仙蠡桥水利枢纽钢板桩围堰设计与施工

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2008年6月第2期葛洲坝集团科技总第86期仙蠡桥水利枢纽钢板桩围堰设计与施工李丹平，姜显峰，杨谦贤摘要无锡仙蠡桥水利枢纽钢板桩围堰长260m，宽6m，钢板桩入土深8m和12m。本文介绍钢板桩围堰施工设计中抗倾覆、抗滑及渗流稳定性计算；振动打桩锤选择的三项必要条件，并对施工中遇到的问题提出了对策。关键词仙蠡桥工程；钢板桩围堰；设计；施工2．2平面布置与断面设计1工程概况钢板桩纵向围堰全长260m，根据建筑物的基仙蠡桥水利枢纽工程位于无锡市梁溪河与京

2、础开挖深度，在节制闸65m范围段和穿运顶管工杭运河的交汇处。其中南枢纽工程由两座24．8m作井37m范围段打双排16m长钢板桩(桩入土深×24m的节制闸和一座13．7m×16m南涵首及三12m，外露4m)；其余158m范围段打双排12m长孔3．3m×3．3m长145．99m贯穿运河的地涵等主钢板桩(桩入土深度8m，外露4m)。围堰横断面体建筑物组成。工程分两期围堰施工，一期围堰全布设为双排钢板桩，间距6m。两排钢板桩之间采长638m，采用钢板桩纵向围堰和木桩横向围堰将用25@80em拉杆连接，在

3、高程3．5m处分别加焊梁溪河3／4截流，东侧1／4导流兼通航；二期围堰[25b槽钢作围檩。堰体填筑粘土，子堰迎水及背全长334m，采用木桩围堰和土围堰连接南涵首形水坡码放袋装土。横剖面图详见图1。成封闭围堰，西侧节制闸导流兼通航。工程具有防洪、排涝、航运及调水改善城市水环境等综合功能。工程地处长江三角洲冲积湖太湖水网平原区，地貌类型属古泻湖堆积的水网平原。河床地层以粉质粘土层为主。施工期间要求不断航，钢板桩围堰须在水上施工，工程于2004年5月开工，2006年6月竣工。2钢板桩围堰施工设计2．1

4、钢板桩型号、规格及尺寸采用日本产拉森钢板桩。型号：JISA5528SY295；规格：400mm×170mm×15．5mm，长度L=12m～16m(原定有18m型号，因地质原因改为16m)；钢板桩的自重：76．1kg／m；惯性矩：Ii：．J38600em／m；截面抵抗矩：2270em。／m。图1钢板桩围堰横剖面图65维普资讯http://www.cqvip.comNo．2June2008GEZHOUBAGROUPSCIENCE&TECHNOL0GYSerialN0．862．3稳定验算MI=Y,Pp

5、iHi(i为②一⑤)。各持力层总被．对围堰进行抗倾覆、抗滑和渗流稳定验算。以动土压力Pi=(P+Pi2)$hi2，P为土体顶12m长钢板桩为例进行稳定验算。部被动土压力P。：ri$hi$Ka+2ci，其中(1)抗倾覆稳定计算h为上部荷载折算成当量厚度hi=(hl一+h)K。=(Ml+M2)／M0。式中：Ko——抗倾覆安全系数(K。≥1．5)；Ml——围堰背水侧钢板桩各持导，土压力系数Ka=tg2(45。+)；P为土体力层对格体趾部的抗倾覆总阻力矩，kN·ITI；底部被动土压力P。i2=ri$(h

6、i+hi)$Ka+2ciM2——围堰内填土及钢板桩自重对格体趾部的抗Ka。Hi为各总被动土压力作用线Hi_∑hi—1倾覆总阻力矩，kN·ITI；M0一迎水侧钢板桩各持力层对格体趾部的倾覆总力矩，kN·ITI。钢板桩迎水侧承受主动土(水)压力，背水侧=c28承受被动土压力，根据各持力层特性及朗肯土压力21$6$19．7+∑6hi$ri]$3+76．1$12$9．8／计算公式，计算过程及计算结果如下：1000$2．5$6=450254kN·m计算结果见表1。①持力层特性(2)抗滑稳定计算围堰迎水侧4

7、．53一一8．O1分①一⑤不同K=(GO．+P)／P。≥1．3，为围堰底部摩檫持力层，背水侧分②一⑤不同持力层各持力层重度系数取0．2。r、粘聚力c、内摩檫角中及层厚度h见表1。K=(147848$0．2+152284)／40428=4．50>②倾覆力矩M01．3，不会产生滑动。M。=2PaiHi(i为①一⑤)。各持力层总主(3)渗流稳定计算动土压力Pai=(Pai1+Pai2)$h

8、／2，PaI1为土体顶Ks=ic／i。ic=(P一1)／(1+e)，i=h／L。式中Ks一安全系数，ic一临界水

9、力坡降ic=(2．73—部主动土压力PaI1=ri木hi$Ka一2ciKa(Pai11)／(1+0．78)=0．97；i=4．74／(7．8+6+7．8)=>10)，其中h为上部荷载折算成当量厚度hi=0．22；Ks=4．4>1．5满足抗渗稳定要求。(h一1+h)$，土压力系数Ka=tg(45。一2．4打桩锤的选择钢板桩能否顺利打人设计高程，与土质类别、)(水压力取I．2)；Pai2为土体底部主动土压力钢板桩型号及打桩机械性能直接相关。本工程地Pai2=ri$(hi+hi)$Ka一2ciKa。H