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津石三合河北建设有限公司

基坑(二)-钢板桩围堰的受力分析

创建时间:2025-11-18 14:46
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钢板桩围堰作为桥梁水下基础施工的核心临时结构,主要作用是挡水、挡土、防渗,为桩基、承台等构件施工创造干燥的作业空间,是保障水下基础施工安全和效率的关键,因此准确的受力分析是必要的。

复杂钢板桩围堰的受力分析,一般利用有限元软件midas civil或ANSYS建模,依据《钢围堰工程技术标准》、《建筑基坑支护技术规程》中平面杆系结构弹性支点法进行分析
建模主要流程:
(1)几何模型建立,定义结构组:材料特性、截面定义、单元属性、单元接触形式等;钢板桩、围檩和内支撑均采用梁单元模拟;

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(2)施加边界条件,定义边界组:土弹簧、围檩与钢板桩的连接、支撑牛腿、桩底约束等;钢板桩底部竖向约束,被动土压力采用只受压土弹簧模拟,内支撑与围檩间共节点,在牛腿处约束竖向位移模拟其对围檩的支撑作用,其中钢板桩按照等效梁模拟;
(3)施加受力荷载,定义荷载组,同时进行施工阶段定义;主要考虑荷载有结构自重,水土压力(黏性土宜采用水土合算、砂性土宜采用水土分算),其中被动土压力参照土弹簧模拟,以及围堰附近的车辆荷载;
(4)分析,板桩围堰受力采用施工阶段分析,并提取相关计算结果。
有限元模型
模型计算完成后,需补充相关稳定性验算,主要有基坑抗隆起稳定性验算、嵌固稳定性验算,采用水封工艺还需对封底混凝土验算等。板桩的嵌固深度除满足验算外,对于悬臂式尚不宜小于围堰深的0.8;对于单撑尚不宜小于围堰深度的0.3;对于多撑尚不宜小于围堰深度的0.2。

简单对称布置或仅有单侧钢板桩围堰的受力分析,可采用理正深基坑设计软件中单元计算完成受力分析(有类似软件均可运用)。

采用理正深基坑单元计算,对比商业有限元软件分析简单快捷,但理正深基坑单元单元计算无法完成整体不平衡分析,内支撑仍需要借助有限元软件完成受力分析主要注意点:内支撑需要从理正深基坑得到力进行分析,支承刚度分为支撑处和非支撑处(需迭代分析,影响较大)。