桥墩钢板桩围堰设计方案.doc

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1、鸭绿江大桥24#桥墩钢板桩围堰设计方案鞍山紫竹桩基础工程有限公司二00二年一月十八日24#桥墩钢板桩围堰计算书一、工程概况24号桥墩位于K11+187.00鸭绿江特大桥K11+820.00处，在朝鲜侧，承台长31.482m，宽10.8m，高度为4m，封底混凝土厚度1.5m，封底底标高为-4.2m；水文地质条件是：鸭绿江涨潮最高水位为+4.28m，水流速为2.86m/s，河床平均标高+2.2m，自上而下分别为粉质粘土、细沙、卵石；根据实际工程情况，本工程拟采用深基坑开挖拉森钢板桩围堰支护方式进行施工。二、拉森

2、钢板桩围堰设计1、钢板桩选型：根据工程实际条件围堰选用热轧拉森Ⅳ型钢板桩，长度为15m。图一钢板桩结构形式钢板桩结构参数：TypeWidth 宽度WHeight高度HMass(singlepile)质量（单根桩）质量（每平米）SteelGrade材质MomentofInertia惯性矩SectionModulus截面模量mmmmkg/mkg/m2cm4/mcm3/mTYPE-IV40017076.1190.25Q345R386002270钢板桩力学性能：σb=510MPaσs=345MPa[δ]=215MP

3、a2、围堰外形设计：根据承台设计尺寸，考虑到施工需要，主要是围堰打设方便、承台模板安装作业空间以及施工期间围堰内抽水、集水井设置等因素，并且使围堰边长满足所选钢板桩模数的整数倍，最后确定围堰为矩形单壁钢板桩围堰，围堰平面几何中心尺寸为：34.74m×13.94m，围堰内净尺寸为34.4m×13.6m，钢板桩数量为2×（85+33）=236（支），角桩4支，“人”字形分水岭钢板桩挡墙40支，钢板桩重量为：0.0761×15×（236+6+40）=322（吨）。3、围堰标高设计：根据施工季节鸭绿江潮汐情况和河流

4、的历史最高水位，考虑浪头影响，钢板桩围堰上标高设定为+6.0m，钢板桩下标高-9.0m，承台下标高为-4.2m，则围堰内基坑深度为10.2m，钢板桩入土深度4.8m。钢板桩打拔施工利用钢平台做为施工通道。3、钢板桩围堰支撑设计：承台上标高及钢板桩实际受力情况分析，钢板桩围堰设三道围檩和内支撑，第一道支撑位于钢板桩上标高以下3.3m处，第二道支撑在第一道支撑以下2.8m处，第三道支撑在第二道支撑以下1.5m处，第三道支撑距离坑底1.6m，由于第二、第三道支撑影响承台施工，而混凝土封底达到强度后相当于在基坑底部

5、的内支撑，当封底混凝土浇筑强度达到70%后即可拆除第三道支撑，承台混凝土需要分两次浇筑，第一次浇筑1.3m高，达到强度后加内支撑，拆除第二道支撑，实际上是对第二道支撑的置换；围檩均采用2I50a工字钢钢双拼焊接而成，沿围堰四周布置，围檩安装在与钢板桩焊接的牛腿上，牛腿间距1.6m，牛腿采用100×100等边角钢制作，围檩与外层钢板桩之间采用型钢顶紧焊接，50a工字钢Ix=46472cm4Wx=1859cm3A=119cm2q=93.6Kg/m[δ]=170MPa用量54吨；围堰内支撑均采用Φ400×14钢管

6、，间距5m，每层6根，内支撑均用Φ400×14制作角部斜撑，钢管用量38.5吨。如图二所示。图二钢板桩围堰平面图三、钢板桩受力计算1、围堰基本形式：如图三所示，河流水位按历史最高水位+5m计算，河水流速为2.86m/s，根据地勘钻孔编号为BZK53地质报告显示，24号桥墩处河床实际标高按+2.67米计算，水深为2.33m，围堰内最大开挖至-4.2m，抽水后基坑开挖深度：2.67+4.2=6.87m，钢板桩下标高-9m,钢板桩入土深度4.8m。2、地质条件：K11+820.0右14.20m处河床以下土层情况为

7、：粉质粘土：层顶标高+2.67m，层底+0.38m，层厚2.29m，容重γ1=18.5kN/m3，粘聚力c1=13.3KPa，内摩擦角θ1=7.1o。细沙：层顶标高+0.38m，层底-5.72m，层厚6.10m，容重γ2=19.1kN/m3，，粘聚力c2=0，内摩擦角θ2=30o。卵石1：层顶标高-5.72m，层底-12.52m，层厚6.8m，容重γ3=20.6kN/m3，，粘聚力c3=0，内摩擦角θ3=40o。土质大部分为沙土，透水性较强，水容重γ水=10KN/m3，为保证钢板桩围堰的整体安全性，计算时按

8、水土分算法计算，不考虑粘聚力C。1、钢板桩受力计算为保证钢板桩围堰的安全，采用在围堰最不利状态进行计算，最高水位+5m,流速最大2.86m/s，以钢板桩围堰迎水面为对象，围堰开挖后混凝土封底不参加计算，计算以水平1延米为单位图三钢板桩示意图1）、流水压力：F/动=10KAγ水v2/2g=10×1.3×13.94×2.33×10×2.862÷（2×9.81）=1760（KN）单位水平延米压力值为：P动=10Kγ水v