从以上计算可知，当支撑间距为4.5米时，工字钢围檩可以满足要求。
考虑到影响土体侧压力的因素很多，为了确保整个支撑体系的稳定、安全，现场应配备足够的Φ377钢管和40#工字钢，以便对可能发生的支撑体系变形进行加固。
所有钢结构焊缝均应满焊，焊缝厚度应符合钢结构规范的要求。
4.5钢板桩变形验算
按图A计算简图计算，1、2两点间钢板桩所受弯矩最大，因此只计算该跨的钢板桩最大变形量，按梯形荷载一端固定、一端简支计算，参照《建筑结构静力计算手册》P.161，其计算公式为：
fx=l3x[5q1（1-3ξ2+2ξ3）+2q0（1-2ξ2+ξ4）]/240EI
上式中：
l——3.0m；
q1——e1+qKa=23.912KN/m；
q0——e2-e1=26.46KN/m；
ξ——x/l；1点处ξ1=0，跨中ξ0=0.5；
E——钢板桩弹性模量=206×103Mpa=206×102KN/cm2；
I——钢板桩截面惯性矩=31.95cm4/m；
X——1点距变形计算点的距离。
1点处X1=0，跨中X0=1.5m。
①1点处钢板桩位移：
f1=l3X1[5q1+2q0]/240EI=0
②跨中B点处钢板桩位移：
f0=l3X0[5q1（1-3ξ2+2ξ3）+2q0（1-2ξ2+ξ4）]/240EI
f0=0.08cm
以上计算所得数值满足三级基坑围护结构位移值的要求，该变形量不会造成基坑周边土体的扰动，因此围护结构和周边建构筑物是安全的。
4.6坑底土抗隆起验算
由于基坑下部为深厚软土层，因此需验算坑底软土的承载力。
如图C所示，采用此滑动模型进行验算。
先以O为圆心，以OB为半径作圆，交坑底水平线于E、F。
再由E作垂直线交地面线于D。
设想滑动面为DEBF。
并设地面有临时荷载q=20KN/m2。
取C1=C2=8Kpa。
（不计算基坑内土的抗滑作用）
此时抗滑力矩=C1HOB+（1/2）C2πOB2
滑动力矩=（1/2）（q+γH）OB
取抗滑系数K=1.5
则2[C1HOB+（1/2）C2πOB2]/（q+γH）OB≥1.5
计算出OB=3.95m，实际取1.2*OB=4.7m，这样偏于安全。
因此钢板桩理论计算长度为0.4+6.3+4.7=11.4m，而本工程钢板桩的实际总长度为12m，此时坑底土不会出现隆起现象。
F
A
O
B
E
D
γH
q
C2
C2
C1
图C
多项施工实例阐明了拉森桩在围护措施上所显示的作用，大力推广拉森桩在特殊土层条件的运用，勇与创新，大胆尝试，敢于充当做第一个吃螃蟹的人,展望未来数年拉森桩在我国将产生一次大的飞跃。
钢板桩施工方案
一、工程概况:
宁波市综合办案楼改建工程消防水池及水泵房位于底层U∽H轴×1∽4轴间,其平面尺寸为10.2M*15.0M,消防水池及水泵房承台底挖土深度为3.5M,其北侧2.5M处为2层临时宿舍楼,东侧2M处为2层原有砖混结构办公楼。
其周围的堆载较大,挖土深度又较深,考虑到工期及成本,拟采用钢板桩支护方案。
二、钢板桩围护的设计
消防水池基坑设计土方挖深为-3.5米,基坑北侧为临时宿舍,东临建筑物,为保证安全施工及周边建筑物不受影响,基坑北侧与东侧采用钢板桩围护,设计选用8米长拉森Ⅲ型（60Kg/m）钢板桩,基坑挖深为3米左右,钢板桩入土深度取5米长。
2.1、防倾覆计算（如图一示）
根据工程勘察报告,钢板桩所处土层为淤泥质粘土,土的重度γ=17.6内摩擦角р=8.4°,粘聚力с=10.5
①主动土压力Ea
Ea=1/2γ（H+t）2tg2（45°-р/2）-2·C·（H+t）·tg（45°-р/2）+2C2/γ=1/2*17.6*（13+5）2tg240°.8-2*10.5*（3+5）*tg240°.8+（2*10.52/17.6）=287.15KN
h1=1/3*[H+t-2C/γ·tg40°.8]=1/3*（3+5-2*10.5/17.6*tg40°.8）=2.206m
②被动土压力Ep
Ep=1/2γt2tg2（45°+р/2）+2C·t·tg（45°+р/2）
=1/2*17.6*52*tg249.2+2*10.5*5*tg49.2=416.92KN
h2=t/3·（t·γtg°49.2+6C）/（t·γtg°49.2+4C）
=5/3*（5*17.6*tg°49.2+6*10.5）/（5*17.6*tg°49.2+4*10.5）=1.91M
③主动土压力Ea对e点的力矩m1
m1=Eah1=287.15*2.206=633.45KN·m
④被动土压力Ep对e点的力矩m2
m2=Eph2=416.92*1.91=796.32KN·m
⑤防倾覆安全系数m2/m1=796.32/633.45=1.26<2故不符安全要求。
2.2、内力计算拉森Ⅲ号钢板桩W=1600CM3
最大弯矩MC=m2-m1=796.32-633.45=162.87KN·m
f=（162.87*103*0.74）/（1600*10-6）=75.33mpa<1/2[f]
=100mpa故内力计算符合要求
综上所述采用单排钢板桩围护不符合防倾覆安全要求,所以本基坑围护须采用双排钢板桩,其布置图如附图二所示。
2.3、降水、排水措施
因施工现场西侧临河,根据地质勘察报告显示,地下水位高度约0.6M,水源较高且水源丰富,施工期间必须考虑降水、排水措施。
在基坑的北侧及东侧设降水井,作法如下:
用φ600的钻孔桩机钻成φ600的孔,深10M,用8φ12,φ6@200的骨架外包钢板网做成护笼,放入φ600孔内以防止土方塌方便于水泵抽水。
施工期间用水泵通过降水井不停降水。
同时土方 房地产E网开挖好后在基坑内四周设排水沟,并在四角设集水井,做好有组织的排水。
2.4两排钢板桩间距设定为800,为了提高钢板桩支护的安全性,前排钢板桩上口用钢板梁全部连接起来,再用钢丝绳固定于地描上。
2.5支护结构监测
1、深层土体位移观测:
在钢板桩围护结构的北侧和东侧设置深层土体位移观测孔,设观测孔2个,埋深12米。
2、水平位移观测:
在钢板桩支护结构梁、邻近原有两层建筑物及临时宿舍上设水平位移观测点;
2、沉降观测:
在钢板桩支护结构梁、基坑内外土体、邻近原有两层建筑物及临时宿舍上设沉降观测点;
4、基坑支护结构变形报警值:
深层土体位移50MM,支护梁水平位移30MM,基坑四周外侧土体沉降20MM。
三、钢板桩支护开槽施工
3.1、钢板桩支护开挖施工工艺流程:
打钢板桩→挖土→基础砼浇注→墙板及顶板砼浇注→模板拆除→防水施工→土方回填
3.2、钢板桩施工要点
①、根据基坑边线,先开挖钢板桩槽,宽度为0.80m,深度0.50m左右。
采用长臂液压挖掘机施打,为保证钢板桩的打入质量,采用夹板定位的
根据《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审核办法》的规定，上海市浦东铁路金汇港大桥深基坑围堰工程，必须编制专项施工方案且通过专家论证。
为了编制安全可靠、经济合理的优化方案，我们以深埋板桩和围檩计算为主，进行了深基坑围檩支护计算。
在此基础上，我们结合本公司施工的南京雍六高速公路马汊河大桥、南京马汊河葛新桥，山东枣庄市运河特大桥深水基坑围堰支护的经验，针对上海地区淤泥粉质软土的特点，编制了上海市浦东铁路金汇港大桥深基坑围堰支护加固安全专项施工方案，一次通过了专家评审，并在实施中确保了工程安全、质量和工期。
本文就深基坑围堰的计算成果作简要介绍。
一、 工程概况
1.工程概况
浦东铁路金汇港特大桥河道宽95m，主跨65.1m，主跨桥墩位于金汇港河内，两桥墩中心距离岸边约15.0m，桥墩基础为双排钻孔桩，每个墩桩基为8根，共16根桩（钻孔桩直径1.25m、桩长56.0m）。
承台底标高为-3.90m，承台顶标高为-1.2m。
水深约3.5m，河流测时水位2.68m，最高通航水位3.0m,百年一遇水位3.77m。
本工程水文地质如下：
河床下为③-1层，淤泥粉质黏土，γ=17.8kn/m3 ，θ=18°，厚3-4m；④层:
淤泥粉质黏土，γ=17.1kn/ m3 θ=10.1°；素填土γ=19kn/ m3 ，θ=19°；
2.基坑围护方案选择
根据本工程地基土质差，地下水位高等不利因素，决定采用拉森钢板桩支护。
钢板桩具有重量轻、强度高、锁口紧密、重复使用、施工方便、施工速度快等优点，同时本单位具有钢板桩深基坑施工方面的相应经验。
施工流程:
打拉森钢板桩围堰→钻孔桩施工平台→钻孔桩施工→抽水→高压水枪清淤（人工挖土）→施工承台、墩身及顶帽→拉森钢板桩拆除 承台围堰根据施工的需要，设计尺寸为17.2×11.7m（见图）。
离岸侧临水，近岸侧为素填土。
二、 多支撑钢板桩计算
支撑层数和间距的布置是钢板桩施工中的重要问题，根据现场的支撑材料和开挖深度（基底至水面7.0m），我们采取在钢板桩内侧加三层围檩并设置支撑，按多支撑进行钢板桩计算，计算时仍采用等值梁法。
围堰采用拉森ⅳ型钢板桩，w=2037cm3，[f]=200mpa。
围堰顶部荷载按70kn/m2计算。
钢板桩拟采用15m（标准尺寸为10、12、15m）。
（1）计算钢板桩承受土压力，绘出土压力分布图 a.γ、θ按16.5m深，加权平均计算 γ=（4.5×19＋4.0×17.8＋8× 17.10）÷16.5=17.79 kn/ ;m3 θ＝（4.5×19＋4×18＋8× 10.1）÷16.5＝14.44。
b.计算土压力系数 kp=tg2（45。
＋14.44。
÷2）=1.66 ka= tg2（45。
-14.44。
÷2）=0.6 c.板桩压力 pa=γh1ka=10.67 kn/m2； pb=γh2ka=44.83 kn/m2； pd=γh3ka=78.99 kn/m2 d. 土压力分布图
（2）计算板桩上土压力等于0的点距挖土面的距离y 设距地面y处板桩前的被动土压力等于板桩后的主动土压力，考虑板桩与土的摩擦作用，对板桩前的土压力乘以修正系数k,查表k=1.378。
γkkpy =γka（h＋y） = pb＋γkay y= pb/[γ×（k×kp- ka）]=78.99/[17.79×（1.378×1.66-0.6）]=2.63 m
（3）多支撑钢板桩土压力简化模型计算 截取ac梁，在c点加自由支承，形成与ad梁上ac段的近似等值梁（如上图），按多跨连续梁用弯距分配法计算（计算简略）。
a、绘制弯矩图 b、计算支座反力 b处支座反力为pb，由∑mc=0得：
pb=28.11 kn c处支座反力为pc，由∑md=0得：
pc=154.74 kn 由∑md=0，取de为隔离体pe*2.63＋45.85-1/2*78.99*2.63*1/3*2.63=0 pe=17.19 kn pd=1/2*78.99*（3.2+3.2+2.63+1.0）-pb-pc-pe=196 kn c多支撑板桩入土深度检算 x= 6pe/[γ×（k×kp-ka）] =1.85m t0=x＋y=4.48 m ；t=1.1×t0=4.93m ；l=h＋t=4.93＋7.4=12.33 钢板桩长度满足要求。
（4）多支撑钢板桩围檩检算 围檩横梁长17.2m，每隔2.90m设一道支撑（见下图），横梁按连续梁用弯距分配法计算，并选择工字钢横截面。
a、计算节点b、c、d、e处弯距分配系数 b点：
sba=3i sbc=4i ∑sb=7i μba=3/7 μbc=4/7 c点：
scb=4i scd=4i ∑sd=8i ;μcb=1/2 μcd=1/2 d点：
sdc=4i sde=4i ∑sd=8i μdc=1/2 μde=1/2 e点：
sef=3i sed=4i ∑se=7i μef=3/7 μed=4/7 b、计算各杆端固端弯距 mfba=1/8ql2=1/8*196.1*2.92=206.15knm mfbc=-1/12ql2=-1/12*196.1*2.92=-137.43knm mfcb=-mfbc=- dc=mfed=-mfde=mfcd=137.43knm mfba=-1/8ql2=-1/8*196.1*2.962=-206.15knm c、弯矩分配计算 d、绘制弯矩图：
跨中弯矩：
mab=1/8ql2-1/2*173.6=119.35 knm mbc=1/8ql2-1/2*（173.6+130.2）=54.25knm mbc=1/8ql2-130.2=75.95 knm c、选择工字钢截面 由上可得横梁所受最大弯距在b处mmax=173.6 knm，采用40c工字钢时：
σmax= mmax/w=173.6*103/（1190*10-6）=146 mpa σmax＜[σ]/k=[σ]/1.5=235 /1.5=157 mpa 采用40c型号的工字钢。
（5）多支撑板桩围檩支撑检算 a、求支座反力 由∑mb=0 na*2.9+173.6-196.1*2.92*1/2=0 na=224.5kn 由∑mc=0 na*2.9*2+nb*2.9+130.2-1/2*196.1*（2*2.9）2=0 nb=643.5kn nc=1/2（196.1*14.5-2*224.5-2*643.5）=553.7kn b、斜支撑的轴力计算 b处斜支撑轴力n= nb /sinα= 643.5/0.63=1021.4kn c处斜支撑轴力n= nc/sinα= 553.7/0.63=878.89kn c、选斜支撑截面 ① b处斜支撑 b处斜支撑长度为：
i＝ 2.342+2.92 =3.73 选用2根[22槽钢，为b类截面，其截面几何性质如下：
ix=2*2570=5140 iy=2.21 cm iy=176 cm4 a=36.246 cm4 iy=2*[176+（7.9-2.21）2*36.246]=2699cm4 最小惯性半径:
iy= 2699/2a =6.1cm 杆件两端焊接,按固定端确定长度系数:
μ=0.5 长细比:
λ=μl1/iy =0.5*373/6.1=30.6 压杆稳定系数查表:
φ=0.932 计算应力:
σ=n/φa=1021.4*103/（0.932*2*36.246*102）=151.2mpa σ＜
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