鋼板樁支護(hù)設(shè)計(jì)淺析摘要：該文介紹了鋼板樁的支護(hù)設(shè)計(jì)，根據(jù)鋼板樁的實(shí)際受力狀況建立力學(xué)模型，通過(guò)理論計(jì)算，確定鋼板樁的實(shí)際受力及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的精確性和安全性，從而滿足工程需要。關(guān)鍵詞：鋼板樁；支護(hù)；設(shè)計(jì)摘自：城市道橋與防洪.2007.第11期0前言隨著近年城鎮(zhèn)建設(shè)的不斷深人，各種基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目相繼增多，基坑開挖是各種構(gòu)造物施工過(guò)程中的重要一環(huán)，由于大多數(shù)項(xiàng)目特別是中小型項(xiàng)目，工期緊，專業(yè)技術(shù)人員配備不齊，設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中常常忽視基坑安全問(wèn)題，需支護(hù)的地段常常憑感覺(jué)或草率參照其他項(xiàng)目的支護(hù)方案，對(duì)基坑進(jìn)行粗略支護(hù)。這種做法往往會(huì)因工作人員經(jīng)驗(yàn)不足、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況復(fù)雜而出現(xiàn)意外，對(duì)工程質(zhì)量及生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。因此，對(duì)基坑進(jìn)行科學(xué)、合理地支護(hù)，是保證工程質(zhì)量，維護(hù)人身安全，減少財(cái)產(chǎn)損失的必要措施。基坑的支護(hù)形式和所選材料種類很多，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況采用合理的支護(hù)方案，本文著重通過(guò)對(duì)鋼板樁支護(hù)的受力分析，整理了一套比較完整的基坑支護(hù)計(jì)算方法及步驟，以供參考。1主要計(jì)算內(nèi)容鋼板樁支護(hù)設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行以下計(jì)算：(l）鋼板樁內(nèi)力計(jì)算。(2）支撐系統(tǒng)內(nèi)力計(jì)算。(3）穩(wěn)定性驗(yàn)算。(4）變形估算。各項(xiàng)計(jì)算內(nèi)容又包含多個(gè)子項(xiàng)，下面逐個(gè)闡述其計(jì)算方法及步驟。2計(jì)算方法及步驟2.1鋼板樁內(nèi)力計(jì)算對(duì)鋼板樁進(jìn)行內(nèi)力分析的方法很多，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)支護(hù)的構(gòu)造形式選擇合適的分析方法，本文僅對(duì)等值梁法進(jìn)行介紹，計(jì)算步驟如下。冬(磁l喬）計(jì)算反連彎點(diǎn)位置蒙。志假定鋼板趁樁上土壓戚力為零的炎點(diǎn)為反彎沿點(diǎn)，設(shè)其濤位于開挖不面以忘下它y獵處，則有說(shuō)：整理得：螞舟那帽赤（佛1份）茫式中，乘，其—醋—鋤坑內(nèi)外土漏層的容重礦加權(quán)平均府值；袋H決—慎—鼓基坑開挖謀深度；偉K辣a催—雄—溜主動(dòng)土壓休力系數(shù)；爭(zhēng)K慕pi處—撓—算放大后的它被動(dòng)土壓焦力系數(shù)?？?jī)(械2械）按簡(jiǎn)支萍梁計(jì)算等答值梁的最當(dāng)大彎矩和在支點(diǎn)反力獲。散等值梁法葬計(jì)算簡(jiǎn)圖粒如優(yōu)圖挽1嬸所示。度(信3姨）計(jì)算鋼煎板樁的最損小人土深展度。斬由等值手梁雷B抬G冒求算板樁伯的人土深打度，取勿，則竄滾覽由上式求侄得滲惹腿(2)演樁的最小純?nèi)送辽疃认仯簽同0彼=y+x乒團(tuán)膠垃凈蹤(3)鈔遠(yuǎn)傷場(chǎng)如樁端為劑一般的土監(jiān)質(zhì)條件，舅應(yīng)乘以系友數(shù)浸1.魯1賤～諒1.2睡彎，即踩t=徹諷（區(qū)1.三1緞～拔1.娛2懷）腫t態(tài)0弓對(duì)于多層城支點(diǎn)的支窗護(hù)體系，戲常采用等悟彎矩布置崇的形式以問(wèn)充分利用謝鋼板樁的旗抗彎強(qiáng)度被，減少支白護(hù)體系的巨投人量。宏其計(jì)算步飽驟為：議a起.貞根據(jù)所選險(xiǎn)鋼板樁型板號(hào)由以下榮公式確定疼最大懸臂賄長(zhǎng)杏度澇h重吳。種厲返瞞齒傳診（驢4遞）加式中際，然f歉—嫂—日鋼板樁抗釣彎強(qiáng)度設(shè)努計(jì)值；悅W緞—扁—光截面抗彎籍模量；途、核K量a輪—具—軋同前弟b壘.親根據(jù)微表望1認(rèn)確定各支俊撐跨度。忍2.2嬌簽支撐系統(tǒng)潔內(nèi)力計(jì)算音多層支撐牧點(diǎn)布置見(jiàn)撿圖男2辰支撐內(nèi)計(jì)翼算主要是伸分析圍檁五和撐桿（嚷或拉錨）姨的內(nèi)力，扭圍檁為受豈均布荷載筑作用的連誼續(xù)梁，均念布荷載的借大小可按朽下式計(jì)算歉：捕離牧架（銹5嫩）數(shù)式中菌，柔q誠(chéng)k補(bǔ)—浙—憂第怨k貴層圍凜承匪受的荷載玻；館H芽—軌―死圍檁至墻咽頂?shù)木嚯x額；虜—筑—模相臨兩跨沸度值。啟撐桿按偏君心受壓構(gòu)復(fù)件計(jì)算其騰內(nèi)力即可關(guān)，作用力渣為：物兄跑端置惕（婆6翠）災(zāi)度式中，習(xí)—令—頭相臨兩支濤撐間距。市2.3槐扇穩(wěn)定性驗(yàn)麻算士支護(hù)體系暢的穩(wěn)定性翼驗(yàn)算是基女坑工程設(shè)校計(jì)計(jì)算的乳重要環(huán)節(jié)喚，主要包攻括整體穩(wěn)蠻定性分析茶、抗傾覆吐或踢腳穩(wěn)東定性分析笛、基底抗處隆起穩(wěn)定搏分析和抗葡管涌驗(yàn)算戶等。日(衛(wèi)1寨）整體穩(wěn)剩定性分析映。叨整體穩(wěn)定擊性驗(yàn)算一戴般采用土咽層的圓弧框滑動(dòng)面計(jì)必算，不同妹于邊坡驗(yàn)賊算的是，劇由于受支芽撐或錨桿那的影響，城圓心位于瘋坑壁面上持方，靠坑雄內(nèi)側(cè)附近拖?？紤]支會(huì)撐作用時(shí)倘，可不進(jìn)補(bǔ)行整體穩(wěn)塑定性驗(yàn)算表，當(dāng)無(wú)支愛(ài)撐或者不撿考慮支撐插作用時(shí)，六可通過(guò)下捷式計(jì)算：（7）蛛式中匆，開c央i蜻—攜—體第將i窄條土的粘半聚力；幫l慮i灑—姻—闊第揮i至條土的圓撥弧長(zhǎng)度；軌q困i鍋—?！獓L第耽i量條土的地幻面荷載；找—室—狹第惠i捏條土的重鳥力密度，算水面以下翅取浮容重林；居b房i野—凈—紡第鳴i敬條土的寬更度；鞠h挽i睡—葬—扭第另i碑條土的高唐度；符—久—略第淘i腦條土弧線盆中心點(diǎn)切肝線與水平裳線的夾角介；辟l臟i宮—芳—嚼第印i重條土的內(nèi)速摩擦角；到K做—勇—慕抗滑穩(wěn)定華安全系數(shù)賽，依規(guī)范飲及地區(qū)經(jīng)氏驗(yàn)取值，價(jià)一仗般諸1.圾1麗～寇1.抽5筆。少(步2概）抗傾覆迷穩(wěn)定性分邊析。份抗傾覆穩(wěn)攏定性又稱藥踢腳穩(wěn)定抱性，是驗(yàn)潑算最下道孟支撐以下拍的主動(dòng)、技被動(dòng)土壓鵝力繞支撐斃點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)非力矩是否本平衡，按卸下式計(jì)算真：裳滲腔孩(8)喘式中，嫂—趨—豎抗傾覆安框全系數(shù)，歐根據(jù)基坑產(chǎn)重要性取私值；虛—鋸—液抗傾覆力散矩，取開巨挖面以下睡鋼板樁內(nèi)魚側(cè)人土深絹度范圍內(nèi)掩的土壓力尊，對(duì)最下止一道支撐首點(diǎn)的力矩舅；啄—筍—樓傾覆力矩息，取最下富一道支蛾撐擺叛點(diǎn)以下鋼似板樁外側(cè)店人土壓力慮支峰撐點(diǎn)的力圖矩。習(xí)(霸3掘）基底抗辦隆起穩(wěn)定鉆性分析。卷基底抗隆變起穩(wěn)定性獻(xiàn)驗(yàn)算的方塵法較多，停本文僅介樸紹指“未同時(shí)考益慮患c憲、哲Φ經(jīng)的抗隆起敬驗(yàn)算晴法鬼”際。乘結(jié)構(gòu)底平高面作為求纖極限承載至力的基準(zhǔn)則面，可由賄以下公式囑求抗隆起須安全系數(shù)忌：少并若古句（亭9抗）叮式中，徹，括—軋—癢坑內(nèi)、外念土層的容往重加權(quán)平稅均值；拾c返—肉—剖樁底處地潮基土粘聚先力；彈q紀(jì)—技—律坑外地面受荷載；詠H豈—澤—什基坑開挖闖深度；藝t旺—禽—光鋼板樁入翅土深度；令、伶—廊—壺地基承載秧力系數(shù)；招Φ—寬—貴樁底處地綢基土內(nèi)摩靜擦角勾—促—闖抗隆起安荒全系數(shù)，跟根據(jù)基坑連重要性取藍(lán)值捆樓愁廣（慌1全0刮）芬(刻4翻）抗管涌干驗(yàn)算。靠地下水位仿較高的地翠區(qū)，開挖滿后會(huì)形成蛾水頭差，陡產(chǎn)生滲流太，當(dāng)滲流倡力較大時(shí)染，有可能雜造成底部腹管涌穩(wěn)定疊性破壞，忽因此，驗(yàn)覺(jué)算管涌穩(wěn)戶定性也是嘉十分必要俯的，可通裹過(guò)下式對(duì)光其進(jìn)行驗(yàn)元算：伸傷銀象么哀潤(rùn)揉（津1楚1遵）莖式藏中扮i狼c陽(yáng)—任—夏臨界水力悲坡度截，循i擇c勵(lì)=店（獎(jiǎng)ρ榮-1染）脈/(e+市1)垮ρ—糞—丑坑底土體娛相對(duì)密度霜；享e艘—乒—賊坑底土體任天然孔隙伸比；咬i中—捐—央滲流水力五坡度本，腦i=h淡w繡/稅L爪；免h沖w公—雨—稱坑內(nèi)外水家頭差；享L廳—靈—專最短滲流恐流線長(zhǎng)度的；炸K謠g召—包—惹抗?jié)B流安瘦全系數(shù)，刪一般否取墻1.窮5飲～世2.龜0戲，砂土、骨粉土?xí)r取臉大值。百2.賊4共變形估算短當(dāng)基坑附踏近有建筑遺物和地下參管線線時(shí)伸，必須對(duì)橫支護(hù)進(jìn)行誠(chéng)變形估算也，以確保樂(lè)建筑物及賽管線的安蓮全，變形嚴(yán)包括支護(hù)微周圍土體由變形和地備基回彈變鋼形兩部分拴，對(duì)于中義小基坑地侵基回彈變靈形可不進(jìn)潑行估算。襯基坑周圍帶土體的變絮形應(yīng)根據(jù)妹土質(zhì)、支玉護(hù)情況及撞當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)泰采用合適堵的估算方朋法，本文園采用以下掃公式計(jì)算序：炕農(nóng)桑椅隨眨把（印1透2向）拿式中兵，名k協(xié)1垃—燭—招修正系數(shù)鳥，對(duì)于鋼橋板仿樁排k頸1慌＝英1.悄0域；歪h鄉(xiāng)—拾—蠟基坑開挖綠深度；跟α—筍—療地表沉降子量與基坑屑開挖深度逼之比欲（者%卷），可參疑照閥圖機(jī)3金查得憶3核挺構(gòu)件設(shè)計(jì)濫3.近1鋪鋼板樁設(shè)裕計(jì)粥計(jì)算出最毅大彎裳矩哪M富max超后，可根圾據(jù)下式對(duì)滲鋼板樁進(jìn)褲行選型：蓬(1警3)毒式中，詠—易—障樁身最大短應(yīng)力炮（尿KN/m蜜2危）杏；捎M展max餡—針—略樁身最大和彎矩值縱（妹KN.m喊）皺W倘—扛—齊鋼板樁截母面抵抗矩弊；厭β—凈—等抵抗矩折拖減系數(shù)，父對(duì)于小企磚口鋼板樁塞，當(dāng)設(shè)有按整體圍擦旗和冠梁時(shí)呀，認(rèn)β劣取旗1.拴0兇；不設(shè)冠偉梁或圍檁驗(yàn)分段設(shè)置賽時(shí)隆，閘β遭取仙0.謊7與。初3.2字蘇圍檁設(shè)計(jì)惜圍檁示實(shí)塘際情況按繼連續(xù)梁或黎簡(jiǎn)支梁計(jì)項(xiàng)算其最大傅彎火矩養(yǎng)M袍max擁，一般采文用工字鋼火或方鋼材清料，可根厲據(jù)下式進(jìn)島行選型：抵(1舌4)速式中各參拔數(shù)意義同佛前。藏3.3拉秘支撐設(shè)計(jì)敬支撐按偏左心受壓構(gòu)四件計(jì)算。聰偏心彎矩描除豎向荷暈載產(chǎn)生的誓彎矩外，碰還應(yīng)考慮滅軸向力對(duì)悄構(gòu)件初始捏偏心距的宇附加彎矩棵。初始偏凳心距可根千據(jù)《鋼結(jié)式構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)農(nóng)范》相關(guān)澆規(guī)定計(jì)算趴。同時(shí)，積考慮到支狐撐預(yù)壓力鐮和溫度的怕影響，驗(yàn)圓算時(shí)軸力袖宜乘磚以撫1.據(jù)1蝶～昌1.論2紡的增大系損數(shù)。構(gòu)件燙型號(hào)可根迎據(jù)下式確誼定：(15)安式中貢，悼N慘—藍(lán)—救軸心壓力范（具K惜N店）；窄A碑—有—田構(gòu)件毛截出面面積眼（愚m若2粗）劣期—們—辛穩(wěn)定系數(shù)洗，根據(jù)《粘鋼結(jié)構(gòu)設(shè)貧計(jì)規(guī)范》鄙相關(guān)規(guī)定茂取值敏4棋鉛構(gòu)造要求攀(漸l歌）為防止姓接縫處漏籍水，在沉匪樁前應(yīng)在訪鎖口處嵌秀填黃油、作瀝青或其重他密封止如水材料，托必要時(shí)可樓在沉樁后壤坑外注漿扯防滲或另刺施工擋水跡帷幕。艦(哄2紹）在基坑此轉(zhuǎn)角出的鏡支護(hù)鋼板超樁，應(yīng)根宗據(jù)轉(zhuǎn)角的跌平面形狀稱做成相應(yīng)嶺的異形轉(zhuǎn)施角板樁，揮且轉(zhuǎn)角樁瀉和定位樁抗宜加傲長(zhǎng)緊l拜m麥。跟5矛放工程實(shí)例詞某市政道溪路排水管羊基坑開挖式，以樁匪號(hào)句k0+渾39笑0紋處為例，脹具體工程附情況和詳死細(xì)計(jì)算過(guò)法程如下。賊基坑開挖病示意圖如鋸圖糟4窩所示。顯5.堪1敲設(shè)計(jì)資料大（秘1慶）樁頂高移程俘H釣1臺(tái)：頌4.10庭0賭m姜，施工水存位勾H冷2適：且3.00鬧0膽m俗。纏（冊(cè)2勝）地面標(biāo)獻(xiàn)高肌H叼0場(chǎng)：皮4.35絨0咱m嘩；開挖地事面標(biāo)炕高肯H輕3坡：捏-0.9吹00夫m泊；開挖深展度嗓H問(wèn)：忌5.25籃0折m駁。菌（慰3叫）暑坑內(nèi)、外圣土的天然從容重加全報(bào)平均值蛾，俘均為傾：杏20KN刃/m藝3鏟；內(nèi)摩擦狀角加全平烏均趴值震Φ鋸：車20睛°循；粘聚力婦加全平均搶值紀(jì)c閥：秀2藥2鼻；孔隙堆比船e背：倒0.8戲9辯。言（集4同）意地面超惱載旅q:20嫂.0KN棋/m炕2壽。從（屯5疊）基坑開溝挖憶寬針b=6.災(zāi)0忠m身。克（勿6問(wèn)）擬設(shè)置寧單層支撐束，撐桿每曉隔沖5希m貍一道。沸5.2油撫內(nèi)力計(jì)算主（途1扇）作用于過(guò)板樁上的勞土壓力強(qiáng)有度及壓命力分布見(jiàn)狠圖湖5穴。爺板樁外側(cè)艦均布荷載麥換算填土何高潮度獸h麥0班,賭h車0屈=q/r杰=20.長(zhǎng)0/20綿=1.0麥m隨。精（扇2看）根據(jù)式咸（添1祝）：吩洗防（幅3池）按簡(jiǎn)支姓梁計(jì)算上速部鋼板樁伙，其受力權(quán)簡(jiǎn)圖如協(xié)圖酬6泳所示。由得：弦解得贈(zèng)：強(qiáng)R返a勤=114懂.7KN輛/m笛Q開b侍=(12巖.25+姨61.2禽5)×5衰/2+6懸1.25腹×1.1瓜06/2烤-114好.7=1茫02.9辦kN/m爪設(shè)最大彎過(guò)矩處距樁惰頂距離跪?yàn)橛鰔胸，則有：撕R允a得=12.禾25x+敘(61.耗25-1爐2.25起)x斷2水/5/2打解賤得慈x=3.冷747m揀所以股，裹M笛max姓=R燃a雜(左x-1)洗-12.狠25x蠻2城/2-0逢.5(6圓1.25醉-12.查25)勵(lì)x牛3抓/5/3運(yùn)=143咬.2kN圓·m避（帽4哥）計(jì)算鋼史板樁的最噴小入土深錘度。面根據(jù)式島（跟2都）得：遞由式姻（警3竟）得：最僻小入土深漫度奪t=1.史2樣×腿（蜓1.10悅6+3.索33團(tuán)8尼）影=5.3簡(jiǎn)33m充5.3魂僻支撐系統(tǒng)躲計(jì)算沃（繡1姨）圍檁。舞因本工程居為單層支架撐，圍檁察所受荷默載易q象k往=R冒a貫=114革.7kN存/憐m晌。頌（頂2桃）撐桿。臘由式?jīng)r（蘋6間）得居：摘R=0.掠5×11直4.7困×顧（壟5+曾5凳）問(wèn)=573阻.5k奇N脾?？?.4姜旨穩(wěn)定性驗(yàn)襖算獲（淚1瞇）整體穩(wěn)遼定性分析相。悉因本工程壓設(shè)置了支毒撐，故未量進(jìn)行整體穗性驗(yàn)算。違（明2扭）抗傾覆站穩(wěn)定性分阿析?？騼?nèi)側(cè)土壓燙力對(duì)支撐漢點(diǎn)的力矩侄：此外側(cè)土壓江力對(duì)支撐搬點(diǎn)的力矩廚：萄由式竭（筋8萍）得：徑>1.曬2畝，滿足規(guī)氧范要求。村（制3凍）基底抗遇隆起穩(wěn)定潑性分析。陡由式裙（羅1斯0眠）得：命由式鐵（對(duì)9傳）得：托（算4奸）抗管涌龜驗(yàn)算。償臨界水力謹(jǐn)梯度唇滲流水力傻梯度夕根據(jù)式燕（肚1竿1旋）得：社5.5拳原變形估算攪本工程按贊一般地層燥，根據(jù)式撐（屬1腿2奇）和洞系數(shù)表得延最大變形汗：率5.6啟其構(gòu)件設(shè)計(jì)測(cè)（本1戚）鋼板樁兩設(shè)計(jì)。購(gòu)采用拉誘森第Ⅲ闖鋼板樁速，低W=13樂(lè)50×1棒0孔3循m適m罩，折減系版數(shù)取鋼，由式搭（鹿1客3紙）得：別降拜（位2檔）圍檁設(shè)躁計(jì)?；筮x用空心副方鋼炮（璃400×倉(cāng)400×盛1毒4婦）喇，泉W=25肆21×1烈0周3再㎜蟲3旗。舒按簡(jiǎn)支梁肚計(jì)算，最鈔大彎虛矩齡M軍max恐=ql曲2汗/8=1犁14.7廉×52/向8=35惠8.4k術(shù)N·摸m涉。吳根據(jù)式棗（尊1咬4糾）得：勇（懂3滿）支撐設(shè)矩計(jì)。爽選用空心降方鋼疑（蛾250×全250×鏟8用）膠，家W=57已8×10縣3慧m組m仆，四A=75唐2視0泥㎜疑2扶,祥根據(jù)長(zhǎng)細(xì)飛比鍋，查《鋼頁(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傻規(guī)范》附魯表得穩(wěn)定數(shù)系數(shù)擦。旨自重彎喜矩及M詞max愈=ql籍2產(chǎn)/8=芳l市2霉/8=2份.05客Kn國(guó)·m炒根據(jù)式幕（架1牲5紅）得：6結(jié)語(yǔ)紛（擔(dān)1所）當(dāng)開挖纖面以下土個(gè)質(zhì)較好，涌鋼板樁入闖土深度不遙大時(shí)，單籮層支撐可紗簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)錦支梁模型郵，多層支詞撐可簡(jiǎn)化撇成連續(xù)梁殖模型，