辆停放有序，保证施工场地整洁、美观。

10.2.4生产机生活垃圾应用封闭运土车运走，不得随处遗撒。

10.2.5夜间施工灯管集中照射，避免灯光扰民。

10.2.6施工现场和施工便道要采取有效的扬尘措施。

10.2.7机械施工噪声大，夜间施工对附近居民造成影响，应协调好关系。

10.2.8施工单位应当采取措施控制污染，做好施工现场的环境保护工作，防止污染当地水域。

10.2.9生活场地和施工现场的生活垃圾，应集中堆放，及时在指定地点进行处理。

第三篇：钢板桩合同

支护拉森钢板桩施工承包合同

发包方(甲方):

承包方(乙方):

根据《中华人民共和国》和《建筑安装工程承包合同条例》及有关规定，结合本工程的具体情况，签订本合同，共同遵守。

第一条：工程名称：

施工地点：

第二条：工程内容：

基坑支护打拔拉森钢板桩，为Ⅳ型拉森钢板桩单根桩长9米/12米/15米。内容包括拉森钢板桩场内转运、堆放、打拔等。拉森钢板桩工程量按实计算。

第三条 承包方式

包工期、包机械、包进退场费、包安全、包质量、包文明施工。

第四条

甲、乙双方的主要责任：

一、甲方主要责任：

1、负责提供具备施工条件的工作面及及运输通道给乙方，协调好同场的其他施工队伍。

2、开工前搞好三通一平，施工放线，确定施打钢板桩的准确位置。

3、甲方负责提供准确的地下管线位置资料（如水管、电缆、光线等物件）因甲方提供的资料不准确造成施工引导的一切损失由甲方负责。

二、乙方主要责任：

1、施工人员进场前组织好接受甲方有关的安全、文明施工的教育培训及登记注册，办理进场手续。

2、做好现场的安全生产，文明施工工作。按甲方现场的有关安全、文明施工规定执行。

3、乙方在施工过程中，不能违反操作规程由于乙方原因造成的质量安全及人员伤亡事故问题均由乙方负责。

第五条 施工单价及工程量

采用综合单价包干的形式进行计价的项目（开票增加税金3%），完工后按综合单价包干进行结算，工程量按实际发生调整。打拔拉森钢板桩9米施工单价为

元/根计算（含30天租赁费）；

打拔拉森钢板桩12米施工单价为

元/根计算（含30天租赁费）；

打拔拉森钢板桩15米施工单价为 元/根计算（含30天租赁费）；工程量钢板桩约为

根，围檩 元/T（含30天租赁费），工程量约 米（理论重量按0.172吨/米）。工程量按实结算。

以上单价均不含税金。

暂定不含税总价约为： 元。

第六条 付款办法

施工完成并付至合同价的30%，拔桩时再付40%，余款在办理结算完成后付清。

第七条工程质量标准：

工程质量标准按现行的建筑基坑支护技术规程（JGJ-99）质量验收标准执行,并按建设方认可的支护方案，进行实施，确保施工质量安全。

第八条 其他事项:

1、支护钢板桩施工使用期为 30 天，自完成交付使用第1天计，逾期钢板桩使用租金桩长9米/12米，0.45元/天·米，桩长15米，0.55元/天·米，围檩使用租金5元/天·吨计算给乙方。

2、拔桩如超过两批次，每次补贴设备进退场费2000.00元。

3、本合同一式两份，甲、乙双方各执一份，双方签字、盖章后生效。工程完毕甲方付清工程款后自动失效。

4、本合同未尽事宜，由双方协商解决。

发包方：（甲方）

承包方（乙方）：

代表签名：

代表签名：

年

月 日

****年**月**日

第四篇：论文：软弱地基下基坑钢板桩设计

软弱地基下钢板桩支护设计

（廖昭 朱春来）

摘要：作为深基坑支护方式的一种，钢板桩支护具有不受场地限制、安全环保经济、施工速度快、止水效果好等一系列优点，在众多岩土工程中得到广泛应用。本文以广中江高速公路第TJ12合同段番中大桥P6承台钢板桩支护设计为例，分析了在覆盖层较厚的软弱地基环境下钢板桩支护设计的技术要点，对钢板桩受力计算及设计要点及进行了介绍，可为类似工程提供借鉴。

关键词：钢板桩；软弱地基；设计要点；受力计算

1、工程概况

1.1 承台概况

广中江高速公路第TJ12合同段番中大桥P6承台位于广州市番禺区洪奇沥水道东岸河提内侧，承台为方形带圆倒角承台。承台长宽高为9.1m9.1m4m，承台顶标高+0.418m，原地面标高为+1.0m。该标段征地红线范围较窄，承台两侧为鱼塘塘基，顺桥向靠江侧为河堤。由于场地受限，无法采用放坡开挖，则考虑采用钢板桩支护后垂直开挖。1.2 地质条件

该项目路线地处珠江三角洲海陆交互沉积平原，该地区河堤纵横，地表水系发达，岸上桥址位置则多为鱼塘，淤泥覆盖层厚度较大，厚约14m～27m，局部含较多砂粒或呈淤泥质粉细砂、淤泥质亚粘土。

番中大桥P6位置地质情况从上至下依次为18m淤泥，2.3m粉质黏土，强风化花岗岩，中风化花岗岩。从地勘情况来看，承台基坑开挖深度（拟开挖4.8m）及钢板桩打入深度（拟采用15m钢板桩）均未超出淤泥层。地勘资料显示该处淤泥重度为1.7kN/m，内摩擦角为13。

32、钢板桩设计

2.1 围堰尺寸拟定

本着安全可靠、经济适用、施工方便的原则来拟定钢板桩围堰的结构尺寸。首先根据现场测量给出的原始地面标高，计算出承台底距原地方4.582m，封底混凝土厚度设计为20cm，因此开挖深度拟定4.8m。

承台长宽为9.1m9.1m，考虑模板施工位置，承台边距钢板桩围堰侧壁应满足一定施工距离，因此钢板桩围堰尺寸拟定为12m12m。在考虑该尺寸时需注意钢板桩截面形式及围檩材料截面的高度，计算承台模板与钢板桩壁之间的施工距离时应扣除钢板桩有效高度及围檩材料截面高度。

图2-1 钢板桩有效高度示意

2.2 钢板桩型号及支撑形式选择

支撑是为减少钢板桩桩身内力，抵抗围堰外部荷载的主要构造。支撑主要由围檩和对称、斜撑或者锚杆构成。围檩一般由型钢紧贴钢板桩，并连成整体，形成闭合框架。为减少围檩型钢的跨度，可以在围檩之间设置对称、斜撑或者锚杆。钢板桩简化计算方法按支撑层数分为无锚（悬臂）、单锚（一道支撑）及多锚（两道及两道以上支撑）三种。

根据施工经验和工程实际情况，该承台采用一次浇筑为宜，因此为避免围檩支撑与承台钢筋混凝土空间位置冲突，在钢板桩围堰顶口高出承台30cm位置设置一道围檩支撑较为合适。因此钢板桩入土深度按单锚式钢板桩计算。（1）荷载计算

考虑距基坑边缘1.5m处有车辆荷载q30kN/m2，当土的内摩擦角为13，被动土压力系数k1.3。

1.5q=30kN/m2R0RCyq0C4.8AyeAheAqAeAheAqSxtP0Se-(e +e)pAhAqOepeAeAq

图2-2 钢板桩压力分布图

13yq1.5tg2452.37m

2被动土压力系数：KPtg45主动土压力系数：Katg4522131.58 2130.63m 2基坑底处主动土压力压强：eArhKa174.80.6351.41kN/m2 基坑底处车辆荷载产生的压强：eAqqKa300.6318.9kN/m 基坑底处合压强：PbeAeAq51.4118.970.31kN/m（2）y值计算

y为板桩上压强为零的点距基坑底的距离，即图上S点到A点的距离。在S点处板桩的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力，即：

2rKKPyPbrKay

yPb70.312.90m

rKKPKa171.31.580.63（3）按等值梁法计算钢板桩最大弯矩及支反力

单锚深埋钢板桩可以视为上端为简支，下端为固定支承，采用等值梁法计算较为简便。其基本原理如图2-3所示。梁CD一端为简支（支点为C点），另一端为固定端（D点），正负弯矩在S点发生转变。取梁CS段，并于C点设一自由支承形成CS梁，则该梁上的弯矩值不变，此CS梁即为CD梁上CS段的等值梁。而该梁正负弯矩发生转变的S点即为钢板桩上土压力等于零的点，支点C即为单锚钢板桩顶端支撑作用点。

CSDC图2-3 等值梁法示意图

D

按简支梁计算等值梁的C点及S两支点反力（R0和P0），C点弯矩为0，即

MC0

P0hy212111heAy(yh)eA(yqh)hyqeAq 32232112.914.8251.412.9(4.8)51.414.822.37218.9232P03128.49kN

4.82.9

垂直于钢板桩方向合力为0

Q0

R0P0R01hyeAhyqeAq 214.82.951.414.82.3718.9128.49115.37kN 2（4）计算钢板桩最小入土深度t

根据P0和前端被动土压力对板桩底部（O点）的力矩相等

P0rKKpKa6x2

x6P06128.495.64m

171.31.580.63rKKpKa

最小入土深度t0yx5.642.98.54m

实际入土深度T1.1t01.18.549.39m

板桩总长LhT9.394.814.19m，拟用15m长拉森钢板桩。（5）钢板桩截面选择

板桩所受弯矩最大值处剪力为零，设剪力为零处距板桩顶为x，则：

R012xrKaxyqqKa0 21115.37170.63x2300.63x2.370 整理得：

x3.53x29.910

2x3.98

12xxyqMmaxR0xrxKaqKa232

13.983.982.37115.373.98173.9820.63170.63338.02kNm322

采用符合日标JIS A 5528拉森Ⅳ型钢板桩，材料为SY295，屈服强度f295N/mm2，截面系数W2270cm，取2倍安全系数。30.74Mmax0.74338.021031f110.2MPaf147.5MPa

W227010622.3 围檩及支撑持验算

双拼工40围檩32工40围檩工40斜撑20040 28=1120地面线480400P6承台外轮廓线11430.0-3.5821200150020φ400钢管十字撑A砂浆垫层P6承台基坑底钢板桩A120020045钢板桩平面图A-A

图2-4 围檩及内支撑示意图

围檩及支撑的设计尽量考虑采用施工现场现有材料，该钢板桩支护的围檩及内支撑布置形式如图2-4所示：矩形围檩采用双拼工40型钢倒置紧贴钢板桩壁，每个倒角布置一道双拼工40斜撑，十字对称采用φ400钢管。

采用有限元软件miads civil对围檩及内支撑进行实体建模。模型中将围檩4个角点进行DZ、RX及RY方向上的约束（Z方向为垂直与地面），土压力加载示意如图2-5所示，内力计算结果如图2-6及图2-7所示：围檩为轴心受压构件，最大弯矩在钢管十字撑支撑位置，为160.6kN/m，最大轴力为452.1kN；钢管十字撑考虑自重，为轴心受压构件，最大轴力为480.1kN。

图2-5 围檩及内支撑荷载示意图

图2-6 围檩及内支撑弯矩图

图2-7 围檩及内支撑轴力图

（1）双拼工40围檩验算

双拼工40计算参数：截面面积A=172.2cm2，截面模数W=2180 cm3，截面回转半径i=15.8cm，屈服强度fy=235MPa，f=170MPa，弹性模量E=200GPa，计算长度l11.6m。根据受力图得知围檩均布荷载q115.37kN/m。

长细比l116073.42 i13.9NA式中，mMmax452.1160.6114.68MPaf215MPa

452.1N0.73172.21.05218010.8W10.8'3325.6NEfy235

—回转半径，； 73.42，根据《钢结构设计规范》附表C-2查得稳定系数=0.73。m —等效弯矩系数，m0.650.35M11。M2 —与截面模量对应的截面塑性发展系数，=1.05，；

'2222' —参数，NEEA/1.13.14200000/(1.173.42)3325.6kN； NE

（2）φ400钢管十字对撑稳定性验算

十字对撑采用400钢管。截面面积A=111.12cm2，考虑自重q=87.2kg/m，回转半径i=13.9cm，截面

模量W=1067.8cm3，屈服强度fy=215MPa，f=170MPa。

长细比l116083.45 i13.9187.211602NmMmax480.1878.6MPaf215MPa480.1A0.67111.12N1.151067.8510.8W10.8'2536.11NE

式中，

—回转半径，fy235； 83.45，根据《钢结构设计规范》附表C-2查得稳定系数=0.67。m —等效弯矩系数，无横向荷载和端弯矩时m1。

 —与截面模量对应的截面塑性发展系数，=1.15，；

'2222' —参数，NEEA/1.13.14200000/(1.183.45)2536.11kN； NE3、结语

目前广中江高速公路番中大桥2个P6承台均已施工完成，钢板桩顶口及围檩变形量较小，支护结构安全得以验证。在软弱地基下的钢板桩支护设计过程中需注意以下几点：

1.等值梁法是钢板桩支护计算中比较安全的方法，结果偏于保守，适用于工程数量不多，规模较小的钢板桩支护计算。

2.通过过程计算可以发现土的内摩擦角对计算结果影响非常大，土的内摩擦角值一般由工程地质勘查报告提供，如果地勘点距施工地点距离较远或者周围地勘点较少导致报告所给出的值参考价值不大可再进行第二次勘查测定。

3.对于土层有变化的时候可取钢板桩深度范围内的土层参数加权平均值。

4.在钢板桩设计过程中一般还应对开挖至一定深度后还未施工围檩及支撑时的工况进行验算，该基坑开挖1m后完成围檩及支撑施工，再继续开挖至设计标高，该施工方法偏于安全。

5.基坑尺寸和围檩设计一定要对施工空间位置进行充分考虑，特别是基坑宽度、围檩及支撑的布置位置、材料高度，以避免钢板桩支护施工完成后永久结构物施工空间不足。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50017—2003钢结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.[2] 中国建筑科学研究院.JGJ 120-2012建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.[3] 中华人民共和国交通部.JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社，2004.[4] 江正荣.建筑施工计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.[5] 张宏亮.U型钢板桩的冷弯性能[J].材料科学与工程学报，2011.[6] 左光恒.钢板桩围堰的设计与施工[J].西部探矿工程，2010.

第五篇：钢板桩拆除方案

钢板桩斜支撑拆除方案

一、编制目的：

1、为保证施工现场基坑工程施工安全。

2、为保证钢板桩外部砼桩无侧向倾斜。

3、因地制宜，科学组织施工，加快施工进度，提供维护质量。

二、工程概况：

干熄焦本体基础施工。本体基坑外有设备基础、预制桩、基坑四周已有钢板桩进行围护，本体基础已经施工▽-5.630，现需进行上部施工至▽0.220.三、施工准备

1、办理各种手续：

2、组织设备人员进场

四、施工方法

由于我单位施工在▽-6.250底板已经浇筑完成，需要进行上部施工，因此我单位需将上部围檩拆除，拆除方法如下：

1、在▽-6.000至▽-6.500之间用C20砼浇筑环形砼带，用于抵抗外部荷载，代替现在的▽-5.500围檩及支撑。

2、将▽-5.500及▽-3.500内斜支撑拆除，保留围檩及内角斜支撑（如图1）

3、在施工本体基础至▽0.220后回填土前拆除余下围檩，进行回填并夯实

4、在拔出钢板桩前应将钢板桩内侧土方填至▽-3.000，保证内侧土方高于外侧使在拔出桩后两侧保证水平土压力近似相同，保证钢板桩外的砼桩无侧向压力，无产生倾斜。（注：具体拆除方案及计算见拉森钢板桩施工方案）