拉森钢板桩设计计算书.docx
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拉森钢板桩设计计算书
拉森钢板桩设讣计算书
（1）钢板桩的设置位置要符合设讣要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
（2）基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。
各周边尺寸尽量符合板桩模数。
（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。
2工艺流程
根据施工图及高程放设沉桩定位线一引孔的施工一沉桩位置沟槽开挖1m深一根据定位线设置沉桩导梁一整修、平整施工机械行走道路一钢板桩插入和预打一静圧钢板桩一静圧机行走路线处沟槽的平整一钢管桩的静压施工-挖除地表面1.0m片土及放坡一开挖至第一道用標位置一设置圉標及支撑一开挖至笫二道围標位置-设置圉擦及支撑一上方开挖一割除并吊出上部的钢管桩（可根据钢管桩每节的长短进行工序的调整）一施工桥台至第二道支撑下0.5m处一填土及拆除笫二道围標及支撑一施丄桥台至笫一道支撑下0.5m处”填土及拆除第一道围楝及支撑一主体结构施工完成一回填土一拔除钢板桩一在桩的缝隙处用细砂回填密实
在施工过程中采用集水明排方式排出坑底汇水。
3操作工艺
（1）打桩机械
主机釆用静压机，噪音及振动较小。
圉標、支撑、板桩吊装采用25t汽车吊。
板桩围堰施工采用测量定位、屏风式打入的施工方法。
（2）钢板桩的检验及矫正
对进场的钢板桩按出厂标准进行检验，应对外观质量进行检验，包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设讣要求，有无表面缺陷，端头矩形比，垂直度和锁口形状等。
验收标准：
①舟度允许偏差±8mm；②宽度绝对偏差+10mm；③弯曲和挠度用2m长锁口樺板顺利通过全长挠度＜1%：
④桩端平面应平整：
⑤钢板背面及锁口应光滑无阻。
使用千斤顶、大锤和氧气、乙烘等工具材料完成包括端部修整、桩体矫曲、扭曲及局部变形矫正、锁口变形矫正。
锁口检查的方法：
用一块氏2〜3m的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。
检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。
对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。
对于锁口已打坏且无法修正的、桩身扭曲变形的应弃之不用。
为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。
同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。
需要进行宽度检查，方法是：
对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，侮片相邻数差值以小于1为宜。
对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。
对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。
锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。
每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黃油：
干膨润土：
干锯末=5：
5：
3。
（3）钢板桩吊运
装卸钢板桩宜采用两点吊。
吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。
吊运方式有成捆起吊和单根起吊。
成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。
（4）钢板桩堆放
钢板桩堆放的地点，要选择在不会因爪重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。
堆放时应注意：
1堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；
2钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。
（5）拉森桩的打设和拔桩
1）打设前的准备工作
①测量放线、场地平整、挖槽
根据平面布置图测量放线，并将轴线延至施工场外以利于观测和检验。
打桩前先将施工影响区域内的朵物和荷载清除干净，按设计钢板桩位置向外移动10cm定出施打钢板桩轴线，在钢板桩轴线处开挖80cm宽1.0m深的沟槽。
②导梁支架安装
在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架，亦称“施工圉標”。
为保护钢板桩垂直打入后板桩墙面平直，打设方法选用屏风法施工。
导向架采用单层双面形式，通常山导梁和用標桩等组成，用標桩的间距一般为2.5〜3・5m,双面用楝之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8〜15mm。
导梁采用支护结构中使用的围標，每10—20块钢板桩组成一个施工段，对每一个施工段，先将其两端1—2块钢板桩打入，严格控制其垂直度,用电焊固定在导梁上，然后从一端开始逐块插打，为防止打入时钢板桩扭转，造成钢板桩前的锁口，或者在钢板桩与导梁之间的两边空隙内设一只定樺滑轮支架，阻止板桩下沉中的转动。
安装导梁支架时应注意以下儿点：
采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置；导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效；导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形；导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。
2）钢板桩打设
采用屏风式打入法施工，该方法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。
用打桩机将钢板桩放至插桩位置，插桩时锁口对准。
每一流水段落的第一块钢板作为定位桩，应先沿钢板桩的行进方向反向倾斜8度左右，再把桩沉至离地面0.5米左右停止。
（防止施丄打笫二根桩时因磨擦过剧而把笫一根桩带入土中）。
然后吊第二根、第三根逐步插打。
为防止打桩时把相邻的已打至标高的桩因摩擦作用而带入土中，要求每打好一根桩就要在顶部用电焊与相邻的桩固定，连接成一片，加大抗摩擦力。
为保证桩的垂直度，钢板桩应测导向圉楝施工打，用两台全站仪加以控制，为防止锁口中心线位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移，同时在用標上预先标出每块钢板桩位置，以便随时检查纠正。
打桩开始第一、二块钢板桩的打设位置和方向要精确，使起导向样板的作用，故每入土1米测量一次。
在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过1.5%,出现倾斜和锁口结合部有空隙，可用轴线修正法修正，如发现过大倾斜时，要用钢丝绳拉住桩身，边拉边打逐步纠正。
半偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔出重打。
钢板桩桩位允许偏差：
垂直围標中心线，允许偏差100+0.01H（mm）；沿圉標中心线，允许偏差150+0・01H（mm）。
其中H为原地面标高与桩顶标高的距离。
3）土方开挖
1土方开挖应分层分区连续施工，并对称开挖。
2上方开挖时同时进行集水明排水，保证基坑内无水，便于挖土，机械进出口通道及四周采用换填并铺垫钢板以扩散压力，减小侧压力。
3基坑周边（约一倍桩长）范围内严禁堆载。
4地面及坑内设排水措施。
5开挖过程中注意支护体系的变形观察。
6基坑内作业时，有专职安全员负责。
在基坑开挖过程中需要注意的问题：
挖土和支撑的架设施丄过程必须紧密配合，挖土过程要保证安全的前提下，迅速为支撑施匸创造工作面，支撑结构必须能较快地产生整体刚度或预紧力，两者配合就能有效地控制用护体系在受力后的变形。
施工中切不可超挖和不及时施加支撑，土方施丄要求分层均匀高效，以使支护结构处于正常的受力状态。
4）圉標及支撑安装
钢板桩施打就位后进行土方开挖，土方开挖至型钢支撑下1・0米处时，进行圉楝、支撑施工。
圉標及支撑根据设讣位置在钢板桩内壁上焊圉標托架（即牛腿，间距3米左右）
5）钢板桩的拔除
第一章“安全保护措施
（1）一般规定
进入现场必须佩戴安全帽，不准穿拖鞋、舟跟鞋、裙子，不得赤膊作业，不准吸烟。
高空作业必须系好安全带，穿防滑鞋。
施工时不得嘻戏、打闹。
我们在本工程所应用的所有临时供电、安全防护材料，均将符合国家、地方规定，优先使用指定产品和推荐产品。
对所使用产品将根据有关规定进行检验，并保留各种检验证明。
安全防护设施的验收应按类别逐项查验，并做出验收记录。
凡不符合规定者,修整合格后再行查验。
施工工期内还应定期进行抽查。
（2）施工机械管理
现场施工机械山我公司负责安装、调试、维修、保养、拆除，项LI经理部设机械设备部负责管理，包括对机械设备的日常检查、使用状态检查。
所有大型机械建立管理档案，包括安装与拆除方案、管理台帐、机械安全使用技术交底、机械运转记录、机械维修保养记录、班前检查记录、交接班记录等，所有记录均要如实填写，交底记录必须要本人签名。
严禁拆除机械设备上的自动控制机构、力矩限位器等安全装置，及监测、指示、仪表、警报器等自动报警、信号装置。
新购或经过大修、改装和拆卸后重新安装的机械设备，必须按原厂说明书的要求进行测试和试运转。
处在运行和运转中的机械严禁对其进行维修、保养或调整等作业，其调试和故障的排除应山专业人员负责进行。
机械设备的操作人员必须身体健康，并经过专业培训考试合格，在取得有关部门颁发的操作证或驾驶执照、司炉证、特殊工种操作证后，方可独立操作。
在有碍机械安全和人身健康场所作业时，机械设备应采取相应的安全描施。
操作人员必须配备适用的安全防护用品，并严格贯彻执行《中华人民共和国环境保护法（试行）》。
项U经理部要为机械作业提供道路、水电、临时机棚或停机场地等必须的条件，并消除对机械作业有妨碍或不安全的因素；夜间作业设置有充足的照明。
（3）其他小型机械安全使用注意事项
潜水泵放入水中，或提出水面，应先切断电源，严禁拉拽电缆或出水管。
混凝土振捣器作业转移时，电动机的导线应保持有足够的长度和松度。
严禁用电源线拖拉振捣器。
混凝土振捣器操作人员必须穿戴绝缘胶鞋和绝缘手套。
钢筋冷拉机场地在两端地锚外侧设置警戒区，装设防护栏杆及警告标志。
严禁无关人员在此停留，操作人员在作业时必须离开至少2m以外。
木工机械工作场所配备齐全可靠的消防器材。
严禁在工作场所吸烟和有其他明火，并不得存放油、棉纱等易燃品。
木工带锯机作业中，操作人员应站在带锯机的两侧
附：
计算书
1、使用理正深基坑6・0软件进行土压力的计算
山《深基坑工程设计施工手册》117页可知：
采用天然地基或经浅层处理的地基上的建（构）筑物，设计中必须予以考虑。
对于天然地基上的建（构）筑物，一般常在3・5层以下，讣算时可不论其基础型式，均可简化为均布荷载，而且为简化讣算，还可视为作用在地面上的荷载。
这样，荷载在墙后地基中的传播汁算方法，可以按上述的地面临时荷载进行讣算。
一般建筑物的荷载可按层数汁算，每层取12・13kN/n?
。
四层房屋（考虑到地下室的因素，按照五层房屋进行汁算）在基底产生的应力值为：
5X12=60kN/m2=60.0kPa；
［支护方案］
连续墙支护
单他n
［基本信息］
内力计算方法
增量法
规范匕规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
级
基坑侧壁巫要性系数
TO
1.10
基坑深度H（m）
7.400
嵌固深度（m）
6.600
墙顶标ioj（m）
0.000
连续墙类型
钢板桩
卜每延米板桩截面
面积A（cm2）
485.00
卜每延米板桩壁惯
性矩I（cm4）
77200.00
1-每延米板桩抗弯
模量W（cm3}
4540.00
有无冠梁
无
放坡级数
1
超载个数
2
支护结构上的水平集
0
中力
［放坡信息］
坡号
台宽（mi
坡高（m）
坡度系数
1
2.000
1.000
1.000
［超载信息］
超载序号
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
（mJ
（kPa,kN/m）
{m}
（m]
im）
1
20.000
1.000
15.000
0.000
二
二
2
60.000
3.600
10.000
乙600
二
-
［附加水平力信息］
水平
作用类
水平力
作用深
是否参
是否参
力
型
值
度
与
与
序号
（kN）
im）
倾覆稳
整体稳
定
定
［土层信息］
土层数
4
坑内加固土
查
内侧降水最终深度（m）
7.500
外侧水位深度（m）
L7Q0
内侧水位是否随开挖过程变化
星
内侧水位距开挖面距离（El
0,000
弹性计•算方法按土层指定
弹性法计算方法
m法
［土层参数］
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kN/m?
）
（kPa）
（度）
1
录填土
3.00
1&0
&0
5.00
10.00
2
圆砥
5,50
19.0
L0
0.00
30.00
3
中砂
3.70
19.0
7.0
■■■
■■■
4
粘性土
3.40
19.3
8.0
■■■
■■■
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
汁算方
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力（kPa）
水下（kPa）
水下（度1
迭
（kPa）
1
20.0
27.00
14.60
合算
m法
1.50
■■■
2
20.0
15.00
11.00
合算
m法
2.82
二
3
55.0
15.00
9.60
合算
m法
2.38
二
4
40.0
22.00
12.60
分算
m法
4.12
二
［支锚信息］
支锚道数2
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
（m）
（m）
（m）
长度（nril
1
内撑
1.000
1.500
二
二
■■■
2
内撑
仁000
3.000
二
二
■■■
支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
锚固力
材料抗力
材料抗力
道号
（kN）
（MN/mj
直径（mrri）
号
调整系数
（kN）
调整系数
1
0.00
21.29
二
2〜
二
2000.00
1.00
2
0.00
21.29
二
二
2000.00
1.00
［上汗力模型及系数调整］
弹性法土压力模型：
经典法土压力模型:
层号
土类名称
水土
水压力调整系数
主动土压力调整系数
被动土压力调整系数
被动土压力
最大值（kPa）
1
杂填土
合算
1.000
1.000
1.800
10000.000
2
圆砾
合算
1.000
1.000
1.800
10000.000
3
中砂
合算
1.000
1.000
1.800
10000.000
4
粘性土
分算
1.000
1.000
1.800
10000.000
［工况信息］
工况号
工况类型
（m）
支锚道号
1
开挖
2.500
■■■
2
加撑
■■■
1•内撑
3
开挖
5.500
■■■
4
加撑
■■■
2•内撑
5
开挖
7.400
■■■
［设讣结果］
［结构计算］各工况:
141—n（?
.50n）
——（14.56）
<-431.54>—（]456）
（时3・96〉——⑵・67）
（0肌〉™（7.9D
（T4.64K16.17〉
（-7.09）■一（0.0D>
工爲3—n（5・5O）
工爲5—n（7.4On）
内力包络图:
械加KN〉•佟枫仲）f^-（KN-n）就（KN）
2、拉森钢板桩型号的选择与验算
山上节弯矩图可见钢板桩桩身最大弯矩标准值为Mmax=346.62kN-mo
选取SP・IV型号的拉森钢板桩，每延米W=2270cm3oill《钢结构设计规范》
3.4.1条知钢板桩的强度设计值为215N/mm2,安全系数取2。
由于地下水较丰富,所以采用双层拉森钢板桩，每延米W=4540cm3o考虑两层钢板桩的折减系数为
0.8。
则桩身最大应力为：
由于76.35MPa<215X0.5X0.8=86MPa,所以满足要求!
拉森钢板桩技术参数表
型号
Type
尺寸规格
Dimensions
讯根钢板桩
Perplie
虹根每米壁宽
Per1mofpilewallwidth
宽度
/w
mm
商度
/h
mm
厚度/tmm
截面积
cm2
理论重量
Kg/m
惯性矩
cm4
截面模数
cm3
截面枳
cm2/m
理论重
Kg/m2
惯性矩
cm4/m
截面模数
cm4/m
SP-II
400
100
10.5
61.18
48
1240
152
153
120
8740
874
SP-III
400
125
13
76.42
60
2220
223
191
150
16800
1340
SP-IV
400
170
15.5
96.99
76.1
4670
362
242.5
190
38600
2270
SP-Vl
500
200
24.3
133.8
105
7960
520
267.6
210
6300
3150
SP-VIl
500
225
27.6
153
120
11400
680
306
240
8600
3820
SP-IIW
600
130
10.3
7&7
61.8
2110
203
131.2
103
13000
1000
SP-IIlw
600
180
13.4
103.9
81.6
5220
376
173.2
136
32400
1800
SP-1VW
600
210
18
135.3
106
8630
539
225.5
177
56700
2700
3、钢支撐及围標内力的计算
第一道钢支撑及圉標采用单层形式，第二道钢支撑及圉標均釆用双拼形式。
对钢支撑进行平面布置，布置时考虑到钢管桩的操作空间。
见下图：
L19401
.2170LL
3500
L2900L
3500
L1450L1840
L1640L
\520
钢支撑平面布置图
利用结构力学求解器求解钢支撑及围樟的内力。
74.0874.0274.0874.0274.08^402^40274.0874.08
计算简图（m、kN/m）
-li
-36.18
総36
17.^4-73.44
10.8
.94
Aoysywe.^s
■41.63
-2
XLLU^
-73.44
37
33純
5.59
-37.35
■36.1呂
i
^tHTTk
237
^TTTTx
X73.44
108翻
-37.35
11
94
6
‘63
M图（kN•m）
-4.27
11.11W.57
99.24
100.
123.00—tTT
務1.47
J64•分r
148.16
-14816^rf
164.85
as
3毋06
4.
1.
1.1218.57
-99.24-100
1648了"汀
-148.16
V图（kN）
148.16^rT
-164.85
.5711.12
0603.67
1
-123.00-7687
.27
-21
33-2
-
-12
rTTdllllllllllI
-314.92
-12
22.
74.39
45
-2
30
-314.92
-314.92
4.9
24
-
■110.92畀』|站
-317.52
24.
.87
-162.
■317093.5歹I。
，
9808
宜a2
210
111
N图（kN）
4、水平对撑及水平斜撑的验算
山于计算方法釆用的是极限平衡方法，所以要将支撑反力增加85%,故水平对撑承受的最大轴力设计值为：
N=1.85x1.2x238.98=530.54kNo
设计时应该考虑支撑自重及在支撑中心作用10kN的竖向偶然荷载（偶然荷载可按照突加荷载计算，弯矩放大系数取2）；荷载分项系数：
钢材自重=1.4,活载=1.6：
有效长度系数=1.0o计算长度取l=7.76m,选择莱钢生产的Q235国标H型钢400X400X13X21mm,A=219.5cm2,g=172kg/m,Wx=3340cm3,Wy=1120cm3,ix=17.5cm,iy=10.1cm,[f]=205MPa。
Ay=l/iy=76.83,查表得（p=0.71o
水平对撑按偏心受压构件计算。
杆件弯矩除山竖向荷载产生的弯矩外，尚应考虑轴向力对杆件的附加弯矩，附加弯矩可按轴向力乘以初始偏心距确定。
偏心距按实际情况确定，且对钢支撑不小于40mm,一般取10%截面深度（且不宜小于支撑计算长度的1/1000），此处取40mmo
由以上可知：
水平对撑跨中弯矩最大
My=530.54X0.04+1.6X5X3.88X2+1.4X1/8X1.72X7.762=101.43kN・m
验算弯矩作用平面内的稳定性：
N|卩4—
0"人,巴.（1_0.8学）
%
N——所讣算构件段范围内的轴心压力，N=530.54kN；
“共粉2匸人〃「八3.142x2.06x105x219500aqaaa.NT
Ne、・参数，N卜、=-EA/（1」几：
）=；=68660kN:
1.1x76.83"
My——所计算构件段范围内的最大弯矩，My=101.43kN・m：
yy——与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于H型截面Yy=1.2；
Wy——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量，Wy=1120cm3；
Bmy——等效弯矩系数，有端弯矩和横向荷载同时作用时，使构件产生同向考虑到双拼支撑的下道支撑承受的力较大，故考虑20%的放大系数。
由于110.0X1.2=132.0N/mm2<205N/mm?
故满足要求！
水平斜撑与水平对撑釆用同一种截面形式，斜撑的力较小，故不必重复计算!
5、型钢围標的验算
莱钢生产的0235国标H型钢400X400X13X21mm,A=219.5cm2,g=172kg/m,Wx=3340cm3,Wy=1120cm3,ix=17.5cm,iy
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