水中钢板桩围堰施工专项方案Word文件下载.docx

1、2.2、钢板桩围堰的结构验算2.2.1基本数据（1）钢板桩截面特性型号（宽度高度）有效宽度W1mm有效高度H1腹板厚度t单根材每米板面截面面积cm2理论重量kg/m惯性矩Ixcm4截面模量Wxcm3kg/m2惯性距Ix40017040015.596.9976.14670362242.5190.4386002270（2）土层性质粘土、亚粘土取25，淤泥质粘土取10,基地土层粘聚力c取15KN；（3）基本参数计算地质资料土层的平均容重：=18KN/m，偏安全考虑，统一按水、土合力考虑容重为19KN/ m。土层的平均内摩擦角：=18.4,坑底以下6.35m内侧=22.6主动土压力系数： Ka=tan

2、2（45/2）=0.52被动土压力系数： Kp =tan2（45/2）=2.251.5米内基坑附近施工机械等均布荷载按20kN/m计，因水深较浅，填土筑岛未拆除，不考虑动水压力的影响。板桩外侧均布荷载换算填土高度h1，h1=q/=20/19=1.05m，则最大土压力P土=Ka（h+h1）=19*（8.95+1.05）*0.52=98.8KPa，（考虑开挖基底时，多挖30cm深度换填碎石垫层及浇注垫层砼,计算深度8.65+0.3=8.95m）2.2.2钢板桩入土深度检算根据盾恩法求入土深度，由公式KaH（h+t） =（KpKa）t2, 整理得到（KpKa）t2KaH tH Kah=0，带入数值后

3、1.73 t24.65t20.8=0，解得t=5.06m，实际施工一般取1.2t=6.07m，15m钢板桩施工时入土6.35m，满足要求。2.2.3基坑底管涌及隆起验算抗管涌：根据不发生管涌条件：K=（h+2t）/h水1.5，其中h为基坑深度，t为埋入土中深度。则K=（8.95+2*6.35）*19/8.95*10=4.591.5，满足要求。抗隆起：Nq=etgtg2（45/2）=5.4Nc=（ Nq-1）/ tg=10.6Ks=（t Nqc Nc）/ （Ht）=（19*6.35*5.4+15*10.6）/19*（8.95+6.35）=2.791.6,满足要求。2.2.4坑底渗水量计算：Q=K

4、HUq根据设计地质资料，土的综合渗透系数0.1m/d则Q=0.1*8.95*48.6*0.18=7.8m根据其渗水量的大小，为达到较好的降水效果利于承台施工，在承台外侧与钢板桩之间排水通道，在基坑最低角落里设置一个排水井。2.2.5圈梁受力计算：内支撑计算，采用1/2分单法计算各内支撑反力，如计算图示。第一层支撑力：Q1=Ka（h0+h1/2）2/2 =19*0.52*（3.2+3/2） 2/2=109.12KN第二层支撑力：Q2=Ka（h0+h1/2）+（h0+h1+h2/2）*（ h1+h2）/（2*2） =19*0.52*（3.2+3/2+3.2+3+3.8/2）*（ 3+3.8）/（2

5、*2）=215KN即圈梁支撑力：q=215 kN/m，围囹采用四根I25a组拼布置（Wx=2016cm3,Ix=50390 cm4），在四角处设置斜撑，加焊后形成封闭框架结构。13.7米和10.6米方向可以简化为五等跨等截面连续梁形式，按最不利位置圈梁验算第二道圈梁。13.7米：Mmax=0.078ql=0.078*215*2.74=125.9 kNm = Mmax/W=125.9kNm/2016cm=62.45MPa205 MPa10.6米：=0.078*215*2.12=75.37 kN = Mmax/W=75.37kN=37.39MPa205 Mpa围楞变形量按简支梁计算：f=5ql4/

6、（384EI）=0.013*215*2.744/（210*50390）=1.5mm2.2.6 支撑杆受力计算支撑杆采用300*10mm钢管钢管的截面积：A=91.1cm回转半径：i=10.26cm长细比：=l/i=654/10.26=63.74，查钢结构设计规范a类截面稳定系数=0.868支撑反力:N=QL=215*2.74=589KN，钢管所受轴向力N1=589*6.54/4.24=908.5 KN。支撑杆钢管的稳定性：= N1/A=908.5/（0.868*91.1）=114.9MPa205 MPa，满足要求。2.2.7 钢板桩受力及变形验算钢板桩顶部悬臂段容许长度：h=（6w/Ka）1/

7、3=（6*210*2270/19*0.52）1/3=6.62施工实际为3.2m，满足要求。第二道支撑以下钢板桩为最不利位置，作钢板桩强度验算：q=19*8.95*0.52=88.43KN/m，按简支梁计算更安全:M=0.125*98.8*3.8=178.3KN.m，= Mmax/W=178.3/2270=78.56MPa=205 Mpa，变形量f=5ql4/（384EI）=0.013*98.8*3.84/（210*38600）=3.3mm。 钢板桩的施工在钻孔桩的施工完成后实施。钢板桩采用15m长拉森型（400*170&15.5）钢板桩，内侧加2层围檩，围檩采用4根组拼25#工字钢，围檩内30

8、0*10mm钢管作为支撑。每个钢板桩围堰共需15m长钢板桩124根及角桩4根，25#工字钢372.8m，钢管84m。水中钢板桩围堰施工所需材料如表3。表3 每个墩水中钢板桩材料序号材料单位数量1钢板桩拉森型（400*170&15.5）18302工字钢25a3733钢管300*10782.3 施工准备2.3.1 板桩准备 钢板桩施打之前，测量人员先准确在地面放线，在以距钢板桩顶300mm位置为中心竖向开槽，每相邻4根开一道，槽宽25mm，长为100mm，在钢导梁腹板中心开水平槽，槽形状同钢板桩，每1600mm设置一道，开槽时注意相邻槽钢的开槽位置。钢板桩运至现场后，可直接倒运到施工现场，钢板桩顺

9、运河岸堆放整齐，严禁出现斜放现象，防止钢板桩夹弯，桩边按要求做好安全防护，防止落桩入河或其他安全事故的发生。2.3.2 板桩导向架 为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，钢板桩沉桩前必须设置一定刚度的坚固导架。钢板桩的导架设置在履带吊可施工范围，并且每打入土1m测量人员测一次钢板桩垂直度。2.4 施工沉桩钢板桩施打采用50t履带吊，履带吊臂长14m，施工时履带吊停在施工便道上，能够完成所有钢板桩的施打。2.4.1 首桩施打 打桩时，开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起样板导向作用，一般每打入1m，就测量一次，由于其

10、位置准确与否直接影响到整个桩体的倾斜度是否符合设计要求，由于是在运河内施打钢板桩，风浪很小，可全天候施工。2.4.2 顶标高控制为加强钢板桩施打质量，有效控制桩顶标高，在相邻的导向桩上测定标高，用油漆表示，在夹桩器上画上刻度线，根据测定的标高及设计桩顶标高，确定沉桩结束时夹桩器上与该标高相应的刻度线。2.4.3 后续桩施工 起始桩施工完毕后，后续桩连续进行，每三根桩焊成一组，钢板桩分为两步进行，吊机进行定位并施打至水面以上，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽轻轻加以锤击并沉桩至设计标高；沉桩前，在锁口内涂抹黄油，减少桩间的摩阻力；钢板桩施工时要求桩体垂直，利用前一根桩的止水口滑槽并与导向桩

11、结合保证施工位置准确，严禁斜打、俯打或仰打，防止破坏止水口影响钢板桩的整体性；钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止泥砂进入锁口内，影响以后插打；因单组钢板桩之间已经焊接，故不会发生单根桩下降的情况。钢板桩施打顺序2.5 钢板桩围堰支撑整个钢板桩共设2道围檩，具体的支撑标高为：第一道+15.06米，第二道+12.05米。为利于薄壁墩身的施工，支撑要避开墩身及模板的位置。在钢板桩上焊牛腿，以便在上面摆放支撑，为防止支撑受力时向上拱起，在支撑上面焊反牛腿，并且为了使支撑与钢板桩接触紧密，在支撑与钢板桩间要焊上短支撑或打木楔。逐步抽水至支撑下20CM处时，既开始焊牛腿、安放支撑等。钢板桩施工图

12、如图6。图6 钢板桩及其支撑布置图2.6 基坑开挖顶部34米土层采用挖机开挖干作业，做好排水，开挖至支撑位置焊接牛腿，焊接围楞及支撑，基坑底部机械开挖效率低，采用泥浆泵抽排，至基底标高后抽水进行干作业，人工开挖底部30cm换填碎石垫层及浇注砼垫层，边部开挖排水沟抽取渗水。2.7 抽水堵漏（1）抽水前，应将钢板桩与导框之间空隙用垫木塞紧，以保证导框受力均匀。（2）锁口不密的漏水可在开挖或抽水发现后以板条、棉絮、麻绒或防水布等在板桩在围堰和桩之间不密贴处,加打硬质木楔,以保证围堰受力均匀（3）抽水后,钢板桩接缝处若有漏水现象,可在漏水处板桩外侧,缓慢倾倒煤渣屑和木屑的混合物,让其随水流堵入缝隙.内侧嵌塞。2.8 围堰拆除墩身浇注一节砼出水面后，回填基坑至第二道支撑处，拆除第二道支撑，继续回填至第一道支撑处，拆除第一道支撑，放水保持与河道连通，平衡压力，拔除钢板桩。3 施工工期钢板桩施工工期为30天。时间为2009年3月28日-2009年4月27日。4 人员及设备钢板桩围堰施工所需人员及设备见表5、表6。表5 人员配备表工种备注技术员工长质检员4实验员5测量员6