水中钢板桩围堰施工像专项方案.docVIP

京杭运河泗阳四号桥工程 钢板桩施工技术方案 PAGE PAGE 7 1 工程简介 京杭运河泗阳四号桥110米主跨15#、16#两个主墩位于运河内，桩顶标高为▽8.558m，承台尺寸为11.7*8.6米，承台高度3m，顶标高为▽11.558m。15#、16#主墩尺寸为6*4米，顶标高为▽23.658m。运河最高通航水位为▽18.050m，最低通航水位为▽15.830m。水中施工为运河中搭建平台及桩基施工常水位为▽16.2m，钢板桩围堰按17.20m考虑。待钻孔桩施工完成后施工钢板桩围堰。 2 水中钢板桩围堰的施工 2.1、钢板桩围堰验算 2.1.1钢板桩围堰的尺寸 钢板桩的形状及大小根据承台的形状和大小而定，同时满足承台模板安装作业人员操作的净空要求。根据此主墩承台的特点，采用矩形钢板桩围堰，每侧各留1m操作空间，围堰的平面尺寸为13.7m×10.6m。围堰采用400×170的u型钢板桩，桩顶高出水面1m左右，钢板桩入土约6.35m。结构见下图。 2.1.2 钢板桩围堰内支撑层数的确定及结构形式 钢板桩围堰内支撑层数的数量及其位置，根据钢板桩围堰的深度及钢板桩本身抗弯强度而定，充分发挥钢板桩的抗弯强度，最顶层内支撑距离围堰顶2.15米，第二道具承台基坑底3.5米。内支撑的结构形式主要考虑结构受力合理，同时不影响承台及墩身的施工。 根据主墩承台的埋深及承台高度，为便于施工，钢板桩围堰设2道内支撑：每道内支撑结构形式一致，承受钢板桩传递的水压力和土压力及施工荷载产生的土压力，围楞采用4根Ⅰ25a工字钢拼接组合，水平内支撑采用300*10mm钢管内支撑形式如下图。 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W1 mm 有效高度H1 mm 腹板厚度t mm 单根材 每米板面 截面面积 cm2 理论重量 kg/m 惯性矩Ix cm4 截面模量Wx cm3 截面面积 cm2 理论重量 kg/m2 惯性距Ix cm4 截面模量Wx cm3 400×170 400 170 15.5 96.99 76.1 4670 362 242.5 190.4 38600 2270 （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/m3，偏安全考虑，统一按水、土合力考虑容重为19KN/ m3。 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=tan2（45°－φ/2）=0.52 被动土压力系数： Kp =tan2（45°＋φ/2）=2.25 1.5米内基坑附近施工机械等均布荷载按20kN/m2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/γ=20/19=1.05m，则最大土压力P土=γKa（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γKaH(h+t) =γ(Kp－Ka)t2, 整理得到(Kp－Ka)t2－KaH t－H Kah=0，带入数值后1.73 t2－4.65t－20.8=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）γ/hγ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=eπtgφtg2（45°＋φ/2）=5.4 Nc=（ Nq-1）/ tgφ=10.6 Ks=(γt Nq＋c Nc)/ [γ(H＋t)] =(19*6.35*5.4+15*10.6)/[19*(8.95+6.35)]=2.79≥1.6,满足要求。 2.2.4坑底渗水量计算： Q=KHUq 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=7.8m3 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=γKa（h0+h1/2)2/2 =19*