钢板桩围堰设计与计算

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1、船台及驳岸施工围堰设计与计算1、工程概况　　浙江舟山市六横岛位于舟山群岛的南部海域，在虾峙门国际航道的西南侧，是舟山市的第三大岛，为舟山市重点扶持的三大岛之一，占地约106。8平方公里。厂址区域四周由穿山半岛和舟山群岛所环抱，形成一个近封闭水域。本工程位于厂内八号、九号码头之间。工程范围:1.船台二座：船台长250m，宽45m，水下段长60m，滑道坡度1：20，滑道底标高-3。00m，顶标高12。40m；2.陆域独立吊车道:600T龙门起重机轨道一组：2x437m;150T门机轨道三组：6x303m;3.直立驳岸约230m。为了确保船台及驳岸的干地施工

2、，须在外海侧顺堤设围堰，从而确保工程进度。本工程工作量大，施工时间相对较紧，施工工期：2008年1月1日~6月30日，共6个月。2、自然条件2.1水文资料设计水位:设计高水位：2.14m设计低水位：-2.60m下水水位：1.50m2.2地质资料场地内地质构造活动较稳定，未见新构造运动及活动断裂，不存在液化土层，故属基本稳定区。根据工程地质勘察报告，场地地层自上而下分为：①1层杂色填土，为新近人工回填而成；①2层淤泥、②1层灰色淤泥质粉质粘土、④层粘土为软弱场地土；③1层暗绿～灰黄色粉质粘土、⑤1浅黄～灰绿色粉质粘土及⑤2层粉质粘土夹砂砾、碎石为中硬场地

3、土，⑥层强风化晶屑凝灰岩、⑦层中等风化晶屑凝灰岩为坚硬场地土。由于拟建场地20.0m深度范围内无饱和砂性土及粉土存在，本场地为不液化场地。场地内分布有较厚的软弱土。该区域由于拟建场地周围无污染源存在，对钢结构具中等腐蚀性。本次设计钢板桩插入②1层灰色淤泥质粉质粘土土层中，淤泥质粉质粘土的物力力学性质指标为：含水率42.6%，比重2.74，重度17.4kN/m3，固快粘聚力13.34kPa、内摩察角12.5。其余参数详见地质勘探报告。3、围堰方案比选围堰是用于围护水工建筑施工场地的临时挡水建筑物。围堰具有不同于一般建筑物的施工和运行特点。其合理的结构应是

4、断面简单、构筑和拆除方便，满足稳定、防冲蚀、防渗漏的要求。既不可以永久建筑物对待，又不可掉以轻心、马虎从事。根据场地现有情况，本次设计比选两种围堰方案。方案A：土石坝围堰：利用当地现有材料作为主要筑填材料；方案B：钢板桩围堰：采用拉森钢板桩作为围堰外壁，然后填充粘土。方案A（土石坝围堰）为传统的土石围堰，可采用当地土石材料。传统的土石围堰通常存在如下问题:（1）围堰一般要求快速施工，但实际施工中往往土方量大、土堆不高、沉滑严重。而在软弱地基上必须控制加荷速率，待地基承载力提高了，才能往上加荷，因此施工速度较慢。（2）土石围堰直接在水下施工，水下抛投的堰

5、坡受水下自然休止角的控制，而且水下清基困难，通常直接坐落在覆盖层上，质量往往难以保证。(3)围堰在工程完成后往往需要拆除。由于大多在水下，时常因拆除不彻底，留有根底影响码头前沿水深。(4)由于受水下自然休止角的控制，堆不高，造成坡度很缓、占地面积大、方量多，增加填筑与拆除的工作量。(5)在水深流速和风浪大的围堰中，冲蚀严重、边坡不稳定。特别是在软土地基上的围堰，加之潮涨潮落的水位变化，造成沉移、滑坡倒塌，经常需要修补填筑。方案B（钢板桩围堰）采用拉森钢板桩作为围堰的外壁，在离开驳岸线适当距离后即可施打两排拉森钢板桩，最外侧钢板桩滩地高程也只有-2。0m

6、。该方案具有施工速度快、建筑拆除也快、稳定性好、防冲蚀、防渗性好的特点。综合比较，推荐方案B，即钢板桩围堰方案。对于施工工期比较紧张的船台工程，该方案具有明显的时间优势。4、钢板桩围堰设计4.1平面布置钢板桩围堰平行于驳岸线布置，考虑基坑内施工场地要求，围堰内侧钢板桩距离拟建驳岸线5m，南北两端垂直转向并延伸至现有驳岸线。形成防汛封闭。围堰中心线长约362m，其中顺岸围堰长245m，南侧围堰长36m，北侧围堰长81m。4.2结构设计围堰采用拉森钢板桩围堰。围堰内外侧均采用Ⅳ型拉森钢板桩，桩长15m，桩顶标高2.8m，桩底标高-12.2m，桩顶设围檩，两

7、排桩间采用钢拉杆连接，拉杆间距3m。桩距5m。围堰钢板桩间填粘性土，-0.5m高程以下及外侧钢板桩内侧抛填袋装土，以增强围堰的抗渗能力。钢板桩围堰完成后，在顶上加筑0.5m高袋装土围堰，外海侧设浆砌块石小挡墙，墙底及内侧设防渗土工膜。堰顶高程3.3m。这样可以增长钢板桩的入土深度，提高围堰的整体稳定性、抗滑性和防渗能力，使围堰设计更加经济合理。围堰外侧抛填块石至-0.5m高程，抛石平台宽2m，坡比1：2。围堰内侧抛填袋装土至-0.5m高程，顶宽1m，坡比1：1。具体结构详见下图。图1围堰结构图5、钢板桩围堰计算5.1堰顶高程计算按《堤防工程设计规范》(

8、GB50286—98)第6.3.1条，堰顶高程应按设计洪水位或设计高潮位加堤顶超高确定,堤顶超