1、江苏建筑2022年第6期（总第225期）1研究背景钢板桩已成为在深基坑中十分常用的支护方式，国内外学者对钢板桩支护开展了大量研究，无论是国家规范还是地方规程，都将基坑支护计算放在突出位置，技术先进、安全适用、经济合理、保护环境的钢板桩支护是基坑支护最常用的，如图1所示。何琪明等1探究了OU组合板桩支护形式比SMW工法桩的优势。蔺鹏臻等2通过现场钢板桩的对比试验,分析了新型引孔回填料的嵌固效果。钢板桩支护设计与施工计算的部分规定探讨褚天舒（苏州市相城区住房和城乡建设局，江苏苏州215131）摘要近年来，随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现，钢板桩在深基坑工程中的应用越来越多。不同地区对深基坑
2、钢板桩支护开展了广泛研究，制定了相关规范。但是目前尚未有研究者关注不同地区规范之间的差异，因此该研究致力于比较当前现行的规程的计算方法，探讨其适用性。阅读钢板桩基坑支护现行规范，比较它们的计算方法，探究其适用范围。支护设计计算存在两种承载力计算方式，支护结构形式的不同对嵌固深度有较大影响。深基坑设计时设计单位应重点考虑打桩参数和拔桩阻力的施工计算。本研究对组合式钢板桩支护的焊缝强度计算方法的探讨、比较结果，对于指导基坑支护的设计与施工有所裨益。关键词钢板桩；规程；支护设计；施工计算中图分类号 TU753.3文献标志码 A文章编号1005-6270（2022）06-0087-05Explorat
3、ion of the Part Regulations on Steel Sheet Pile Support Design and ConstructionCalculationCHU Tian-shu（Suzhou Xiangcheng District Housing and Urban Rural Development Bureau,Suzhou Jiangsu 215131 China）Abstract：In recent years,with the emergence of a large number of high-rise and super high-rise buil
4、dings inurban construction,steel sheet piles are increasingly used in deep foundation pit projects.Extensive researchon steel sheet pile support for deep foundation pit has been carried out in different areas and relevantspecifications have been formulated.However,no researchers have yet paid attent
5、ion to the differences betweendifferent regional norms.Therefore,this study aims to compare the current calculation methods of theregulations and explore their applicability.Read the current regulations of steel sheet pile foundation pitsupport,compare their calculation methods,and explore their app
6、lication scope.There are two kinds of bearingcapacity calculation methods in support design and calculation.The different form of support structure hasgreat influence on embedment depth.When designing deep foundation pit,the design unit should consider theconstruction calculation of pile driving par
7、ameters and pile pulling resistance.Finally,the results of this studyare helpful to guide the design and construction of foundation pit support by discussing and comparing thecalculation methods of weld strength of combined steel sheet pile support.Key words：steel sheet pile；specification；support de
8、sign；construction calculation收稿日期2022-08-09作者简介褚天舒，男（1992-），苏州市相城区住房和城乡建设局，工程师，研究方向为深基坑岩土工程设计与施工、建设工程质量安全监督管理。图1施工现场钢板桩基坑支护的应用87江苏建筑2022年第6期（总第225期）G.L.Sivakumar Bab等3采用了一种用逆可靠度法求悬臂板桩墙深度和截面模量的方法。建议的程序采用反向一阶可靠度方法，建立了桩墙的设计贯入深度和截面模型。Seung-Hyun Lee等4对振动打桩下的仪表化钢板桩进行了一些足尺现场试验，试验证明振动打桩模型的参数与从试验现场获得的标准贯入试验的
9、锤击数（N值）相关。余敦猛等5探讨了组合钢板桩结合内支撑支护在技术上的可行性,在经济和工期上也具有很大优势。Adnan A.Basma6在悬臂钢板桩设计中，对传统库仑理论计算挡土结构侧向土压力进行了一些经验修改，开展了可靠性设计方法的使用。R.J.Crawford等7提出了预测接桩弯曲应力和压接力的数值模型，并开展了拉森钢板桩的缩尺度试验结果。有关规程可以因地制宜地指导相关地区钢板桩支护设计与施工，但相关规程计算方法的适用性值得探讨，相关对比分析的成果也相对较少。表1列举了当前现行的规范和有关规程，围绕钢板桩支护模式进行探究。表1现行建筑基坑支护技术规程序号区域技术规程名称规程编号施行日期12
10、34567全国云南省山西省全国江苏省广东省安徽省建筑基坑支护技术规程8建筑基坑钢板桩支护技术规程9钢板桩支护技术规程10钢板桩支护技术规程11U型H型组合钢板桩支护技术规程12深基坑钢板桩支护技术规程13钢板桩基坑支护技术规程14JGJ 1202012DBJ 53/T-742015DBJ 04/T3282016T/CECS 7202020DB32/T 37552020DBJ/T 15-2142021DB34/T 394620212012.10.12015.12.12016.6.12021.1.12020.5.12021.4.12021.12.82钢板桩支护设计计算2.1截面承载力计算钢板桩支护
11、结构设计应明确支护结构的设计使用年限，广东省规程13规定钢板桩支护的设计使用年限不应小于一年，此条文引用的全国规程8、云南省规程9中对使用年限超过二年的基坑，应进行安全评估并根据具体情况采取加强措施。2.1.1第一种承载力计算方式按照山西省规程10，钢板桩计算应当看成是压弯构件设计，当轴向力较小时可按受弯构件设计，所以钢板桩构件抗弯承载力计算是十分重要的，上述规范都给出了相应的公式，给出了如下公式：=MWxf（1）式（1）中：为钢板桩截面应力（N/mm2）；M为作用在钢板桩上的弯矩设计值（kNm）；Wx为钢板桩的截面抵抗矩（mm2）；为抵抗矩折减系数，当设置有整体钢腰梁时，取值1.0，不设置腰
12、梁或分段设置时，取值0.9；为钢板桩重复利用折减系数，对于首次使用的新钢板桩，取值1.0，对于重复使用的旧钢板桩，根据重复利用的次数，参考取值0.850.95；f为钢板桩构件材料强度设计值（N/mm2）。对于U型H型组合钢板桩，江苏省规程12给出了如下公式：0MWf（2）比较式（1）和式（2）明显不同的是，0是支护结构重要性系数，按全国规程8选用，此条原引其中的3.1.6条：支护结构构件按承载力极限状态设计时，作用基本组合的分项系数不应小于1.25。对于安全等级为一级、二级、三级的支护结构，其重要性系数0分别不应小于1.1、1.0、0.9，江苏省规程12中对于M的解释是组合截面的弯矩设计值，但
13、是从钢板桩支护技术规程11的3.0.7条、安徽省规程144.1.5条对于承载力极限状态下对于0SdRd有明确的解释，Sd为基本组合的效应（轴力、弯矩）设计值，江苏省规程与其它地域性规程不符。2.1.2第二种承载力计算方式偏心受压计算方法：MWx+NAf（3）式（3）中：M为弯矩设计值（Nmm）；N为作用在钢板桩上的轴心压力设计值（N），由竖向荷载产生；Wx为钢板桩的截面模量(mm3)；为截面模量折减系数，为重复利用折减系数，对于首次使用的新钢板桩，取值1.0,对于旧钢板桩，无相关数据经验时，根据重复利用次数，可取0.850.95；f为钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值（N/mm2）。在安徽省规程
14、14中，4.2.3条给出了不同构造对钢板桩的影响，当不设置冠梁或整体围檩时，钢板桩墙的截面模量折减系数取0.6;当设置冠梁88江苏建筑2022年第6期（总第225期）或整体围檩时，取0.9;对于组合型钢板桩墙截面模量折减系数取1.0。云南省规程9和安徽省规程14一样也提出了钢板桩结构的偏心受压公式：GQ1000NA+MmaxWx()f（4）与安徽省规程14不同的是定义了GQ是综合分项系数，取为一个定值1.25 N和Mmax为标准值，同时云南省规程中指出，采用U型钢板桩时，非焊接组合U型钢板桩弹性截面抵抗矩应当乘以折减系数，对于上部设有钢筋混凝土冠梁的U型钢板桩墙，可以取1.0，其它形状钢板桩，
15、折减数值应通过试验确定，但是相关折减数值的计算方法规程未提供，查阅相关文献也未见具体报道。规程11也给出了更加详细的截面强度计算方法：NA+MmaxxWnzf（5）式中，x为塑性发展系数，相关系数取值是受压板件的内力分布情况及高厚比等级按钢结构设计标准（GB 500172017）采用；需要验算疲劳强度时，宜取1.0；为重复利用折减系数，对于首次使用的新钢板桩，取值1.0，对于旧钢板桩，无相关数据经验时，根据重复利用次数，可取0.60.95；为截面模量折减系数，=12，其中1为结构整体性系数，当桩顶设有整体圈梁及支撑点或锚头设有整体围檩时，1取1.0；桩顶不设圈梁或整体围檩，1取0.6；2为组合
16、截面模量修正系数，对于钢板桩2取1.0。2.2嵌固深度的计算值得注意的是，广东省规程在第三部分基本规定的3.0.1中给出了：用钢板桩作为支护结构的基坑深度不宜超过9 m，且4.1.4条给出了钢板桩宜采用整材，通用长度为6 m、9 m、12 m、15 m、18 m。赖叶琴15认为：槽钢钢板桩可应用在基坑深度小于4 m的基坑中，轧锁口钢板桩应用在深度为7 m10 m的深基坑中，由此可见，不同种类的钢板桩，应用的范畴是不同的。田琼等16则认为钢板桩长度超过18 m时，对于钢板桩的接长插打是十分不利的，容易产生变形。钢板桩的通用长度直接决定了嵌固深度的计算方法，主流计算方法有两种：第一种计算方法是云南省规程9提出的，对于悬臂式结构，尚不宜小于0.8h（江苏省亦提供此数据）；对于单支点支挡式结构，尚不宜小于0.3h；对于多支点支挡式结构，尚不宜小于0.2h，h为支护深度，将此种方法记为计算方法1，嵌固深度hd1，支护长度h1。第二种计算方法是山西省提出的，且应用条件更为严格：钢板桩支护结构的嵌固深度hd对于悬臂式结构，尚不宜小于1.2h；对于单支点支挡式结构不宜小于0.8h；对于多支点支挡式结构