随着近年城镇建设的不断深人，各种基对钢板桩进行内力分析的方法很多，设础建设项目相继增多，基坑开挖是各种构造计时应根据支护的构造形式选择合适的分物施工过程中的重要一环，由于大多数项目析方法，本文仅对等值梁法进行介绍，计算特别是中小型项目，工期紧，专业技术人员步骤如下。
配备不齐，设计及施工过程中常常忽视基坑(l)计算反弯点位置。 安全问题，需支护的地段常常凭感觉或草率假定钢板桩上土压力为零的点为反弯参照其他项目的支护方案，对基坑进行粗略点，设其位于开挖面以下y处，则有: 支护。这种做法往往会因工作人员经验不,,kyKHy,，() 12pia
足、现场地质情况复杂而出现意外，对工程整理得:
质量及生命财产造成威胁。因此，对基坑进,kH2a,y (1) 行科学、合理地支护，是保证工程质量，维Kk,,,12pia
护人身安全，减少财产损失的必要措施。 式中， ，——坑内外土层的容重加权,,12基坑的支护形式和所选材料种类很多，
平均值; 应根据项目的具体情况采用合理的支护方
H——基坑开挖深度; 案，本文着重通过对钢板桩支护的受力分
K——主动土压力系数; a析，整理了一套比较完整的基坑支护计算方
K——放大后的被动土压力系数。 pi法及步骤，以供参考。
(2)按简支梁计算等值梁的最大弯矩和1 主要计算内容
支点反力。 钢板桩支护设计中主要进行以下计算:
等值梁法计算简图如图1所示。 (l)钢板桩内力计算。
(3)计算钢板桩的最小人土深度。 (2)支撑系统内力计算。
由等值梁BG求算板桩的人土深度，取(3)稳定性验算。
MG,0，则 ,(4)变形估算。
12各项计算内容又包含多个子项，下面逐QxKyxKHyxx,，,，，,,[()()]bpa126个阐述其计算方法及步骤。 由上式求得
2 计算方法及步骤
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桩的最小人土深度: 6QB (2) ,xt=y+x (3) ,,,0(KK12pia
如桩端为一般的土质条件，应乘以系数
1.1,1.2 ，即 多层支撑点布置见图2
t= (1.1,1.2)t 0
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 。
6fw3, (4) h,Ka2
式中，f——钢板桩抗弯强度设计值;
W——截面抗弯模量;
、K——同前 ,a2
b.根据表1确定各支撑跨度。 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:
1 (5) qKHhh,，,()kakk21，2
式中，q——第k层围凛承受的荷载; k
H—―围檩至墙顶的距离;
——相临两跨度值。 hh，kk，12.2 支撑系统内力计算
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撑杆按偏心受压构件计算其内力即可，抗倾覆稳定性又称踢脚稳定性，是验算作用力为: 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: 1 (6) Rqll,，()k122MRCK, (8) QM式中，——相临两支撑间距。 ll、OC12
2.3 稳定性验算 式中，——抗倾覆安全系数，根据基坑KQ
支护体系的稳定性验算是基坑工程设重要性取值; 计计算的重要环节，主要包括整体稳定性分——抗倾覆力矩，取开挖面以下 MRC
析、抗倾覆或踢脚稳定性分析、基底抗隆起钢板桩内侧人土深度范围内 稳定分析和抗管涌验算等。 的土压力，对最下一道支撑
(1)整体稳定性分析。 点的力矩;
整体稳定性验算一般采用土层的圆弧——倾覆力矩，取最下一道支撑 MRC滑动面计算，不同于边坡验算的是，由于受
点以下钢板桩外侧人土压力支 支撑或锚杆的影响，圆心位于坑壁面上方，
撑点的力矩。 靠坑内侧附近。考虑支撑作用时，可不进行
(3)基底抗隆起稳定性分析。 整体稳定性验算，当无支撑或者不考虑支撑
基底抗隆起稳定性验算的方法较多，本作用时，可通过下式计算:
文仅介绍“同时考虑c、Φ的抗隆起验算法”。 nn
clqbrbhtg，，()cos,,,,iiiiiiiii结构底平面作为求极限承载力的基准(7) ,,11iiK,n面，可由以下公式求抗隆起安全系数: ()sinqbrbh，,,iiiiii,1i,TNcNc，2q式中，c——第i条土的粘聚力; i (9) Ks,()qHt，，,1l——第i条土的圆弧长度; i
式中，，——坑内、外土层的容重加,,12q——第i条土的地面荷载; i
权平均值; ——第i条土的重力密度，水面以下ri
c——桩底处地基土粘聚力; 取浮容重;
——坑外地面荷载; qb——第i条土的宽度; i
H——基坑开挖深度; h——第i条土的高度; i
t——钢板桩入土深度; ——第i条土弧线中心点切线与水,iN、——地基承载力系数; Nqc平线的夹角;
Φ——桩底处地基土内摩擦角 l——第i条土的内摩擦角; i
Ks——抗隆起安全系数，根据基坑重K——抗滑稳定安全系数，依规范及地
要性取值 区经验取值，一般1.1,1.5。
(2)抗倾覆稳定性分析。
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,,,tg2Netg,，(45)q2 (10) (1N,)qN,ctg,
(4)抗管涌验算。
地下水位较高的地区，开挖后会形成水
头差，产生渗流，当渗流力较大时，有可能
3 构件设计 造成底部管涌稳定性破坏，因此，验算管涌
3.1钢板桩设计 稳定性也是十分必要的，可通过下式对其进
计算出最大弯矩M后，可根据下式对max行验算:
钢板桩进行选型: ic (11) K,gMmaxi,,,[]f (13) maxW,式中i——临界水力坡度，i=(ρ-1)/(e+1) cc
2式中，——桩身最大应力(KN/m); ,ρ——坑底土体相对密度; max
e——坑底土体天然孔隙比; M——桩身最大弯矩值(KN.m) max
i——渗流水力坡度，i=h/L; W——钢板桩截面抵抗矩; w
h——坑内外水头差; β——抵抗矩折减系数，对于小企口钢w
L——最短渗流流线长度; 板桩，当设有整体围擦和冠梁K——抗渗流安全系数，一般取1.5,时，β取1. 0;不设冠梁或围檩g
2.0，砂土、粉土时取大值。 分段设置时，β取0.7。 2.4变形估算 3.2 围檩设计 当基坑附近有建筑物和地下管线线时，围檩示实际情况按连续梁或简支梁计
必须对支护进行变形估算，以确保建筑物及算其最大弯矩M，一般采用工字钢或方钢max
管线的安全，变形包括支护周围土体变形和材料，可根据下式进行选型:
地基回弹变形两部分，对于中小基坑地基回Mmax (14) ,,,[]fmaxW弹变形可不进行估算。
式中各参数意义同前。 基坑周围土体的变形应根据土质、支护
3.3 支撑设计 情况及当地经验采用合适的估算方法，本文
支撑按偏心受压构件计算。偏心弯矩除采用以下公式计算:
竖向荷载产生的弯矩外，还应考虑轴向力对 (12) ,,,khv1
构件初始偏心距的附加弯矩。初始偏心距可式中，k——修正系数，对于钢板桩k,1.0; 11
根据《钢结构设计规范》相关规定计算。同h——基坑开挖深度;
时，考虑到支撑预压力和温度的影响，验算α——地表沉降量与基坑开挖深度之
时轴力宜乘以1.1,1.2的增大系数。构件比(%)，可参照图3查得
型号可根据下式确定:
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孔隙比e:0.89。 MNmax (15) ,,，,[]fmax2AW,。 (4)地面超载q:20.0KN/m式中，N——轴心压力(KN); (5)基坑开挖宽b=6.0m。
2 A——构件毛截面面积(m) (6)拟设置单层支撑，撑杆每隔5m一
——稳定系数，根据《钢结构设计规,道。
5.2 内力计算 范》相关规定取值
(1)作用于板桩上的土压力强度及压 4 构造要求
力分布见图5。 (l)为防止接缝处漏水，在沉桩前应在
锁口处嵌填黄油、沥青或其他密封止水材
料，必要时可在沉桩后坑外注浆防渗或另施
工挡水帷幕。
(2)在基坑转角出的支护钢板桩，应根
据转角的平面形状做成相应的异形转角板
桩，且转角桩和定位桩宜加长lm。
5 工程实例 22。。Ktgtg,,,,,,(45/2)(4520.0/2)0.49a 某市政道路排水管基坑开挖，以桩号k0 22。。Ktgtg,，,,，,(45/2)1.3(4520.0/2)3.26pi
+390处为例，具体工程情况和详细计算过程
板桩外侧均布荷载换算填土高度h, 0如下。基坑开挖示意图如图4所示。
h=q/r=20.0/20=1.0m。 0
(2)根据式(1):
,KH200.49(1.04.350.9)，，，，2ay,,KK,，,，20.03.2620.00.49,,1pi2a
,1.106m
(3)按简支梁计算上部钢板桩，其受
力简图如图6所示。
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