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1、钢板桩围堰的计划与施工方立新 孟宪刚(江苏捷达交通工程团体公司,江苏 淮安 223001) 摘 要：凭据钢板桩围堰的现实受力状态创建力学模子。议决理论盘算确定钢板桩围堰的现实受力，并议决现实施工情况验证该要领的可行性。比范例中采用的经验算法具有更高的准确性和清静性，能够更好的餍足工程施工需要。要害词：钢板桩围堰；计划；施工现在，搪塞钢板桩围堰的计划重要是相沿公路桥涵施工手册和教科书中的经验算法。由于经验算法带有很大的类似性，并纷歧定能够真实反应钢板桩围堰的现实受力状态，偶然会出现较大的毛病，给围堰的使用带来许多不清静因素。笔者在洪泽苏北灌溉总渠大桥施工中，为制止出现较大的变形，在对钢板桩围堰计
2、划时采用了理论算法。经实践检验，理论算法能够较为准确的反应围堰的现实受力状态，搪塞公正设置内支持和减小封底厚度起到了重要的保证作用。下面就钢板桩围堰的计划与施工做细致叙述：1 已知条件1.1 承台尺寸：10.3m（横桥向）6.4m（纵桥向）2.5m（高度），底部计划有10.76.8m1.0m的封底砼。1.2 承台及河床高程承台顶面计划高程为h=5.0m，河床底高程为5.5m，河床淤集深度约为30cm。1.3 水位情况正常水位：h常=10.8m（此时水深5.3m），最高水位hmax =11.5m（水深6.0m），围堰计划时按最高水位思量。1.4 水流速率因该桥位于水电站鄙俚，水流较为湍急。计划时
3、速V=1.0 m/s，不思量流速沿水深偏向的厘革，则动水压力为：P=10KHV2BD/2g=53.2KN 式中：P-每延米板桩壁上的动水压力的总值（KN）；H-水深（米）；V-水流速率（1.0m/s）；g-重力加快度（9.8m/s2);B-钢板桩围堰的盘算宽度，B=10m；D-水的密度（10KN/m3）;K-系数，（槽形钢板桩围堰K=1.82.0，此处取1.8）。（参照公路施工手册，假定此力均匀作用于钢板桩围堰的迎水面一侧。）1.5 河床水文地质条件河床土质良好，多为粘土、亚粘土，局部有亚砂土，承载力较强。围堰基底至河床部分土质为粘土(层厚约2m)、亚砂土(硬塑状态，很湿，层间无承压水，层厚约
4、为1m)。2 制定方案团结河床地质情况及施工要求，拟采用日本产钢板桩举行围堰施工，长度为15m，宽度为40cm，厚度为18cm，计划图见图1、图2。 图1 钢板桩围堰计划图（立面）围堰顶面标高制定为12.5m，凌驾跨过最高水位1.0m。围堰计划图3，全部内围囹均采用56b工字钢制作，节点采用焊接（施工中严酷实验钢结构施工范例）。为确保整个围囹的刚度和稳固性，对每层中心一道工字钢上面加焊型钢并将上下四道工字刚用25#槽钢焊一连接。在施工时期部署专人值班以防吊物碰撞。图3 钢板桩围堰图(平面)3 围囹（支持）内力盘算3.1 确定受力图式3.1.1 钢板桩嵌制情势河床底部土质较为密实，假定钢板桩底部
5、嵌固于(钢板桩入土深度)t/3=1.5 m处，即承台底2.0m处。（封底砼厚度采用50cm）3.1.2 动水压力P=10KHV2BD/2g=53.2KN 3.1.3 河床土质为亚粘土，为不透水层，但思量到钢板桩施工中会引起板侧土体的扰动，毛病里弥漫水，所以思量水压力的影响。土压力盘算取用浮容重，=19.4-9.8=9.6KN/m3，j=3050Kpa，=100KPa。3.1.4 经阐发可知迎水面为最倒霉受力面，以此为盘算面。所遭受荷载假定由两根工字钢均匀负担，盘算两根工字钢的配合受力，受力图如图4所示。图4 钢板桩围堰受力图式由受力图式可知，此结构为四次超静定结构，因盘算较为繁琐，盘算历程不在
6、此细致叙述，得出最大支持力为2734.95KN，最大弯矩为1117.59KN。4 验算钢板桩的入土深度是否餍足要求钢板桩入土深度达4.5m，从桥位处地质勘探资料阐发，持力层中无承压水，如经盘算各道支持的受力均能餍足要求，可不验算钢板桩的入土深度。5 凭据求得的内力验算钢板桩的受力状态及变形情况5.1 应力由内力盘算效果可知，Mmax=1117.59KNM。钢板桩外缘拉应力=Mmax/W=123MPa340MPa(容许应力)，餍足要求。5.2 变形经盘算，各单元跨中变形值如表1所示。表1 各单元跨中变形值单元号 横向位移（mm）172 103 24 55 36 36 验算工字钢的受力状态6.1
7、轴向受力 由盘算可知，最大支持反力孕育发生在第二道围囹处，其数值为2734.95KN，因工字钢与钢板桩毗连处均采用焊接，且角撑刚度较大，不思量其失稳，仅思量纵向挠曲，系数取=2，此时其承载力P=292.910-4m2340106N/m2/2=4980KN，清静系数n=4980/2734.95=1.8，其承载力餍足要求。6.2 横向工字钢的抗弯本事假定支持反力P=2734.95KN均匀作用在横向工字钢上（长度按8.8m盘算），荷载集度q=2734.95/8.8=310.8KN/M。经盘算，对工字钢跨中孕育发生的最大弯矩Ml/2=864.5KNM。工字钢抵抗弯矩M=1000KNM。清静系数N=10
8、00/864.5=1.15（此处未思量钢板桩与工字刚的配合作用，现真相况应更为清静），承载力餍足要求。6.3 工字钢挠度在上述弯矩的作用下，盘算出工字钢的跨中挠度L=14mm，餍足施工及使用要求。7 钢板桩竖向承载力的验算因此钢板桩围堰将使用作为钻机平台，其遭受的竖向荷载有：7.1 钻机及其配套配置自重：150KN；7.2 支架及其他施工荷载：100KN；7.3 钢板桩自重：1300KN；7.4 围囹自重：300KN。合计：1850KN上述竖向荷载全部靠钢板桩侧摩阻力及其桩尖反力负担，查相干范例及工程地质陈诉，盘算如下:桩侧摩阻力P1=（13.8 9.6）25.710=2668KN;桩尖反力P
9、2=117根8.85E-3M2/根100KPa=104KN合计:P=2668 104=2772KN清静系数N=2772/1850=1.5，承载力餍足要求。8 围堰团体稳固性验算钢板桩围堰的团体稳固性仅表现围堰在动水压力作用下的抗颠覆本事。该动水压力与钢板桩入土深度领域内所受的土压力相平衡。因钢板桩围堰底部嵌入地基中达4.5米，在动水压力作用下所能遭受的土压力要比动水压力要大的多，此处可不必验算，其团体稳固性应能得到很好的保证。9 施工中注意事项该钢板桩围堰在整个工程施工中极为顺遂，经实测各单元的变形与盘算效果切合。施工中要注意以下几点：9.1 钢板桩的堵漏一样平常的做法是在钢板桩施打历程中用棉
10、絮、黄油等添补物弥漫接缝。刚开始时我们也采用此法，效果不是很理想，后在钢板桩全部插打完毕开始抽水布置围囹时，采用一边抽水一边顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的要领，借助水压力将细砂吸入接逢内而到达堵漏的目的，搪塞变形较大的接缝在围囹布置后用棉絮塞填。经现场实验，效果非常显着，施工时期在围堰内仅设置一台潜水泵即可将漏水抽净。9.2 围囹的布置围囹的布置应随着抽水的深度逐层实验，布置历程中要亲昵注意河床水位的厘革，并部署专人认真施工时期的抽水事情。值得注意的是工字钢与钢板桩的毗连，由于钢板桩在插打历程中受多方面的影响，整个围堰的侧面顺直度较差，工字钢布置后与钢板桩之间有较大的间隙。为警备围堰的变形，要求将工字钢与钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接支持毗连，围堰的四个角更应增强。10 竣事语用理论算法举行钢板桩围堰的计划能够较为真实的反应钢板桩的现实受力状态，从而具有较大的清静性。采用逐层抽水加固的施工方案较为方便，在基底土质良好的条件下可以实现“干法施工”，不需要采汲水下封底，在质量上易于保证。参考文献1涂绪勋，杨理准等. 桥涵.公路施工手册,1985
