某特大桥钢板桩围堰施工组织设计

某特大桥钢板桩围堰施工组织设计一、编制依据1.新建铁路汉宜线汉口至宜昌东段工程XX标施工合同。2.新建铁路汉宜线汉口至宜昌东段工程招标文件、设计图纸、业主下发的指导性施工组织设计及XX集团XX标投标书。3.国家及铁道部颁发的现行有关原材料、施工控制、产品验收的“规范、规程、规则、施工标准、验收标准”等。4.5.集团公司拥有的科技成果、工法、机械设备、施工技术水平及类似工程施工经验。6.现场实际调查及地质勘探资料。二、编制范围XX特大桥149、150、489、490号墩钢板桩围堰施工。三、工程概述（一）工程概况某特大桥位于XX，桥梁中心里程为DKXX。主桥以一联（40.6m＋64m＋40.6m）预应力混凝土连续梁跨越某河道。其中149＃位于堤岸边坡上，150＃墩位于某河道中，河道四季有水，冬季水深3～4米。最低通航水位24.96米，枯水期常水位在28.00米以下。该桥在488#～491#墩之间跨越东干渠，桥梁以32.6m＋40m＋32.6m通过，其中489、490墩位于东干渠岸边。149、150号主墩承台平面尺寸为18..6×10.6m，高度为4.5m，墩座平面尺寸为10.00×4.00m，高度为1.5m。单个承台下为15根Φ1.5m钻孔桩。河床土层以粉细沙、粉土为主。详见附图9—某特大桥149#～150#墩桥型图。大桥主桥位处左侧河堤顶高程为40.68m，右侧河堤顶高程为40.9m，河床底最低标高为24.23m，设计施工水位为27.5m。左右大堤间宽960m，最高通航水位36.98m，最低通航水位24.96m。通航孔通航净空尺度：航道等级为Ⅴ级，净宽不小于60m；净高在最高通航水位以上不小于6m。（二）施工水位的确定根据总工期要求，结合现场实际情况，主桥桩基计划在二〇〇九年二月初至二〇〇九年三月上旬前完成，承台在二〇〇九年四月中旬完成，墩身在二〇〇九年四月底前出水，在五月中旬前完成，根据总体施工计划，施工水位按近几年同期最高水位为26.7m确定，考虑风浪引起的水流冲击，150#墩沙袋筑岛平台采用29，5米，钢板桩顶高程计划28.0m，施工检算按28m进行设防。（三）桩基施工平台149、150、489、490墩采用的是筑岛平台，149平台顶高程为28m，150号平台高29.5米，489#、490#平台高28米。四、围堰方案150#墩位于某主河道，149#墩位于某左岸边，489、490号墩位于东干渠河岸边。水中施工常用围堰有筑岛、钢板桩、钢套箱、钢吊箱等形式。从基础结构形式看，这几个墩承台均属低桩承台，施工宜采用钢板桩（适用于水中墩、陆地墩）、钢套箱（适用于水中墩，地形较平坦）两种方案。根据我单位多年来的施工经验，149、150、489、490号墩采用钢板桩方案较为合理。在施工安全、质量、工艺和施工组织方面均能得到充分的保证。某特大桥水中墩是我标段管理重点，必须紧抓枯水期施工，确保二〇〇九年汛前墩身出水面，方便后续工程施工，为早日完成某特大桥奠定基础和创造条件。因此方案选择首先要确保“4月底前墩身出水面”，其次要确保施工安全。五、钢板桩围堰布置149＃150＃墩承台施工钢板桩采用拉森Ⅳ型，149＃150＃墩承台底标高均为18.976米，筑岛面高程为29.68米，先讲岛面高程降至28.00米，开始钢板桩施工。钢板桩顶高程为28.00米，149＃150＃墩采用18米钢板桩，149＃、150＃墩内支撑根据挖深采用4道。支撑系统采用H400、H350型钢作为圈梁，平面支撑采用H400型钢，竖向采用H200mm型钢与平面支撑连接形成三维空间体系，增强支撑结构稳定性。149＃、150＃墩钢板桩的具体布置见附图1-8。489＃490＃墩承台施工钢板桩采用拉森Ⅳ型，489＃490＃墩承台底标高均为19.722米，筑岛面高程为28.422米，先将岛面高程降至27.50米，开始钢板桩施工。钢板桩顶高程为27.50米，489＃490＃墩采用16米钢板桩，489＃、490＃墩内支撑根据挖深采用4道。支撑系统采用H400、H350型钢作为圈梁，平面支撑采用H400型钢，竖向采用H200mm型钢与平面支撑连接形成三维空间体系，增强支撑结构稳定性。六、钢板桩围堰设计计算书（一）149#、150#墩钢板桩检算书149、150号墩检算计算资料河床地质：人工填土为粉细沙,标高在+22.2m以上，取，，粘聚力；其下为粉细沙，取，，粘聚力。施工水位+26.770m，承台顶面标高+23.476m，承台底面标高+18.976m。钢板桩采用拉森Ⅳ型，材质16Mn，截面模量,弯曲应力，自重为。钢板桩长度18.0m，钢板桩顶部标高：+28.000m，底部标高+10.000m。令粉细沙（填土）以及下层粉细沙中主动、被动土压力系数分别为考虑土体与钢板桩的摩擦力，取被动土压力提高系数，钢板桩底部土体按照透水来进行计算。内支撑材质Q235，轴向应力，弯曲应力。计算所取土层参数如表1所示。表1计算所用土层参数层号土类名称土层顶/底标高重度浮重度内摩擦角粘聚力()()()(度)()1粉细沙(填土)+28.0/+222.219.09.018.512.52粉细沙/+8..819.09.018.514.5钢板桩总体布置及施工顺序钢板桩总体布置情况见图1.2所示。施工顺序为：⑴开挖至+26.77m处，在+27.5m处安装第一道支撑。⑵开挖至+24.0m处，在+25.0m处安装第二道支撑。⑶开挖至+21.5m处，在+22.5m处安装第三道支撑。⑷开挖至+20.0m处，在+21.0m处安装第四道支撑；全部支撑安装完毕。⑸向钢板桩内侧注水至外侧水面同一标高+26.77m处，吸泥至+16.476m，灌注水下混凝土封底层厚2.5m。封底混凝土顶标高为18.976m。⑹施工承台下部1.5m完成后，在已完承台与钢板桩间填粗砂并压实，粗砂顶部浇筑30cm厚C20砼，砼达到强度后，拆除第四道支撑。⑺施工承台中部1.5m完成后，在已完承台与钢板桩间填粗砂并压实，粗砂顶部浇筑30cm厚C20砼，砼达到强度后，拆除第三道支撑。⑻施工承台剩余部分完成后，在承台与钢板桩间填满粗砂并压实，粗砂顶部浇筑30cm厚C20砼至承台顶面。⑼拆除第一道和第二道支撑，施工墩身部分。图1.2钢板桩总体布置图150号墩钢板桩强度检算工况一插打钢板桩完毕后，钢板桩顶面标高为+28.000m，围堰内开挖至标高+26.770m处，计算此时钢板桩的强度。计算图式见图2.1-1。经计算，钢板桩在入土深度1.06m处按固结处理来计算。图2.1-1工况一（计算简图）钢板桩受力分析：+26.770m处：+25.710m处：按照以上计算数据，利用有限元结构计算midas软件，按钢板桩桩底处为固结的悬臂梁计算钢板桩弯矩。经计算得到最大弯矩为，见图2.1-2。反力图见图2.1-3。所以<可图2.1-2工况一（弯矩图）图2.1-3工况一（反力图）工况二钢板桩顶面标高为+28.000m，在标高+27.500m处安装第一道支撑。基坑开挖至标高+24.000m处，计算此时钢板桩强度。计算图式见图2.2-1。经计算知，钢板桩在入土深度2.29m处铰接。那么钢板桩受力分析如下。+26.770m处：+24.000m处：+21.71m处：按照以上计算数据，利用有限元结构计算midas软件，按钢板桩桩底处为铰接的简支梁计算钢板桩弯矩。经计算得到最大弯矩为，见图2.2-2。反力,见图2.2-3。所以<可图2.2-1工况二（计算简图）图2.2-2工况二（弯矩图）图2.2-3工况二（反力图）工况三钢板桩顶面标高为+28.000m，在标高+27.500m处为第一道支撑，在标高+25.000m处安装第二道支撑。基坑开挖至标高+21.500m处，计算此时钢板桩强度。计算图式见图2.3-1。经计算知，钢板桩在入土深度3.88m处铰接。那么钢板桩受力分析如下。+26.770m处：+21.500m处：+17.620m处：按照以上计算数据，利用有限元结构计算midas软件，按钢板桩在桩底处为铰接的连续梁计算钢板桩弯矩。经计算得到最大弯矩为，见图2.3-2。反力,,见图2.3-3。所以<可图2.3-1工况三（计算简图）图2.3-2工况三（弯矩图）图2.3-3工况三（反力图）工况四钢板桩顶面标高为+28.000m，在标高+27.500m处为第一道支撑，在标高+25.000m处为第二道支撑，在标高+22.500m处安装第三道支撑。基坑开挖至标高+20.000m处，计算此时钢板桩强度。计算图式见图2.4-1。经计算知，钢板桩在入土深度4.83m处铰接。那么钢板桩受力分析如下。+26.770m处：+20.000m处：+15.170m处：按照以上计算数据，利用有限元结构计算midas软件，按钢板桩桩底处为铰接的连续梁计算钢板桩弯矩。经计算得到最大弯矩为，见图2.4-2。反力，，,见图2.4-3。所以<可！图2.4-1工况四（计算简图）图2.4-2工况四（弯矩图）图2.4-3工况四（反力图）工况五⑴干挖作业检算钢板桩顶面标高为+28.000m，在标高+27.500m处为第一道支撑，在标高+25.000m处为第二道支撑，在标高+22.500m处为第三道支撑，在标高+21.000m处安装第四道支撑。基坑开挖至标高+17.976m处，计算此时钢板桩强度。计算图式见图2.5-1。经计算知，钢板桩在入土深度6.11m处铰接。那么钢板桩受力分析如下。+26.770m处：+17.976m处：+11.866m处：按照以上计算数据，利用有限元结构计算midas软件，按钢板桩桩底处为铰接的连续梁计算钢板桩弯矩。经计算得到最大弯矩为，见图2.5-2。反力，，，,见图2.5-3。所以>不可！图2.5-1工况五（计算简图）图2.5-2工况五（弯矩图）图2.5-3工况五（反力图）⑵水中吸泥开挖检算上述验算表明，如进行干挖作业，则钢板桩强度远不能满足要求。若增加支撑则承台施工变得困难很大。因此计划在水中吸泥开挖，水下灌注封底混凝土。第四道支撑安装完毕后，往围堰内注水至标高+26.770m处。水中吸泥至+16.176m（考虑封底混凝土厚度为2.5m，混凝土高度富裕量0.3m）。计算抽水前围堰的强度。经计算知，钢板桩在入土深度2.67m处铰接。计算图式见图2.5-4。那么钢板桩受力分析如下。+26.770m处：+16.176m处：+13.506m处：按照以上计算数据，利用有限元结构计算midas软件，按钢板桩桩底处为铰接的连续梁计算钢板桩弯矩。经计算得到最大弯矩为，见图2.5-5。反力，，，，见图2.5-6。所以<可图2.5-4工况五（计算简图）图2.5-5工况五（弯矩图）图2.5-6工况五（反力图）工况六封底混凝土厚度2.5m灌注完成并达到设计强度后，围堰内抽干水。计算此时钢板桩强度。按照钢板桩在封底混凝土顶面+18.676m处固结来计算。计算图式见图。+26.770m处：+18.676m处：按照以上计算数据，利用有限元结构计算midas软件。经计算得到最大弯矩为，见图2.6-2。反力，，，，见图2.6-3。所以<可图2.6-1工况六（计算简图）图2.6-2工况六（弯矩图）图2.6-3工况六（反力图）工况七承台施工分三次进行，每次施工到支撑中心线下0.5m处，然后在承台与围堰之间填粗砂并压实，其上浇筑C20砼30cm厚，然后拆除支撑。这个过程与施加支撑的过程相比对钢板桩是有利的，不必检算。承台施工完毕、圈梁浇筑完成后，拆除第二道和第一道支撑，钢板桩固结于承台顶面，验算钢板桩的强度。计算图式见图2.7-1。+26.770m处：+23.476m处：按照以上计算数据，利用有限元结构计算midas软件，按钢板桩在承台顶面固结计算钢板桩强度。最大弯矩为，见图2.7-2。反力见图2.7-3。所以<可图2.7-1工况七（计算简图）图2.7-2工况七（弯矩图）图2.7-3工况七（反力图）入土深度计算入土深度按照最危险的工况（工况五，水下吸泥完成但尚未灌注水下混凝土前）来确定。支撑承担上部悬臂位置的压力，那么入土部分的内外侧压力应当平衡，最下一层支撑与基坑面间的部分按照高度来平分。+18.588m处(第四道支撑与基坑面中间标高)：外侧内侧+(18.588-2.324-L)=+(16.264-L)处外侧内侧根据，可以解得，取入土深度，所以钢板桩计算总长度应为<实际长度可实际入土深度抗隆起验算验算工况五吸泥至+16.176，此时注水至同围堰外水面同一高度。坑底抗隆起验算采用地基稳定性验算法。定义滑动圆弧半径为x，见图2.9。转动力矩稳定力矩取稳定系数时，有要使取得最大值，必须有，即：<钢板桩入土深度可！图2.9抗隆起验算示意图封底混凝土厚度计算⑴混凝土抗浮力计算封底混凝土达到设设计强度后，抽抽干围堰内的的水，此时封封底混凝土受受到内外水头头差而形成了了向上的浮力力，混凝土依依靠自重、与与护筒的粘结结力、与钢板板桩间的粘结结力来克服。封底混凝土拟采用用C25混凝土，混混凝土的允许许拉弯应力，钢钢护筒与混凝凝土之间的粘粘结强度。取取混凝土封底底厚度为2.5m，考虑到顶顶层浮渣的存存在，取其计计算厚度2.0m。水的浮力封底混凝土自重混凝土与护筒间的的粘结力混凝土与钢板桩间间的粘结力>可⑵封底混凝土抗弯检检算作用在封底混凝土土上的面荷载载把底边混凝土看作作两端简支于于桩体的简支支梁，宽度4m，跨度2.5m。跨中弯矩抵抗矩弯曲应力<可内支撑设计由以上计算知，各各个支点的最最大反力值统统计如表2.11。表2.11各个内支撑撑最大反力（）统计表75.8246.8548.6344.4⑴第一道支撑计算第一道支撑最大反反力，为，利利用midas结构软件进进行计算结构构内力。结构构简图见图2.11⑴-1，荷载图见见图2.11⑴-2，内支撑杆杆力图见图2.11⑴-3，围檩内力力见图2.11⑴-4～2.11⑴-6。围檩采用单根HMM400×3300（截面390×3300×100×16，单位重量量）其截面积积为，其截面面模量为。由计算结果可知，其其最不利荷载载出现在长边边上，最大弯弯矩，。<可内支撑采用HM4400×4000（截面400×4400×133×21，单位重量量），，。，，，。由计算结果可知，其其最大轴力为为（杆25）。<可整体稳定验算，取取杆33，，查表得到，所以以<可图2.11⑴-1结构简图图2.11⑴-2荷载图图2.11⑴-3内支撑杆力力图图2.11⑴-4围檩弯矩图图图2.11⑴-5X方向轴力图图图2.11⑴-6Y方向轴力图图⑵第三道支撑计算下面三道支撑采用用相同的支撑撑和围檩。第三道支撑反力最最大，为，利利用midas结构软件进进行计算结构构内力。结构构简图见图2.11⑵-1，荷载图见见图2.11⑵-2，内支撑杆杆力图见图2.11⑵-3，围檩内力力见图2.11⑵-4～2.11⑵-6。围檩采用两个HNN800×3300（截面792×3300×144×22，单位重量量）腹板水平平上下叠置放放置，其截面面积为，其截截面模量为。由计算结果可知，其其最不利荷载载出现在长边边上，最大弯弯矩，。<可内支撑采用HM4400×4000（截面400×4400×133×21，单位重量量），，。，，，。由计算结果可知，其其最大轴力为为（杆25）。<可整体稳定验算，取取杆33，，查表得到，所以以>不可！整体稳定性不能满满足要求。因因此，需要在在支撑的中间间设置中间横横撑，减小内内支撑的自由由长度。支撑撑内力最大时时出现在安装装下一道即第第四道支撑之之前,因此在第三三道支撑安装装完成后即可可与上面一道道即第二道支支撑连接——水平面内，两两根支撑连接接，竖向对应应的支撑相互互连接。这样样自由长度变变为。，查表得到，所以以<可！图2.11⑵-1结构简图图2.11⑵-2荷载图图2.11⑵-3内支撑杆力力图图2.11⑵-4围檩弯矩图图图2.11⑵-5X方向轴力图图图2.11⑵-6Y方向轴力图图（二）489#、490#墩基坑钢板板桩围堰检算算1、489#、4900#墩计算书1、计算资料河床地质：人工填填土为黏土,标高在河床床处+25.225m以上，取，，粘聚力；其其下为粉细沙沙，取，，粘聚力。施工水位+26..750m，承台顶面面标高+22.7722m，承台底面面标高+19.7722m。钢板桩采采用拉森Ⅳ型，材质16Mn，截面模量量,弯曲应力，自自重为。钢板板桩长度16.0m，钢板桩顶顶部标高为+27.5500m，底部标高高为+11.5500m。令黏土（填土）主主动、被动土土压力系数分分别为，令粉细沙主动、被被动土压力系系数分别为，考虑土体与钢板桩桩的摩擦力，取取被动土压力力提高系数，并并考虑钢板桩桩底透水来进行计计算。内支撑材质Q2335，轴向应力力，弯曲应力力。计算所取土层参数数如表1所示。表1计算所所用土层参数数层号土类名称土层顶/底标高重度浮重度内摩擦角粘聚力()()()(度)()1黏土(填土)+27.5/+225.2519.09.015252粉细沙25.25/19.09.018.514.5钢板桩总体布置及及施工顺序钢板桩总体布置情情况见图1.2所示。施工顺序为⑴开挖至+25.0000m处，在+26.0000m处安装第一一道支撑；⑵开挖至+22.3300m处，在+23.3300m处安装第二二道支撑；⑶开挖至+20.5500m处，在+21.5500m处安装第三三道支撑；支支撑安装完毕毕。⑷向钢板桩内侧注水水至外侧水面面标高，吸泥泥至+16.9222m，灌注注水下混凝土土封底层厚22.5m。封封底混凝土顶顶标高为199.722m。⑸施工承台下部1..3m完成后，在在已完承台与与钢板桩间填填粗砂并压实实，粗砂顶部部浇筑30cm厚C20砼，砼达到到强度后，拆拆除第三道支支撑；⑹施工承台剩余部分分完成后，在在承台与钢板板桩间填满粗粗砂并压实，粗粗砂顶部浇筑筑30cm厚C20砼，承台施施工完毕。⑺拆除第一道和第二二道支撑，施施工剩余墩身身部分。图1.2钢板板桩总体布置置图钢板桩强度检算工况一插打钢板桩完毕后后，钢板桩顶顶面标高为+27.5500m，围堰内开开挖至标高+25.2250m处，计算此此时钢板桩的的强度。计算算图式见图2.1-1。经计算，钢钢板桩在入土土深度1.11m处按固结处处理来计算。图2.1-1工况一（计计算简图）钢板桩受力分析：：+26.750m处处：+25.250m处处：+21.720m处处：按照以上计算数据据，利用有限限元结构计算算midas软件，按钢钢板桩桩底处处为固结的悬悬臂梁计算钢钢板桩弯矩。经经计算得到最最大弯矩为，见见图2.1-2。反力图见见图2.1-3。所以<可图2.1-2工况况一（弯矩图图）图2.1-33工况一（反力图）工况二钢板桩顶面标高为为+27.5500m，在标高+26.0000m处安装第一一道支撑。基基坑开挖至标标高+22.3300m处，计算此此时钢板桩强强度。计算图图式见图2.2-1。经计算知知，钢板桩在在入土深度3.23m处铰接。那那么钢板桩受受力分析如下下。+26.750m处处：+25.250m处处：+22.300m处处：+19.070m处处：按照以上计算数据据，利用有限限元结构计算算midas软件，按钢钢板桩桩底处处为铰接的简简支梁计算钢钢板桩弯矩。经经计算得到最最大弯矩为，见见图2.2-2。反力,见图2.2-3。所以<可图2.2-1工况二（计计算简图）图2.2-2工况况二（弯矩图图）图2.2-33工况二（反力图）工况三钢板桩顶面标高为为+27.5500m，在标高+26.0000m处为第一道道支撑，在标标高+23.3300m处安装第二二道支撑。基基坑开挖至标标高+20.5500m处，计算此此时钢板桩强强度。计算图图式见图2.3-1。经计算知知，钢板桩在在入土深度4.37m处铰接。那那么钢板桩受受力分析如下下。+26.750m处处：+25.250m处处：+20.500m处处：+16.130m处处：按照以上计算数据据，利用有限限元结构计算算midas软件，按钢钢板桩在桩底底处为铰接的的连续梁计算算钢板桩弯矩矩。经计算得得到最大弯矩矩为，见图2.3-2。反力见图2.3-3，，。所以<可图2.3-1工况三（计计算简图）图2.3-22工况三（弯弯矩图）图2.3-33工况三（反力图）工况四⑴干挖作业检算钢板桩顶面标高为为+27.5500m，在标高+26.0000m处为第一道道支撑，在标标高+23.3300m处为第二道道支撑，在标标高+21.55m处安装第三三道支撑。基基坑开挖至标标高+18.7722m处，计算此此时钢板桩强强度。计算图图式见图2.4-1。经计算知知，钢板桩在在入土深度5.51m处铰接。那那么钢板桩受受力分析如下下。+26.750m处处：+25.250m处处：+18.722m处处：+13.212m处处：按照以上计算数据据，利用有限限元结构计算算midas软件，按钢钢板桩在桩底底处为铰接的的连续梁计算算钢板桩弯矩矩。经计算得得到最大弯矩矩为，见图2.4-2。反力见图2.4-3，，。所以<不可！图2.4-1工况四（计计算简图）图2.4-2工况况四（弯矩图图）图2.4-33工况四（反力图）⑵水中吸泥开挖作业业检算上述验算表明，如如进行干挖作作业，则钢板板桩强度不满满足要求。需需水中吸泥开开挖，灌注水水下混凝土。钢板桩顶面标高为为+27.5500m，在标高+26.0000m处为第一道道支撑，在标标高+23.3300m处为第二道道支撑，在标标高+21.55m处为第三道道支撑。在围围堰内注水至至同外侧一样样的标高+26.7750m，吸泥至标标高+16.9922m。计算此时钢板桩强强度。计算图图式见图2.4-4。经计算知知，钢板桩在在入土深度2.40m处铰接。那那么钢板桩受受力分析如下下。+26.750m处处：+25.250m处处：+16.922m处处：+14.522m处处：按照以上计算数据据，利用有限限元结构计算算midas软件，按钢钢板桩在桩底底处为铰接的的连续梁计算算钢板桩弯矩矩。经计算得得到最大弯矩矩为，见图2.4-5。反力见图2.4-6，，，。所以<可！图2.4-4工况四（计计算简图）图2.4-5工况况四（弯矩图图）图2.4-66工况四（反力图）工况五封底混凝土灌注完完毕并达到设设计强度后，围围堰内抽干水水。钢板桩顶面标高为为+27.5500m，在标高+26.0000m处为第一道道支撑，在标标高+23.3300m处为第二道道支撑，在标标高+21.55m处为第三道道支撑。钢板板桩固结于+19.4422m处。计算此此时钢板桩强强度。计算图图式见图2.5-1。钢板桩受受力分析如下下。+26.750m处处：+25.250m处处：+19.422m处处：按照以上计算数据据，利用有限限元结构计算算midas软件，按钢钢板桩在桩底底处为铰接的的连续梁计算算钢板桩弯矩矩。经计算得得到最大弯矩矩为，见图2.5-2。反力，，,见图2.5-3。所以<可！图2.5-1工况五（计计算简图）图2.5-2工况况五（弯矩图图）图2.5-33工况五（反力图）工况六承台施工至第三道道支撑下的+21.00m处，在承台台与围堰之间间填粗砂并压压实，在顶部部浇筑一层30cm厚C20砼。拆除第第三道支撑。钢板桩顶面标高为为+27.5500m，在标高+26.0000m处为第一道道支撑，在标标高+23.3300m处为第二道道支撑。钢板板桩固结于+21.0000m处。计算此此时钢板桩强强度。计算图图式见图2.6-1。钢板桩受受力分析如下下。+26.750m处处：+25.250m处处：+21.000m处处：按照以上计算数据据，利用有限限元结构计算算midas软件，按钢钢板桩在桩底底处为铰接的的连续梁计算算钢板桩弯矩矩。经计算得得到最大弯矩矩为，见图2.6-2。反力，，见图2.6-3。所以<可！图2.6-1工况六（计计算简图）图2.6-2工况况六（弯矩图图）图2.6-33工况六（反力图）工况七承台施工完毕，在在承台与围堰堰之间填粗砂砂并压实，在在顶部浇筑一一层30cm厚C20砼。拆除第第二道及第一一道支撑。钢钢板桩固结于于+22.7722m处。计算此此时钢板桩强强度。计算图图式见图2.7-1。钢板桩受受力分析如下下。+26.750m处处：+25.250m处处：+22.722m处处：按照以上计算数据据，利用有限限元结构计算算midas软件，按钢钢板桩在桩底底处为铰接的的连续梁计算算钢板桩弯矩矩。经计算得得到最大弯矩矩为，见图2.7-2。反力见图2.7-3。所以<可！图2.7-1工况七（计计算简图）图2.7-2工况况七（弯矩图图）图2.7-33工况七（反力图）入土深度计算入土深度按照最危危险的工况（工工况四，挖土土至基地标高高但尚未灌注注水下混凝土土）来确定。支支撑承担上部部悬臂位置的的压力，那么么入土部分的的内外侧压力力应当平衡，最最下一层支撑撑与基坑面间间的部分按照照高度来平分分。+19.211m处处(第四道支撑撑与基坑面中中间标高)：外侧内侧+(19.2111-2.2889-L)==+(16..922-LL)处外侧内侧根据，可以解得，取取实际入土深深度，所以钢钢板桩计算总总长度应为<实际际钢板桩长度度为可抗隆起验算验算工况四吸泥至至+16.9922，此时注水水至同围堰外外水面同一高高度。坑底抗抗隆起验算采采用地基稳定定性验算法。定定义滑动圆弧弧半径为x，见图2.9。转动力矩稳定力矩取稳定系数时，有有要使取得最大值，必必须有，即：：＝钢板桩入土土深度可！图2.9抗隆起起验算示意图图封底混凝土厚度计计算⑴混凝土抗浮力计算算封底混凝土达到设设计强度后，抽抽干围堰内的的水，此时封封底混凝土受受到内外水头头差而形成了了向上的浮力力，混凝土依依靠自重、与与护筒的粘结结力、与钢板板桩间的粘结结力来克服。封底混凝土拟采用用C25混凝土，混混凝土的允许许拉弯应力，钢钢护筒与混凝凝土之间的粘粘结强度。取取混凝土封底底厚度为2..5m，考虑虑到顶层浮渣渣的存在，取取其计算厚度度为2.0mm。水的浮力封底混凝土自重混凝土与护筒间的的粘结力混凝土与钢板桩间间的粘结力>可⑵封底混凝土抗弯检检算作用在封底混凝土土上的面荷载载把底边混凝土看作作两端简支于于桩体的简支支梁，宽度3.3m，跨度2.15m。跨中弯矩抵抗矩弯曲应力<可内支撑设计由以上计算知，各各个支点的最最大反力值统统计如表2.11。表2.11各个内支撑撑最大反力（）统计表172.0408.9274.5⑴第一道支撑计算第一道支撑最大反反力，为，利利用midas结构软件进进行计算结构构内力。结构构简图见图2.11⑴-1，荷载图见见图2.11⑴-2，内支撑杆杆力图见图2.11⑴-3，围檩内力见见图2.11⑴-4～2.11⑴-6。围檩采用单根HMM600×3300（截面582×3300×122×17，单位重量量）腹板水平平上下叠置放放置，其截面面积为，其截截面模量为。由计算结果可知，其其最不利荷载载出现在长边边上，最大弯弯矩，。<可内支撑采用HM4400×4000（截面400×4400×133×21，单位重量量），，。，，，。由计算结果可知，其其最大轴力为为（杆25）。<可整体稳定验算，取取杆31，，查表得到，所以以<可图2.11⑴-1结构简图图2.11⑴-2荷载图图2.11⑴-3内支撑杆力力图图2.11⑴-4围檩弯矩图图图2.11⑴-5X方向轴力图图图2.11⑴-6Y方向轴力图图⑵第二、三道支撑计计算因下边三道支撑截截面均相同，所所以取最大反反力，利用midas结构软件进进行计算结构构内力。结构构简图见图2.11⑵-1，荷载图见见图2.11⑵-2，内支撑杆杆力图见图2.11⑵-3，围檩内力力见图2.11⑵-4～2.11⑵-6。围檩采用两个HMM600×3300（截面582×3300×122×17，单位重量量）腹板水平平上下叠置放放置，其截面面积为，其截截面模量为。由计算结果可知，其其最不利荷载载出现在长边边上，最大弯弯矩，。<可内支撑采用HM4400×4000（截面400×4400×133×21，单位重量量），，。，，，。由计算结果可知，其其最大轴力为为（杆件29）。<可整体稳定验算（杆杆件31，），查表得到，所以以<可图2.11⑵-1结构简图图2.11⑵-2荷载图图2.11⑵-3内支撑杆力力图图2.11⑵-4围檩弯矩图图图2.11⑵-5X方向轴力图图图2.11⑵-6Y方向轴力图图七、钢板桩围堰施工方方法和工艺具体工艺流程见钢钢板桩围堰施施工承台工艺艺流程图。主主要施工方法法如下：（一）插打钢板桩桩前的准备工工作1、现场准备每个墩的钻孔桩完完成后，拆除除钻孔平台，并并对河床进行行清理，避免免在钢板桩插插打位置遇到到障碍物，位位于堤岸上的的119＃墩须先按围围堰设计尺寸寸进行放样，在在围堰范围内内的大堤须清清除表面片石石等杂物；而120#墩则计划在桩桩基施工完后后，把筑岛顶顶标高降至226m高程后后再开始钢板板桩围堰施工工。2、钢板桩的整理钢板桩运到工地后后，进行检查查、编号及登登记。凡钢板桩有弯曲、破破损、锁口不不合的均应整整修，按具体体情况分别用用冷弯、热敲敲、焊补、铆铆补、割补或或接长。钢板桩长度不够时时，可用同类类型的钢板桩桩等强度焊接接接长，焊接接时先对焊口口或接口补焊焊合缝，再焊焊加固板，相相邻板接长缝缝应注意错开开。3、钢板桩变形检查查因钢板桩在装卸、运运输过程会出出现撞伤、弯弯扭及锁口变变形等现象，因因此，钢板桩桩在插打前有有必要对其进进行变形检查查。对变形严严重的钢板桩桩进行校正并并做锁口通过过检查。锁口口检查方法：：用一块长约约2米的同类型、同同规格的钢板板桩作标准，采采用卷扬机拉拉动标准钢板板桩平车，从从桩头至桩尾尾作锁口通过过检查，对于于检查通过的的投入使用，不不合格的再进进行校正或淘淘汰不用。钢板桩的其它检查查：剔除钢板板桩前期使用用后表面因焊焊接钢板、钢钢筋留下的残残渣瘤；4、振动锤检查振动锤是打拔钢板板桩的关键设设备，在打拔拔前一定要进进行专门检查查，确保线路路畅通，功能能正常，振动动锤的端电压压要达到380－420V，而夹板牙齿不能有太多磨损损；5、涂刷黄油混合物物油膏：为了了减少插打时时锁口间的摩摩擦和减少钢钢板桩围堰的的渗漏，在钢钢板桩锁口内内涂抹黄油混混合物油膏（重重量配合比为为沥青：黄油油：滑石粉：：锯末=4：6：10：1）。钢板桩第一道内支撑安装（兼做导向）钢板桩第一道内支撑安装（兼做导向）钢板桩围堰内有水开挖（或挖掘机无水开挖）浇筑封底混凝土（如采用有水开挖则需采用水下混凝土封底）钢板桩围堰内抽水钢板桩围堰插打施工承台施工准备桩基无损检测凿除桩头（如采用有水开挖时，则需在浇筑水下封底混凝土完成后）安装承台钢筋、冷却管、测温管，预埋墩身连接钢筋，安装相应接地线装置安装模板浇注混凝土混凝土养护混凝土拌制、运输制作混凝土试件模板制作、预拼装、验收承台验收第一节墩身施工（保证出水标高）冷却管通水冷却降温拆除模板基坑灌水、逐层拆除上层内支撑、拔除钢板桩声测管压浆围堰内支撑加工安装钢板桩第二道、第三道（如有）内支撑安装墩座施工基坑回填、拆除下层内支撑钢板桩围堰施工承承台工艺流程程图（二）钢板桩围堰堰的吊运、插打碍桩台先焊安支钢的安框并固打振吊履备套用119#墩在钢板板桩插打之前前，在钻孔桩桩外侧的钢护护筒上焊接牛牛腿，安装第第一道支撑圈圈梁,作为钢板桩桩插打时的导导向架，而120#墩则需事先先制作导向架架，以控制钢钢板桩在插打打时的平面尺尺寸和垂直度度。作运按堆层超每搁差1上中一允得m钢板桩的插打利用用起重机配合合DZ90型振动锤的的方法逐片插插打。用起重重机的两个吊吊钩，将钢板板桩从地面或船驳上吊起，然然后运用两个个吊钩起吊和和下放，使钢钢板桩成垂直直状态，脱出出小钩移向安安插位置，插插出业已就位位的钢板桩锁锁口中。起吊吊前，锁口内内填嵌黄油沥沥青混合料。箍箍紧钢板桩用用的夹板，在在插入锁口时时逐个拆除。钢板桩的插打应该该从上游中心心开始为宜，向两侧侧对称依次插插入，在下游游侧合拢。为了确保每一片钢钢板桩插打准准确，第一片片钢板桩是插插打的关键，第第一片钢板桩桩位置选择在在上游中心位位置，插打前前在导向架上上设置限位装装制，大小比比钢板桩每边边放大1cmm，插打时，钢钢板桩桩背紧紧靠导向架，边边插边将吊钩钩缓慢下放，这这时在相互垂垂直的两个方方向用锤球或或水平尺进行行观测，以确确保钢板桩插插正、插直。通过检测，确定第第一片钢板桩桩插打合格后后，然后以第第一根钢板桩桩为基准，再再向两边对称称插打每一根根钢板桩到设设计位置。整整个施工过程程中，要用锤锤球或水平尺尺始终控制每每片桩的垂直直度，及时调调整。每一片钢板桩先利利用自重下插插，当自重不不能下插时，才才进行加压。钢板桩插打至设计计标高后，立立即与导向架架进行焊接，以以抵抗水流冲冲击。保度靠其大m采检外插组最改插合逐计插打过程中，须遵遵守“插桩正直，分分散即纠，调调整合拢”的施工。影桩可尺差不取顶张调尺插板差上无可钢合后外板隙木堰的防防施除涂以的同套打硬止砂纠的钢将一利使钢恢水不不作锁形漏措水围用细碴高堵或装入活漏亦（四）水内下1、钢板桩插打完毕毕后，开挖过过程中及时进进行内支撑的安装。2、围堰内开挖采用长长臂挖机或小小型挖机配合合吸泥开挖的的方法进行。上部开挖可采用挖挖机直接开挖挖，当基坑较较深，也可采采用小型挖机机进行基坑内内进行开挖施施工。进入钢钢板桩围堰底底部施工时，由由于水深压力力大，可采用用有水开挖，采采用长臂挖机机或小型挖机机配合吸泥开开挖的方法进进行，以确保保施工安全。围堰内清基基采用吸泥机机进行，吸泥泥机管径φ250mmm，由两台222m3的内燃空压压机通过风包包供风，吸泥泥机由设在钢钢板桩围堰上上的可移动钢钢索吊动，为为了向围堰内内及时补水，围围堰上设置补补水孔（在钢钢板桩插打前前在钢板桩上上设置，打插插到位时，补补水孔位于水水面以下），靠靠近桩基及钢钢板桩的位置置，泥砂较难难吸出，可由由潜水工以软软射水管用0.3mppa～0.5mppa的水压将泥砂砂冲向吸泥机机附近吸出，钢钢板桩和护筒筒上粘着的粘粘土泥块用水水冲洗干净（或或采用钢丝刷刷进行清理），以保证封底砼和护筒及钢板桩粘着为一体，加强封底砼的抗折抗浮作用。开挖施工中，随时时检查支护，做好防、排水工作，并加强底部渗水观测，防止突然涌水现象的出现。开挖出的土采用自自卸汽车或驳驳船运至弃土土场，不得随随意弃入江中中。3、水下浇注封底混凝凝土水下吸泥、清淤到到设计标高后后，即可进行行水下封底混混凝土施工，封封底混凝土标号为C25，119＃墩围堰的封底底厚度为2..5m，120＃墩围堰的封封底厚度为33.0m。（1）封底混凝土导管的的选择及布置置导管采用Φ3255mm钢管，每每根长约177米。导管在使使用前须进行行水密试验，导导管安装时，每每个接头须预预紧检查，下下放固定时，导导管下口悬空空20cm左右。导管的布置、固定定利用原先的的钻孔平台，每每根导管的作作业半径按33.5m左右考虑，且考虑到围堰堰内桩数较多多对混凝土流流动限制的影影响，则每个个墩计划布置16套导管，以保保证封底混凝凝土的连续及及整体效果。（2）封底混凝土的浇注注封底混凝土须一次次性浇注完成成。混凝土由由拌合站集中中拌制，由混混凝土罐车运运至现场并通通过汽车泵泵泵送。首批混凝土灌注时时，先用一10m3以上的集料斗斗储料，待储储料斗满后，拔拔球浇注首批批混凝土，首批批混凝土浇注后后，导管埋深深应不小于0.6～0.8m。混凝土浇注前前，在每个导导管处布置一一小型门架，在在门架上挂上上倒链。混凝凝土浇注过程程中，导管应应随混凝土面的上上升而提升，导导管的提升由由倒链控制。封底混凝土的浇注注顺序：先低低处，后高处处（先将低处处混凝土灌高，避避免高处灌注注的混凝土往低处处流，使导管管底口脱空而而进水或导管管埋深过浅）。混凝土的浇注应先四周后中间，并确保混凝土的表面大致水平。在混凝土的浇注过程程中，由技术术人员负责测测量混凝土的浇注注高度和混凝凝土扩展情况况，正确指挥挥施工人员调调整导管的埋埋深，并及时时与试验室联系控控制混凝土的坍落落度。混凝土浇注将近结结束时，重点点对导管与导导管的中心处处、护筒四周周及钢板桩壁壁等部位进行行高程的测量量，确保混凝凝土面的标高高达到设计要要求。4、围堰内抽水、基坑坑底面清理及及桩头凿除待水下封底混凝土土达到设计强强度后，抽除除围堰内的水水，凿除、修修整封底混凝凝土垫层，并并在围堰四周周作排水槽、集水水井，用以在在承台施工期期间抽排渗水水。抽水前先把围堰上上补水孔堵塞塞，在抽水过过程中钢板桩桩围堰如有漏漏水现象，应应在围堰外漏漏水处洒锯末末、煤粉或煤煤灰来堵漏。承台基坑开挖的同同时，要进行行桩头凿除。为保证承台施工处处于无水状态态，在基坑四四周设置渗水水沟及四角设设置集水井，采采用污水泵抽抽出渗水以降降低基坑内水水位。（五）承台、墩身身施工1、基坑检验主要检验内容：基底的平面位置、尺尺寸大小和基基底高程满足足施工工艺要要求，保证承承台的设计尺尺寸和位置并并满足承台施施工所需的净净空间。基底处理和排水情情况，保证承承台施工期间间，垫层混凝凝土表面无积积水。基底高程满足±55cm的允许许偏差要求。2、切割护筒、凿除桩桩头桩头凿除采用风镐镐配空压机进进行，桩头凿凿除后顶标高高应比设计承承台底位置高高20cm左右，要要求桩头露出出新鲜混凝土土，表面清理理干净，无浮浮渣，保证桩桩头顶端齐平平无破损、无无漏筋等现象象。3、绑扎4.5米高承承台钢筋、安装模模板、浇注混混凝土；4、4.5米高承台施施工完成后，在在承台与钢板板桩之间注砂砂、土混合物物并注水使其其密实。然后后拆除承台上上第一道支撑撑，也可以采采取在钢板桩桩与承台四周周顶面以下预预留50cmm高度的空间间，采用混凝凝土填充的方方法以增加对对钢板桩的支支撑力。5、进行承台墩座、墩墩身和托架的施工工。（六）围堰的拆除除1、钢板桩围堰的拆除除与安装工序序相反，先向向围堰内加水水至待拆除支支撑下1米处，然后在在拆除该道支支撑；2、最后一道支撑拆除除先向围堰内内注水至围堰堰外水位标高，拔除钢板桩桩；3、待所有钢板桩均拔拔除后，再拆拆除第一道支支撑。4、钢板桩拔除方法法：先用打拔桩机夹住住钢板桩头部部振动1min～2min，使钢板桩桩周围的土松松动，产生“液化”，减少土对对桩的摩阻力力，然后慢慢慢的往上振拔拔，拔桩时注注意桩机的负负荷情况，发发现上拔困难难或拔不上来来时，停止拔拔桩，可先行行往下施打少少许，再往上上拨，如此反反复可将桩拔拔出来。八、围堰施工周期期安排围堰施工周期（以以120＃为例）序号工作内容时间(天)1平台清理、导向安安装32钢板桩插打及固定定103第二道内支撑安装装54第三道内支撑安装装7第四道内支撑安装装75吸泥封底106合计42#织见承施道九、主要设备投入主要设备表序号设备名称规格型号数量备注1钢板桩拉森Ⅳ（L=122）各1套2履带吊50T1台3振动锤DZ60型2台4空气吸泥机2套1套备用5空压机22m3/minn2台6射水装置2套1套备用7汽车吊25t1台8钢结构加工车间、设备1套9封底设备1套平台、料斗、导管管10自卸汽车10台基坑土方运输11长臂挖机1台12小型挖机2台13承台、墩身模板各2套十、劳动力计划根据节点工期要求求，结合项目目实际情况，采采用集中管理理，流水作业业组织现场施施工，管理人人员采取二班班倒、施工人人员采取三班班倒作业，最最大限度的发发挥施工人员员的作业效率率。现场配备备12名管理人员员，负责施工工管理、技术术服务等方面面的工作。施施工人员数量量配置能满足足两个水中墩墩同时施工需需要。人员配置表序号施工内容工种数量（人）备注1管理人员122钢板桩施工装吊工203电焊工404混凝土工255普工406承台施工钢筋工807模板工308混凝土工309普工80十一、施工安全保保证措施钢板桩围堰施工安安全方面重点点包括围堰安安全、水上施施工和设备安安全三个方面面，施工中做做好以下保证证措施：1、对操作人员进行行安全思想教教育，提高操操作人员安全全意识，实行行培训持证上上岗制度，不不经培训或无无证者，不得得进行上岗操操作。2、建立好钢板桩安全全管理制度，完完善好安全管管理体制，编编制好钢板桩桩安全施工应应急方案。3、施工前对围堰结结构进行外委委检算，包括括过程中各工工况下的结构构刚度、强度度和稳定性检检算，以及抗隆起检检算；同时，进进行专家论证证和优化工作作，确保结构构安全。4、施工时加强钢板板桩变形监测测工作，发现现异常及时撤撤离人员和设设备。5、严格按照围堰工工况要求进行行施工，及时时设置内支撑撑，工况如有有变更要重新新进行检算。控控制施工焊缝缝质量，确保保支撑截面尺尺寸和数量要要求。6、根据海事部门要求求，在围堰外外设置防撞设设施，设置警警示灯、警示示标志，加强强水上施工防防护，确保通通航和施工安安全。7、钢板桩和钢护筒筒上用水冲洗洗干净，以保保证封底砼和和桩身及钢板板桩粘着力，加加强封底砼的的抗折抗浮作作用。8、承台施工完成后后，在承台与与钢板桩之间间注砂、土混混合物并注水水使其密实。然然后拆除承台台上第一道支支撑，也可以以采取在钢板板桩与承台四四周顶面以下下预留50cm高度的空间间，采用混凝凝土填充的方方法以增加对对钢板桩的支支撑力。9、针对参加水上作作业的所有人人员都必须佩佩带安全物件件如安全帽、救救生衣、防滑滑鞋、安全带带（根据需要要）等。否则则严禁进入围围堰工作面。10、施工现场各项操操作规程、安安全标志必须须醒目，有关关负责人、具具体操作人要要明确，严禁禁非专业人员员操作。起吊设备和水上设设备应经常进进行保养和检检查，滑轮和和钢丝绳经常常检查和更换换，使其有良良好工作状态态，保证起吊吊安全。在钢钢板桩插打过过程中，要设设专人指挥。11、六级以上大风、暴暴雨、暴雪天天气条件下应应停止一切起起吊作业。同同时夜间施工工时必须有良良好的照明。12、对于施工作业面面上的电缆、配配电箱等应经经常进行检查查。电缆无破破损且布置合合理；配电箱箱有电工负责责开关，不得得随意打开。13、易发事故及应对对措施具体见见下