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围堰桩土模拟midas建模实例 　　摘要]：常嘉高速公路昆山至吴江段CJ-A4标采用双排钢板桩土围堰，利用20#槽钢做为围堰支护桩内侧填不透水粘土作为堰体。本文结合工程实例，重点介绍围堰桩土模拟midas建模的实例。 　　[关键词]：围堰桩土模拟midas建模双排钢板桩土围堰 　　中图分类号：U416文献标识码： A 　　双排钢板桩土围堰施工工艺作为跨浅水域施工的一种重要施工工艺，具有方便、安全、经济、环保等特点。同时，围堰工程作为项目最重要的控制性节点工程之一，其安全性需要重点考虑，因此，需要对围堰进行严谨的受力分析计算。但是由于钢板桩入土受力为弹性土压力，计算较为复杂，手算时为了简便，将弹性土压力简化为朗肯土压力，虽然计算方便，但是具有较大的局限性。本文结合工程实例，重点介绍了如何使用midas进行桩土模拟对手算合格的实例再进行复核，以达到对围堰进行严谨受力分析计算的目的，从理论上保证了围堰工程的安全性，对围堰工程的安全施工具有较大的理论指导意义。 　　 　　1、工程概况及水文地质情况 　　常熟至嘉兴高速公路昆山至吴江段CJ-A4合同段全长2769.2m，起讫桩号为K15+026.207～17+795.467。项目位于苏州昆山市周庄镇及吴江市汾湖镇交界处的白蚬湖，区属太湖网平原区，全桥结构物均处于白蚬湖水域中，地面标高-3.41～3.44。 　　项目采用双排钢板桩围堰进行施工，围堰湖底平均高程约为-0.8～1.0m，水深约2.7m左右。白蚬湖50年一遇设计洪水位为2.37m。 　　依据钻探资料，施工场地以浅部厚层软土及中下部粉质粘土、粉土，粉细砂为主，局部分布轻微液化土。沿线地层从上往下分布情况如下：①1-2层淤泥质粉质粘土，厚度一般为0.2～3.5m。②2-1层粘土，部分为粉质粘土，具有中等偏低压缩性，层厚5.0～15.0，容重18.5kN/m3，内摩擦角15.1°，液性指数0.26。 　　2、围堰布置形式（图1所示） 　　本项目围堰全长2530m，净宽74m，利用20#槽钢做为围堰支护桩内侧填不透水粘土作为堰体。填土容重15.4kN/m3，内摩擦角10.8°围堰采用双排桩的形式，两排桩间排距3m，桩与桩间净距0.8m，为防止湖水侵入堰内，围堰设计高度按50年一遇洪水设防，板桩顶标高2.7m，堰芯填土标高3.0m。 　　距离桩顶0.2m处设置纵横向连接，纵向采用φ4.8cm钢管通长连接，横向相对的槽钢用φ8钢筋对拉，以提高围堰的整体性；板桩内侧用铁丝分别固定定制的土工格栅和防水土工布。板桩外侧填筑边坡1:2的三角形护坡，护坡底进行清淤换填，并对围堰外侧的护坡进行砂袋防护。 　　 　　图1：围堰断面图 　　3、手算确定钢板桩长度 　　先通过手算初步确定钢板桩长度，由于本文主要是为了验算钢板桩水平方向的稳定性，因此手算中不考虑自重等竖直方向的力的影响因素。钢板桩入土深度不仅要保证钢板桩本身及围堰整体的稳定，还要保证围堰基地的稳定和不出现管涌现象。计算时，湖底标高取最低值-0.8m，板桩顶标高2.7m，堰芯填土标高3.0m，外侧钢板长度采用经验值6m，入土2.5m，内侧钢板通过受力计算确定长度,钢板桩选用20#槽钢，截面系数为178cm3。根据施工方案描述，在施工时，先抽水再清淤，最终回填整平。在此过程中，清完淤泥还没有回填整平时，围堰的工况为最不利状态，对此状态的稳定性进行验算。计算时采用朗肯土压力理论，根据 　　1-2粘土层力学指标，朗肯主动土压力系数Ka=0.64，朗肯被动土压力系数Kp=1.7。 　　3.1外侧钢板桩受力验算 　　围堰填土力学指标平均值确定 　　 　　 　　主动土压力 　　其作用点离桩底的距离 　　最高水位水压力 　　其作用点离湖底的距离 　　被动土压力 　　其作用点离桩底的距离 　　各力对桩底取距,计算桩顶拉力T 　　 　　 　　桩土接触点处的弯矩为最大弯矩 　　 　　外侧钢板桩强度 　　故满足强度要求,可以使用。 　　3.2内侧钢板桩长度计算 　　假设钢板桩入土深度为y m，按自由端单支点（平衡法）计算，对钢板桩顶取距，另∑M=0，∑Q=0。 　　上层填土主动土压力 　　下层粘土主动土压力 　　 　　被动土压力 　　 　　 　　 　　根据力矩平衡有 　　即:,求得y=4.1m 　　将y代入上式，得， 　　再根据受力平衡有，可求得 　　桩土接触点处的弯矩为最大弯矩 　　由计算得知，内侧钢板桩入土4.1m可满足计算要求，因此采用8m钢板桩入土4.5m。此工况下，钢板桩承受的弯矩过大，为了保持围堰的整体稳定性，对施工方案进行修改，改成对围堰内壁先填土2m后在抽水，即覆土高度2m。 　　则此时被动土压