钢板桩围堰设计与施工

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1、钢板桩围堰设计与施工〔提要〕该文叙述了水中承台施工中采用钢板庄围堰进行维护挡水的设计情况与施工方法以及施工中易出现的问题和解决措施。〔关键词〕钢板桩设计施工方法控制措施1、工程概况***市***县***撤渡建桥工程***大桥Q1标位于***省***县境内，该桥全长605.3米。跨径组合为（4-25）+（3-25+20）+（42+75+42）+（20+4-25）+（5-25）m，其中主桥上部为（42+75+42）m三跨预应力混凝土变截面单箱单室连续箱梁，下部承台几何尺寸为5.4米*5.4米，墩身几何尺寸为4.4米*2

2、.0米。主墩9#、10#位于运粮河中，运粮河属于国家二级河道，不能断航。平时水深保持在3米左右，雨季时水深在6米以上，地质情况自上而下依次为素填土、亚粘土、淤泥质亚粘土、粘土等。地质-4～0.4米为淤泥质亚粘土，正好处于承台下部和桩基顶部。2、水中墩施工情况回顾2004年11月，我单位中标***大桥Q1标，当时运粮河处于枯水期，水位比较浅，水流速度较小。根据当时情况，采用围堰筑岛。堰顶高出水面0.5米，筑岛面积为10米*10米。后来由于建设单位配套施工服务设施迟迟不能解决，开工日期一再延期。到2005年3月，我项目

3、部施工完10#墩第一根桩后，12运粮河河水提前上涨，将围堰及没来得及撤回的钻机淹没，施工被迫停止。根据现实情况，重新选择施工方案。根据以上情况及***大桥总体工期安排，结合我项目部技术水平以及我单位以前施工类似情况，拟采用以下施工方案：2.1水中墩桩基采用钢管桩型钢支架固定平台施工。2.2水中承台和墩身采用钢板桩围堰施工。3、水中墩施工方案选定水中承台和墩柱的施工拟采用钢板桩围堰的施工方案。根据此桥的水深、水文、地质等相关情况和我单位多年进行水中施工的经验，我们对各类施工方案进行综合比选后认为：采用钢板桩围堰施工方

4、案与钢套箱围堰相比具有工期短、施工成本低、工艺简单、较少占用水面、安全、施工风险易于控制等诸多优势。4、钢板桩围堰设计一、钢板桩围堰示意图12水中钻孔桩成桩后，选用12m拉森Ⅱa型钢板桩进行围堰施工，围堰尺寸定为：7.2m×7.2m。方形围堰钢板桩采用方形导向架，在围堰的内侧打4根定位桩，焊接牛腿，再安装导向框。该工程由于在施工水中钻孔桩时，固定平台4根管桩可兼作定位桩用，故水中钻孔桩完成后，利用钻孔用固定平台（8.0m×8.0m）作钢板桩插打导向架装置。二、钢板桩围堰尺寸为7.2m×7.2m。设置两层相同内支撑，

5、边梁用2I40工字钢，斜撑（45度）用2I40工字钢。第一道设在水面7.5米标高处，第二道设在承台顶面2.5米标高处。桩底标高-4.5米，桩顶标高7.5米。开挖清泥后，一般不进行砼封底（视情况而定，施工承台时需打20~30cm砼垫层）。如果涌沙，采用水下混凝土封底，封底厚度为50厘米。围堰受力按静水压力和土压力计算。三、钢板桩围堰受力计算：1、资料数据：河床标高为+2.0米，根据«水碧桥1995～2004年5月最高水位»12资料，水位标高暂定为+7.0米，水深5.0米，承台顶标高+2.0米，承台尺寸5.4m*5.4

6、m*2.5m。围堰拟采用拉森IIa型钢板桩，截面抗弯模量W=849cm3,长度为12米，顶标高+7.5底标高-4.5米。根据地质钻探资料（ZK06）,土的物理性质指标为：Gs=2.71,e=0.868,ρ=18.3KN/m3,c=8.6,ф=21.6。2、荷载计算：取1米宽板桩计算其侧面荷载，计算至超开挖-0.8米处。-0.8米处水压力为：ρw(h1+h2)=(5.0+2.8)*10=78KN/m2,-0.8米处土压力为：ρ’=(Gs-1)*ρw/(1+e)=(2.71-1)*10/(1+0.868)=9.15,ρ

7、*h2tg2(45。-ф/2)=9.15*2.8*tg2(45-28/2)=9.25KN/m2(为偏于安全，按不考虑土层粘着力c影响计算)。故-0.8米处总侧面荷载为：p=78+9.25=87.25KN/m23、第一层受力：第一层内支撑设在标高为7.0米处，其受力最不利情况在开挖清泥抽水至第二道内支撑下0.5米时，即便于施工第二道内支撑时受力最大，围堰内水位2.0米，简化成如下图示：125.0米2.8米5.1米2.7米F合F1σ=5.0t/m2F1F砼F砼则F合=5.0×5.0×8.7/2+5.0×2.8×8.7=

8、230.6吨，经计算，F1=79.8吨，F砼=151吨。（F砼为假定围堰内土层总受力，不考虑土层受力的不稳定性，按固端受力考虑）4、第二层受力：其最不利情况为开挖清泥抽水至比设计承台底低20~30cm时，即超开挖20~30cm。此时水、淤泥全部清完，受力图示简化为：F14.50.72.6F1F2F砼σ=7.8t/m24.5米3.3米F砼F2F合偏于安全考虑，