水中钢板桩围堰施工专项方案
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1 工程简介
京杭XXXX四号桥110米主跨15#、16#两个主墩位于XX内，桩顶标高为%?.558m，承台尺寸为11.7*8.6米，承台高度3m，顶标高为%?1.558m。15#、16#主墩尺寸为6*4米，顶标高为%?3.658m。XX最高通航水位为%?8.050m，最低通航水位为%?5.830m。水中施工为XX中搭平.建台及桩基施工常某某为%?6.2m，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XX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
单某某
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基坑底管某某及隆起验算
抗管某某：根据不发生管某某条件：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）=5.4
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*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+h2)/(2*2)
=19*0.52*(3.2+3/2+3.2+3+3.8/2）*( 3+3.8)/(2*2)=215KN
即圈梁支撑力：q=215 kN/m，围囹采用四根I25a组拼布置（Wx=2016cm3,Ix=50390 cm4），在四角处设置斜撑，加焊后形成封闭框架结构。
13.7米和10.6米方向可以简化为五等跨等截面连续梁形式，按最不利位置圈梁验算第XX圈梁。
13.7米：Mmax=0.078ql2=0.078*215*2.742=125.9 kN·m
σ= Mmax/W=125.9kN·m/2016cm3=62.45MPa请点击下方选择您需要的文档下载。
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