工地培训的一个课件

1、工地培训的一个课件，望大家看后提出意见！顺序贴乱了钢围堰设计、施工与监测牛润明TEL :Q : 976879702石家庄铁道大学土木工程学院2012.05、概述在深水中兴建大型水利、交通工程，基础开挖 受水的制约而难度很大，必须用相应的围封措 施创造干作业。常用方法包括土石围堰、钢围堰、钢吊箱、钢 板桩围堰等。 I 大型水利工程因其体量大，有周密的施工导流 措施，往往选用土石围堰。桥梁工程因其桥墩相对孤立，常选用钢围堰、， 钢吊箱或钢板桩围堰。BAT C5双壁钢围堰三盘忠县长江大桥5.长沙湘江四桥67 5江津观音岩大桥 10#墩钢围堰双壁钢围堰的结构设il立整体计算模

2、型*5®琳地*1*水平斜撑 受力分析壁板、竖肋、水平环板隔仓、刃脚等。宜采用有限元软件建2）多撑式板桩入土深度的计算等值梁法计算步骤：计算步Rry = 丫N。十 j绘出土压力分布图；计算板桩墙上土压力强度等于零点离开挖面的距离y值;按多跨连续梁AF,用力矩分配法计算各支点和跨中弯矩，从中求出最大叁 矩Mmax,以验算板桩截面，并可求出各支点反力，即作用在支撑上的荷载 根据Rf和墙前被动土压力对板桩底端O的力矩相等的原理可求得x值，而a"K力分布闿（b）口值梁;所以板桩入土深度为，支撑围樽系统的分析计算以围樽为主体，按多跨连续梁计算，支撑作为弹性支点,钢板桩受的支撑力在这里变

3、为梁上的分布力。围橡受的轴力由角撑、斜撑以及端部压力传来。围梯按压弯构件校核强度。#° r(h + t)+q基坑底抗隆起计算：当基坑底为软土时，因基坑外的荷载及由于土方开挖造 成的基坑内外的压差，使支护桩端以下土体向上涌土，可按 下式进行验算。参见建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)式中M承载力系数，阳=5.14o 一一由十字板试验确定的总强度，kPa；.y土的重度，kN/n?用入土深度部土隆起抗力分项系数，1.4：t支护结构入土深度，m；.h-基坑开挖深度，m； .q地面荷载，kPa。 .61)基底涌砂计算:在砂土区，当地下水较高坑较深时，在动水压力作用下，地下水绕过支护墙连

4、砂土一同涌入基坑。yf>K式中：K-安全系数:丁一水的容重，取lOkN/nP; r c一 土的浮容重；一钢板桩入土深度;川地下水位至坑底的距离。封底混凝土计算:、当坑底土透水性较强，无法抽干围堰中的水，或者抽水会出现流砂现象时，必须进行水下混凝土封底，然后再进行后续各道工序Qu =兀+x)式中以为混凝土容重，按实际取值，人为水容重, 取10 kN/m3；/i为封底层顶面处水头以为封底混项 土厚度中为考虑未计算的桩土间摩擦阻力和围堰 自重的修正系数，小于L偏安全考虑，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重,封底混凝土的厚度计算，根据求的弯矩M按下式计算;3.5KM 八+ Db£式中一封灰

5、混凝土厚度（mm”K-安全系数,按抗拉强度计算的受压、受弯构件为2.65, /M -板的最大变矩（N - mm"，一板宽，单位长度取1000mm ； 儿一好抗拉强度设计值（N mm：）。C20即LlMPa： vD -考虑水下混凝土可能与围堰下泥土掺混的增加厚度，一般取300500mm o 媪!也可以用有限元软件建立封底混凝土的整体有限元 模型：用块体单元模拟，注意约束的模拟.# (选择板桩截面 求入土深度t2处剪力为零的点g通过试算求出g点，该点净主动土压力acd应等于建被动 土压力dgh。 计算最大弯矩此值应等于acd和dgh绕g点的力矩之差值。 选择板桩截面根据求得的最大弯矩和钢

6、板桩材料的允许应力(取钢材屈服49应力的1/2),确定板桩型号。(a)卜.压力分布(b) 叠加后的七压力分布图_映- 2心）H2Ea-Ep2、单撑钢板桩计算根据如土深度的深浅，计算方法有：较浅时，板桩上端为简支，下端为自由支承；当入土深度 较深时,下端则为固定支承。(1)单撑浅埋钢板桩计算为使钢板桩保持稳 定，作用在板桩上的力 Ra、Ea、Ep必须平衡， 对A点取矩等于零，可求# ij(a)打工.力分布(C) ： i ，钢板机变；再由Z = o,即可求得作用在A点的53Ra=EEp然后即可绘制钢板桩的内力图，求得剪力为零的点，该点处的弯矩即为板桩的最大弯矩。根据该弯矩 根据支撑反力即可。Q）单

7、撑深埋钢板桩计算用等值梁法计算8）板机上上小力分布图 板机里地图 等值梁计算步骤：1）计算作用于钢板桩上的土压力强度，并绘出土压力分布图。计算土压 力强度时，应考虑板桩墙与土的摩擦作用，将板桩墙前和墙后的被动土 压力分别乘以修正系数（为安全起见，对主动土压力则不予折减）。冽板机的波动上压力修正系效上的内庠擦力对30，2?20，15*10-K （增前）2.32.01.81.7L6L 11.2K墙后0.350.40.470.550. 61仇751.0合尸>=本，("+,)=居+海Py-'y(KKp-Ka)0(a)等隹梁法(b)板枇上士出力分布图(c)板机弯矩图3)等值架54

8、实际板桩的入土深度可取t=(L 17.2)tO。）多撑深埋钢板桩计算用等值梁法计算1）支撑的布置和计算支撑层数和间距的布置，影响着钢板桩、支撑、梯的截面尺寸和支护结构的材料用量，其布置方式有以下两种。等弯矩布置等反力布置55以上两种支撑布置方法是一种理想状况，实际施工中可能 由于主体结构影响等原因不能按上述方法布撑，此时，则将板 班视作承受三角形荷载的连续梁，用力矩分配法计算板桩的弯 矩和反力，用来验算板桩截面和选择支撑规格。水土分算方法:地下水位以上部分:Pa ="K,地下水位以下部分:Pa =（卜必 +/（z必）+ 八（zHJ/土的重度(kN/m>/土的浮重度(kN/m3)

9、； Zvv水的重度(kN/m)计算用时应采用土的有效抗剪强度指标小、瑕。41水土合算方法:地下水位以上部分:Pa ="K,地下水位以F部分;4二加+%（Z-必）、土的重度(kN/m>7saf土的饱和重度(kN/nr)计算(时应采用土的总应力指标c、q>o45成层土的土压力计算:H点:二（7禽 + 4 ）人心2c24=炉45。吟Pai 二-2 q心力点上（在第一层上中）：pa = Xi A 力点卜（住第层上中）；p al = 714人! 一 2Q J/<a2式中；心=k45°g静水压力分布与计算:流水压力分布与计算:式中：F水流作用力(kN)：一水流设计流速

10、(m/O.取基坑所处范网内可能出现的最人平均流速C*水流用力系数，根据表14-1收修：p水的密度(t/m3),淡水取L0,海水取L025；A钢板桩围护结构与流向垂直平面上的投影面积(n?)。水流阻力系数表14-1矩形氏/宽L01.5Z0W3。1.501.45L301.10圆形0.73风力、波浪力参照相关规范计算。4511、钢板机结构设计（确定型号、入土深度）；控制钢板桩长度的要素主要有基底翻起、管通、插打过程的 稳定（入土深度与钢板桩长度比值应大于0.5）、封底的经 济性几方面和现场实际地质情况。2、支撑结构设计（支撑形式、支撑层数及位置）；J3、封底混凝土设计（厚度的确定）。# L混凝土封底

11、应有足够的厚度，以确保围堰的安全，在保证围堰施工安全的情况下考虑施工的经济性,封底混凝土厚度主要考虑以下几个因素：(1)封底混凝土底面在受到内外水头压力差的作用下，若 钢板桩围堰和封底混凝土之间的粘结作用不致被静水压力 破坏时，则必须有足够抵抗封底混凝土及围堰整个被浮起 的能力；(2)在围堰整体能稳定时，必须考虑封底混凝土在抵抗向 上的水压力及其它荷载时能正常工作，不至 挠曲和折裂致使围堰穿孔0钢板桩围堰结构设计:1、悬臂式钢板桩计算通过试算确定板桩埋入深度th假定埋入深度为tl,然后将净主动土压力acd与净被动土压力de两e点取力矩，要求由def产生的抵抗力矩大于由acd所产生的倾覆力矩的2

12、倍，即防倾覆的安全系数为2以上。将通过试算求得的tl增加15%,以确保钢板桩的稳定。49当筑岛施工时，可采用钢筋混凝土围堰、钢板桩围堰等;当处于深水区时，高桩承台可采用单壁钢吊箱；低桩承 台可采用双壁钢套箱；中世蒯根据施工经验，当围堰内开挖为10m左右时，都可以采 用拉森VI型钢板桩进行围堰施工，当然需在钢板桩内侧进 行加固；高桩承台水深在6m以内时，采用单壁钢吊箱比 较经济合理；低桩承台水深在6m以上且截面较大时,'采. 用双壁钢套箱比较经济合理；地质资料、土的参数（必要时做土工试验），标高，E 堰附近堆载，当地风力、施工期水位、可用的钢板 桩的型号、有哪些可利用的型钢等等。.35进

13、驻施工现场之后，应及时结合现场的实际情况对设计提供的水文、地质 资料进行复核、调查和勘察，并进行必要的补充，为后续的施工组织设计 提供参考依据。(1)与当地水文站建立联系，以便得到及时预报的水文资料;(2)复核河床断面，掌握确切的实际的河床断面及标高。(3)必要时对墩位处的地质情况进行补勘。尽管设计提供了地质资料，但不尽完善，有时不能为我们的，管桩、钢护筒及E K :J堰的施工提供详细的数据Q4、钢板桩围堰的受力计算土压力的类型:IM4-1三种不同极限状态的上压力(a)静止七压力,(b)匕动I压力：(c)被动上压力静止土压力：假定：地表面水平，墙背竖直、光滑； Po =+ q)KoY土的重度(

14、kN/m3)； Z计算点的深度(m)； q地面均布超载(kPa)： H围护墙高度；K。计算点处土的静止土压力系数； p，一土的有效内摩擦角。对砂性土： K0 = l-sin0 对粘性土： Ko= 0.95-sin。' 一般情况下砂土幅=0.350.5,粘性土5=0.50.7主动土压力:无粘性土:Pa=yzKa粘性土:Pa=yzK2c灰(p土的内摩擦角；土的粘聚力(kPa);39被动土压力:无粘性土:Pp = yzKp粘性土:Pp = yzKp +2c晒计算点处土的被动土压力系数;4=121/（45。+/）(P土的内摩擦角； 土的粘聚力(kPa);土压力计算中的水土分算与合算问题: 水土

15、分算原则,即分别计算土压力和静水压力,两者之和即总的侧压力。这一原则适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况，一般适用于砂土、碎石类土。 水土合算的原则：认为土孔隙中不存在自由的重力水,而存在结合水，它不传递静水压力，以土粒与孔隙水共同组成的土体作为对象，直接用土的饱和重度计算侧压力，这一原则适用于不透水的粘土层。41；支撑体系的几种施工方法：1、逐层安装支撑体系，逐层抽 水或开挖，到高程后浇筑垫 层（不封底）2、先水下开挖到封底碎底面, 浇筑封底碎，然后逐层安装 支撑体系，逐层抽水1、逐层安装支撑体系，逐层抽 水或开挖，到高程后浇筑垫 层（不封底）2、先水下开挖到封底碎底面

16、, 浇筑封底碎，然后逐层安装 支撑体系，逐层抽水钢板桩支护结构形式锚拉方式锅嫉镇内支撑支护体系立面图钢板械与型纲腺梁连接图横撑方式27|根据有无内支撑及内支撑 的数量，分为：悬臂板桩、单撑板桩、多撑板桩3、围堰的初步设计及要求围堰的设计要求:1、围堰必须能够承受作用在其上的各种荷载；2、控制渗入围堰内的水量，用泵抽干；3、在每个施工阶段都必须保证施工面稳定，不发生不可控制的 隆起、流沙或管涌；4、围堰墙体和支撑变形不能影响围堰附近的永久结构或其它既 有结构；5、必须保证斜坡或潜在滑动面导致土体失衡时能够维持堰体整 体稳定；6、围堰大小必须合适，能够满足其内部结构的施工要求；7、临时围堰必须要能

17、够最大限度地回收和重复利用建筑材料。钢板桩围堰设计的几点说明设计依据：建筑基坑支护技术规程JGJ120-99、钢结 构设计规范、基坑工程手册计算模式：一般是采用多支点支护结构“等值梁法深埋式” 进行，分“各种工况”计算。关于土压力的计算：采用“朗肯土压力”计算理论QJ£J 皿基坑工程手册31结构形式的确定（钢板桩围堰、双壁钢围堰等）;设计荷载确定（各层土的性质、地下水位的标高）;结合实际工程确定围堰平面形状、尺寸截面形状世界上第一块U型剖面斜凸互工程师Tryggve Larseri先生在 不来梅开发制作的！常见的是热轧U型钢板桩，基本上为m型、 w型。型号 Type 宽(W)规格 i

18、mensio厚 mm断面极 cm2郎Fer steelcsssssa展捱 sheet pile单位质量 kg/m断面积 an2/m抵米桩物 er ea<h metei诞米参数r of wa ll wid单位质f kg/m2拉森三型 spin4001251376.42222022360.01910168002270150拉森四型 SMV4W17015.596.99467036276.1242.53150190拉森六型 SP-IVw60021018.013538630539106225.5567002700177士桩围堰一般结构形式主要为两部分:通常用“U”型钢匕二.二 过其特有的锁扣连接，形成组合墙。采用振动锤将钢板桩振入一定 深度的土层。支撑体系，包括多层支撑和围楝20?可拼形状21道路、铁路两侧钢板桩的支护地下车库开挖单边支护海feftLL河岸抢险支护iiiiiiii候用里耳 耳控界*: ifRMB： 发漳材料所5 双9忸圭*JMH 可6#中君*maM» »aiY0i2nn开惚鼠过GrrVOEA»«H： ffHMrw武广高铁天兴洲特大桥杭州湾大桥大检B一!QC3 C3钢吊箱扬中夹江二桥11；i南京大胜关长江大桥9号墩钢吊箱单壁钢板