水中钢板桩围堰施工专项方案

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1、京杭运河泗阳四号桥工程钢板桩施工技术方案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

2、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

3、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13京杭运河泗阳四号桥工程钢板桩施工技术方案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W1mm有效高度H1mm腹板厚度tmm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Wxcm3截面面积cm2理论重量kg/m2惯性距Ixcm4截面模量Wxcm3400×1704

4、0017015.596.9976.14670362242.5190.4386002270（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/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）=2.251.5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，

5、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=γKa13京杭运河泗阳四号桥工程钢板桩施工技术方案（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－KaHt－HKah=0，带入数值后1.73t2－4.65t－20.8=0，解得t=5.06m，实际

6、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=4.59>1.5，满足要求。抗隆起：Nq=eπtgφtg2（45°＋φ/2）=5.4Nc=（Nq-1）/tgφ=10.6Ks=(γtNq＋cNc)/[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

7、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。13京杭运河泗阳四号桥工程钢板桩施工技术方案第一层支撑力：Q1=γKa（h0+h1/2)2/2=19*0.52*(3.2+3/2)2/2=109.12KN第二层支撑力：Q2=γKa（（h0+h1/2)+（h0+h1+h2/2））*(h1

8、+h2)/(2*2)=19*0.52*(3.2+3/2+3.2+3+3.8/2）*(3+3.8)/(2*2)=215KN即