一、概况
1、宁芜线青弋江特大桥13#-17#墩、21#-22#墩、46#墩、55#-57#墩、60#墩-64#墩设计采用8根υ100cm钻孔桩，南京台、65#台设计采用12根υ100cm钻孔桩，43#墩采用设计11根υ100cm钻孔桩，成桩后用钢板桩围堰施工承台。 2.设计参数
（1）地下水位取+5.708m。
（2）承台顶标高+7.208m、承台底标高+5.208m、承台尺寸为10.08x4.8x2.0m。
（3）钢板桩围堰内部平面尺寸为12.06x0.68m2，围堰顶标高+8.71m、底标高-0.29m。
土
=18.6KN/m3、内摩擦角Ψ=16.49º、粘聚力c＝13.61KPa，因为粉质粘土的液性指数为0.61介于0和1之
间，所以水位以下的该土层按不
利状态考虑受到水的浮力作用。其下为粉砂比重γ
土
=18.7KN/m3，粉砂的内摩擦角Ψ=28～36º，但是含水饱和的细砂很容易失去稳定，因此考虑内摩擦角Ψ取24º。
（5）距板桩围堰外1.5m均布荷载按30KN/m2考虑，围堰内基坑浇注15cm厚砼垫层，35cm 厚碎石垫层。 （6）拟采用拉森IV型钢板桩 W=2037cm3、[σ]=180MPa、L=9m。
岩土工程参数建议值
时代成因地层
编号
岩土
名称
岩土
状态
层厚
(m)
岩土
施工
工程
分级
岩土力学参数的建议取值
内摩擦
角Ф
(度)
凝聚力
C微服务开发
(kPa)
压缩
模量
Es
(MPa)
饱和
抗压
强度
(MPa)
基本承
载力
(kPa)
Q
4
ml(0) 人工填土0.6 Ⅰ
Q 4al(1) 粉质黏土
硬塑（可
塑）
1.5 Ⅱ17.75 15.16 8.15 120
Q
4
al(1)2 粉土饱和10.11 Ⅱ30.64 11.86 4.88 180
Q 4al(2) 粉质黏土
硬塑（可
塑）
8.19 Ⅲ17.56 16.81 7.65 200
Q
3
al(2)1 粉质黏土软塑12.7 Ⅱ14.13 11.53 5.22 150
Q
3
al(3)1 含砾粉质黏土硬塑 5.6 Ⅲ220
Q
3
al(3)2 （粗）圆砾土饱和Ⅲ400
K
2
p (4)1 泥质砂岩全风化Ⅲ15 200
K
2
p (4)2 泥质砂岩强风化Ⅳ300
时代成因地层
编号
岩土
名称
岩土
状态
层厚
(m)
岩土
施工
工程
分级
岩土力学参数的建议取值
内摩擦
角Ф
(度)
凝聚力
C
(kPa)
压缩
模量
Es
(MPa)
饱和
抗压
强度
(MPa)
基本承
载力
(kPa)
K
2
p (4)3 泥质砂岩弱风化Ⅳ450
二、钢板桩设计方案
1、计算板桩入土深度：
作用在钢板桩上的土压力强度及压力分布
粉质粘土：
由内摩擦角Ψ=17.75º得，m=tg(45-Ψ/2)=0.730，m2=0.533。各点的主动土压力如下：
P
a
=(γz+q)m2-2cm=30×0.533-2×15.16×0.730=-6.14KN/m2
P
b
=(γz+q)m2-2cm=(18.6×0.5+30)×0.533-2×15.16×0.730=-1.19KN/m2
P
c
=(γz+q)m2-2cm=(18.6×2+30)×0.533-2×15.16×0.730=13.68KN/m2
网络流量监测
非pvc软袋P
d
=(γz+q)m2-2cm=(18.6×2+8.6×1.5+30)×0.533-2×15.16×0.730=20.56KN/m2
P
船用卫星电视天线e
=(γz+q)m2-2cm=(18.6×2+8.6×5.0+30)×0.533-2×
15.16×0.730=36.60KN/m2
水压力（基坑开挖后）：
P
水=γ
水
×h
水
=10×1.5=15KN/m2
由上图中f点的土压力Ff=0可得:
γKKp×y=γKa(H+y)
氯仿沸点Kp——被动土压力系数
K——被动土压力系数修正值
由《简明施工计算手册》知k＝1.70
γ——土的重度
8.6× 1.7×2.371× 1.5+8.7× 1.7× 2.371×
(y-1.5)=(18.6×2+8.6×5+8.7×（y-1.5）+30) ×0.422+15
解得y=1.80m
把af梁段看成钢板桩一等值简支梁根据∑Mb=0得
1/2×65×1.5×（2/3×1.5+1）＋58×1.5×（1/2×1.5＋1.5+1）＋1/2×（65-58）×
1.5×（1/3×1.5＋1.5＋1）＋1/2×53.09×1.06×（1/3×1.06+1.5+1.5+1）－Rg ×（2+1.5+1.5+1）=0
g 点的反力Rg=86.4KN
X 可根据Rg 和板桩前被动土压力对板桩底端的力矩相等，即∑Mf=0求得 Rg ＝x 2γ（kk p -K a ）/6
X=）（ka kkp Rg -γ/6＝()422.0371.27.17.8/4.866-⨯⨯⨯＝4.07m 得钢板桩最小入土深度t 0=x+y=1.5+4.07=5.57m ，安全系数取1.1得 钢板桩实际入土深度t=1.1 t 0=1.1×5.57=6.2m 。
钢板桩总长度L=6.2+1.5+0.5=8.2m ，选用钢板桩长度9m 。 坑底涌砂检算
水头差(水位至垫层混凝土底)h ’=1.5m
选用9.0m 钢板桩时的入土深度t ＝4.15m 、水位到钢板桩底高h 1=1.5+4.15＝5.65m 根据不发生管涌条件：K=γ’(h 1+t)/ h ’ γ水≥2.0
K=(18.7-10)×(5.65+4.15)/(1.5×10)=5.68≥2.0，钢板桩不会发生管涌现象。 坑底渗水量计算
根据《桥涵》书中含水层为匀质土，且基坑具有不漏水的板桩围堰渗水量公式：Q ＝KsUq 式中：s －地下水面至基坑底面距离，此处为1.5m ； U －围堰周长，此处为（12.06+6.8）×2＝37.72m ；
q －单位渗水量，根据设计资料查《桥涵》书得0.18m 3/h ； K －渗透系数根据设计资料查《桥涵》书取0.1m/d ； 则Q ＝（0.1/24）×1.5×37.72×0.18＝0.04m 3/h 。
考虑地表水的影响，为达到较好的承台施工，在承台外侧与钢板桩之间设置汇水井集中抽水。
2、钢板桩强度检算：
承台顶面标高+7.208m ，底标高+5.208m 。坑沿活载q=30KPa，围堰采用拉森IV 型钢板桩W=2037cm 3、[σ]=180MPa 、[τ]=120 MPa ，钢板桩长度为9m 。
工况：围堰基坑开挖到砼垫层底标高+5.058m 处，按钢板桩等值梁法则受力荷载如下：
弯矩图：
剪力图：
反力图：
结果：根据Midas求得：Mmax=155.8KN.m；Qmax =84.7KN
σ= Mmax/W=155.8×1000/2037=76.5MPa＜[σ]=180MPa（按桥涵规定，容许应力可提高）τ=Q×Sx/I x×1.15=84.7×836.4/32241.5×1.15=19.1MPa＜[τ]=120MPa
支撑处的反力R1＝36.7KN/m R2＝84.7KN/m。
采用拉森IV型钢板桩是安全的
支撑处的最大反力R＝36.7KN/m
三、内支撑设计方案及计算以均布荷载q＝36.7×1.2=44KN/m，平面布置如下：
电价查询取内支撑作研究对象受力图如下：
弯矩图：
剪力图：
反力图：
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