XX码头汛期围堰施工方案.docx
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XX码头汛期围堰施工方案
XX多用途码头二期续建工程І标段
围堰设计及施工方案
一、工程概况
1．简述
XX多用途码头二期续建工程І标段计划工期为2010年4月至2011年9月，要跨越2个汛期。
因此合理安排各施工工序，加强综合管理，做好汛期施工预案，对整个工程安全、顺利、按期完工，起着重要的指导作用。
本次编制的是一枯末期至汛期初期4#泊位施工期间的度汛预案。
2．水文气象条件
本工程位于长江上游，属较典型的山区性河段，洪水陡涨陡落，变化频繁，呈多峰状态。
一年中水位落差大，年最大落差达19.40m，历年洪枯水位最大落差为19.56m，枯水期水势较为平稳，变化缓慢。
3．施工期长江水位情况
码头各洪水频率水位
分期（月）
频率（%）
11
12-3
4
5-10
5
225.78
222.97
224.60
238.42
10
225.42
222.83
223.89
236.92
20
225.01
222.53
223.15
235.35
50
224.24
222.24
222.15
232.90
二、汛期围堰施工方案
1、围堰设防标准
由于受系统电源迟迟未解决的影响，前期桩基施工比计划进度滞后较多，原计划在4月底完成4#泊位3个结构段桩基和2个结构段下部结构要推迟到5月下旬，而五月下旬已进入汛期。
按照08年、09年的实测水文资料，5月份长江水位将上升至224m以上，根据负责本项目设计的设计院专家推算，泸州港5月份5年一遇洪水位为225.9m（参考值）。
根据业主“务必在汛期将4#泊位1～2个结构段抢出水面”的总体要求，为确保5月底前基础和结构施工期间度汛安全，在4#泊位
、
结构段外围施工挡水围堰。
综合考虑泸州港5月份5年一遇洪水位、今年适逢枯水年、围堰施工成本等因素，初步确定围堰设计挡水位（即堰顶高程）取225.2m，设计堰顶高程为225.9m。
2、围堰选型及设计布置
根据现场条件，围堰计划采用桩土组合围堰，考虑结构施工所必须的作业面，围堰内侧距离承台外缘3.5m。
围堰顶宽2m，围堰位置两侧分别采用Ⅰ28b工字钢打桩，内外侧槽钢间距200cm，桩的纵向间距按80cm布置，桩用槽钢下端要打入地下底高程219.3m，桩外侧224.9m高程处分别采用2道[14槽钢水平通长连锁，两侧水平槽钢之间设置Ф20@160cm对拉螺杆拉紧。
另外，在承台及水平撑梁土方开挖后，在围堰内侧在高程223.9m处用[14槽钢设一道连梁，内侧加斜撑加固（斜撑为￠20圆木@100cm，地锚桩为2m长￠20圆木@100cm，扫地木为通长￠20圆木）。
在预制悬臂梁安装前（为了安装悬臂梁围堰内侧靠承台部位要开挖至承台底部高程以下2.44m），再针对开挖影响部位的围堰采取临时加固措施，以保证围堰具有足够的安全稳定性。
两道围堰桩靠内侧，自高程224m以上水平向满铺5cm厚木板，填土前沿“U”断面周边满铺盖一层土工布，堰身采用粘土分层压实，围堰顶部40cm厚度采用袋装土填筑以防过流冲刷顶部。
在江水位将要超出225.3m以上不超过80cm时可以在上部继续填筑加高袋装土子堰，用于临时应急挡水防浪。
围堰与陆域挡墙连接处临水侧，用20m长幅宽为6m的土工膜或防水雨布设简易防渗层一道，以围堰与挡墙连接处为中点铺设，并用粘土与块石覆压。
围堰的具体布置见平面布置图、断面示意图。
3、围堰计算
、水文地质情况
施工期间最高洪水位225.9m
施工防护水位225.2m
围堰内填黄色粘土φ1=20。
r1=18.5KN/m3
钢桩入土的土层上部系筑岛时的杂填土（有黄粘土、风化砂岩、块石等，无详细地质资料），下部系素填土，地质资料如下：
土名
重度
kN/m3
天然抗压
强度标准值R
（Mpa）
饱和抗压
强度标准值Rω
（Mpa）
内摩擦角
φ
（°）
弹性、压缩、变形模量
E（Eo）
容许承载力
[f]
（kpa）
桩周土极限侧摩阻力标准值
qsik（Kpa）
泊松比
μ
基底摩
擦系数
临时允许开挖坡比
素填土
18.5
——
——
——
3.5
80
——
0.30
0.25
1:
1.00
由于地质资料不全或没有，因此只能假定：
1）杂填土与素填土内摩擦角均为φ2=17。
2）杂填土的容重和承载力指标参照素填土容重r2=18.5KN/m3，承载力〔〆〕=80Kpa
、双层钢桩围堰布置图
钢桩顶标高225.9m，填土标高225.2m；
杂填土顶部高程224.6m
钢桩暂定L=7m采用Ⅰ28b工字钢桩底标高=219.9m。
、双层钢桩围堰整体稳定性
1按最高水位225.9m，堰内抽水，如示意图1
1）围堰内填土重量W=3.1×2.0×18.5=111.6KN/m
2）水的侧压力Eh=10×3.1×0.5×3.1=48.05KN/m
对B点倾覆力矩MB'=48.05×1/3×3.1=49.65KN-m/m
对B点抗倾覆力矩MB=111.6×1/2×2.0=111.6KN-m/m
抗倾覆安全系数K=MB/MB'=111.6/49.65=2.24
、钢桩①受力计算
正常水位225.2m围堰内无水，如示意图2
土压力Ea=1/2LaH1
∵φ1=20。
r1=18.5KN/m3H2=3.1m
φ2=17。
r2=18.5KN/m3H3=2.9mH1=6.0m
r平均=（18.5×3.1+18.5×2.9）/6.0=18.5KN/m3
φ平均=（20×3.1+17×2.9）/6.0=18.55。
La=r平均×H1×Ka=18.5×6.0×tg2（45。
-18.55。
/2）
=18.5×8.0×0.517=76.56
Ea=0.5×76.56×6.0=229.7KN/m
H1c=1/3×6.0=2.0m
常水位水压力（225.2m）
Eh=0.5×rh×（H2′）2=0.5×10×（2.4）2=28.8KN/m
H2c=1/3×2.4=0.8m
被动土压力Ep=0.5×Lp×H3
Lp=r2×H3×Kpφ2=17。
r2=18.5KN/m3H3=3.9m
=18.5×2.9×tg2（45。
+17。
/2）
=97.98
Ep=0.5×97.98×2.9=142.08KN/m
H3c=1/3×2.9=0.97m
令∑H=0
R+Ep+Eh-Ea=0
R=Ea-Eh-Ep=229.7-28.8-142.08=58.82kN/m
各力对O点（拉筋位置）取矩，令∑M=0
∑M=Ep×（6.0-2.9×2/3）+Eh（3.1-0.8）+R×1.0-Ea（6.0-2.0）
=Ep×4.07+28.8×2.3+58.82×1.0-229.7×4.0
=4.07Ep-793.74
则4.07Ep-793.74=0
Ep=195.02KN/m<229.7KN/m
计算A点处的弯矩
∵Ea′=0.5La′H1
La′=r1×H×Ka=18.5×3.1×tg2（45。
+20。
/2）
=18.5×3.1×0.4903=28.12
Ea′=0.5×28.12×3.1=43.59kN/m
MA=Eh×0.8+R×2.1-Ea′×1.03
=28.8×0.8+58.82×2.1-43.59×1.03
=101.66kN-m/m
钢桩强度检算
钢桩采用
28b工字钢每0.6m一根
W=534/0.6=890cm3
f=Mmax/W=MA/W=101.66×103/890=114.22Mpa＜【f】
结论：
1．钢桩应力较小，实施过程中可适当调大桩间距。
2．钢桩长6m。
3．拉杆采用￠20每根拉杆允许拉力R′=3.142cm2×17kN/cm2=53.4kN
拉筋水平间距a=53.4/58.82=0.9m一道
、钢桩②受力计算
围堰内已抽水，如示意图3
按自由端单支点（平衡法）计算
对O点（桩顶）取矩令∑Mo=0
MEa1+MEa2-MEp-R×1.0=0
∵Ea1=0.5×La×H
La=r1×H2×Ka=18.5×3.1×tg2（45。
-20。
/2）=28.118
Ea1=0.5×28.118×3.1=43.58KN/m
Ea2=28.118y+18.5×tg2（45。
-17。
/2）y×0.5y=28.118y+5.065y2
EP=18.5×tg2（45。
+17。
/2）y×0.5y=16.894y2
令∑H=0
R=Ea1+Ea2-EP
=43.58+28.118y+5.065y2-16.894y2
=43.58+28.118y-11.829y2
对O点取矩
MEa1=43.58×（3.1-1.03）=90.22KN/m
MEa2=28.118y（0.5y+3.1）+5.065y2（2/3y+3.1）
=3.377y3+29.76y2+87.166y
MEp=16.894y2（2/3y+3.1）=11.263y3+52.371y2
∴（90.22-43.58）+（3.377-11.263）y3+（29.76-52.371+11.829）y2+（87.166-28.118）y=0
7.886y3+10.782y2-58.998y=46.64
以试算法求y
令y=2.6m
7.886*2.63+10.782*2.62-58.998*2.6=58.1＞46.64
y=2.53m
7.886*2.533+10.782*2.532-58.998*2.53=47.46≈46.64
∴L=6m的钢桩是较合适的
Ea2=28.118×2.53+5.065×2.532=103.56KN/m
EP=16.894×2.532=108.14KN/m
R=43.58+103.56-108.14=39.0KN/m
拉杆受力不大
计算B点处弯矩
MB=39.0×2.1-43.58×1.03=38.32KN-m
f=38.32×103/890=43.05Mpa＜【f】
该处钢桩受力不大。
结论：
1、钢桩长6m，每0.6m设一根。
桩顶标高225.9m，桩底标高219.9m。
2、拉筋采用Ф20，间距可为0.9m一道，要设水平围檩（可采用2道【14槽钢）使围堰成整体。
3、双层钢桩间必须填好土，以尽可能提高φ值。
三、围堰施工方案
1、围堰施工
围堰在五月上旬开始施工，在岸侧与已施工的挡土墙相连，形成一个密闭的区域。
围堰钢桩采用打桩机械施工。
首先，施打围堰外侧桩，并按图铺设挡土木板和土工布；然后，待一个结构段灌注桩施工结束后，开始沿
轴开挖承台基坑至222.8m高程时，再开始施打围堰内侧钢桩并铺设挡土木板和土工布，最后安装槽钢围檩和对拉螺栓、填筑堰体粘土。
围堰施工结束后，在承台和水平撑梁施工前要首先安装好前沿预制悬臂梁。
首先，在悬臂梁所在部位开挖至220.36m高程，并对围堰受影响部分采取临时加固措施；然后再在坑底铺填30cm厚的碎石垫层，利用履带吊将提前预制好的前沿悬臂梁定点安装到位，随后立即回填土方夯实至222.8m高程，确保围堰安全。
围堰运行期间，工地配备不少于20台200m3/h的污水泵。
平时投入数台水泵抽排渗水和雨水；围堰一旦过流，在江水回落露出堰顶后，所有水泵全部投入围堰基坑进行强排。
2、围堰拆除
围堰拆除时，先用人工将袋装土拆除，然后用船舶起重机将槽钢拔除，最后用挖泥船拆除其他部分。
进入汛期后，在施工位置设置安全警示牌，内容为“汛期施工，江水陡升陡降，注意安全”，以提醒施工人员时刻注意施工安全。
附：
短期应急围堰方案2（备选）
围堰稳定性验算：
、水文地质情况
施工期间最高洪水位225.9m
施工防护水位224.8m
稳定性校核水位（最高挡水位）225.5m
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