水中钢板桩围堰施工方案.docx

钢板桩施工方案

一、计算依据由于钢板柱围堰的入土深度较大，土体对入土部分的围堰起到了嵌固作用，此时围堰上端收到内撑的支撑作用，下端受到土体的嵌固支承作用。但是，由于内撑对钢板桩围堰是弹性支撑，并不是完全刚性，因此，在计算中，先假设内撑对钢板桩为刚性支撑，计算出钢板桩作用于圈梁的反力，将该反力作用在内撑上计算出钢板桩与内撑连接处的最大位移，最后对钢板桩施加强制支座位移，得出钢板桩的内力和应力。等值梁法计算钢板桩围堰，为简化计算，常用土压力等于零点的位置来代替正负弯矩转折点的位置。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），钢板桩被动土压力修正系数如表

2.1本文计算作出如下假设：

1.假设计算时取1m宽单位宽度钢板桩。

2.因土处于饱和水状态，为简化计算且偏安全考虑，不考虑土的粘聚力（c=0）。

3.弯矩为零的位置约束设置为铰接，故等值梁相当于一个简支梁，方便计算。

4.假设钢板桩在封底砼面以下0.5m处固结，在MIDAS中限制全部约束。

5.本工程土压力计算采用不考虑水渗流效应的水土分算法，即钢板桩承受孔隙水压力、有效主动土压力及有效被动土压力。

二、参数设定：围堰参数：第一道支撑

9.9m设计施工水位标高

9.1m河床顶标高

5.2m承台顶标高

4.7m承台底标高

1.9m承台尺寸

10.8m*

6.7m承台边距中心线

1.225m施工作业面1m钢板桩围堰尺寸

2.6m*

8.5m地质参数：粘土：容重

1.85g/cm3内摩察角

1.55粘聚力

1.94kpa主、被动土压力：Ka=tg2（45S276XXXX0182

2.555XXXX2700钢板桩材质采用SYW2

9.5钢板桩示意图

三、计算结果施工过程：

(1)拆除四周钻孔平台，在靠近承台侧定位桩上焊接牛腿，安装第一道内支撑作为钢板桩插打导向围檩；

(2)插打钢板桩至合拢；

(3)围堰内抽水至

4.7m，在

5.2m处安装第二道内支撑；

(4)围堰内注水至围堰外水位一致；

(5)水下吸泥并浇筑封底砼；

(6)待砼达到设计强度后，凿桩头，施工承台；

(7)拆除承台模板，在承台与钢板桩空隙间回填

2.4m高砂、土混合物，顶部浇筑0.4m高砼冠梁；

(8)待0.4m高砼冠梁达到强度后，拆除第二道内支撑

(9)围堰内继续注水至围堰外水位，拆除第一道内支撑。

(10)拔除钢板桩。工况分析：工况一第一道内支撑安装后，围堰内清淤至

4.7m，如图；工况二第二道内支撑安装后，围堰内加水至围堰外水位，水下吸泥、清淤至

4.7

2.91=

8.11m作用在钢板柱处的主动土压力和静水压力：图

3.1钢板桩受力图图

3.2钢板桩弯矩图图

3.3钢板桩反力图由上图可知，钢板柱最大的弯矩为2

2.38kN.m，作用于第一道内支撑的反力为6.86kN。工况

二、第二道支撑安装后，围堰内加水至围堰外水位，水下吸泥、清淤至（

1.41kN,作用于第二道内支撑的反力为6.59kN。工况3：封底砼达到强度后，围堰内抽光水本工况计算封底砼面取设计封底砼面以下0.5m处，即

1.4m，则计算长度为9.9

4.5=

5.4m。图

3.10钢板桩受力图图

3.11钢板桩弯矩图图

3.12钢板桩反力图由上图可知，钢板柱最大的弯矩为7.56kN.m，作用于第一道内支撑的反力为1.61kN。根据上述工况计算，钢板桩内力及内支撑支撑反力计算结果汇总如下表：

3.1钢板桩内力及内支撑支撑反力表计算工况钢板桩应力（MPa）钢板桩最大弯矩（kN.M）第一道内支撑反力（kN）第二道内支撑反力（kN）工况一

8.292

2.3

8.686

1.41

6.59工况三

3.41

9.2

2.961

6.50工况四

2.807.56.161200kN/m2，这里取120kN/m2；混凝土容重：23kN/m3；封底混凝土体积：封底混凝土自重：护筒粘结力：钢板桩与封底混凝土的粘结力：封底混凝土底面受水浮力：根据地铁设计规范中规定抗浮安全系数不小于

1.05，此处抗浮系数结论：围堰整体抗浮满足要求。

七、钢板桩入土深度根据盾恩法求桩的入土深度由公式整理得，解得t=

5.85故选取钢板桩长度为20m，实际入土深度为8m。

八、基坑底土抗隆起验算在工况二下围堰内清淤至按Prandtl公式时，；c土的内摩擦角；支护结构入土深度（m）;h地面荷载（kPa）。图

5.25基底抗隆起计算模式简图对于工况二进行验算，、c按钢板桩入土深度范围内的加权平均值计算：则:=

3.2

5.12。结论：基坑底土满足抗隆起稳定性要求。

八、基坑底管涌验算不产生管涌的安全条件为:,故不会发生基坑底管涌。式中：抗基坑底管涌安全系数；水容重，=10KN/m3土的浮容重，水力梯,最大渗流力（动水压力），水位至坑底的距离，钢板桩的入土深度

九、封底砼厚度计算封底砼取米厚，基坑内抽水后水头差为，由此引起水的渗流，其最短流程为紧靠板桩的，故在此流程中，水对土粒渗透的力，其方向应是垂直向上。现近似地以此流程的渗流来检算基坑底的涌砂问题，要求垂直向上的渗透力不超过封底砼的自重，故安全条件如下式：式中：安全系数，取

1.05；水力梯,；、分别为水与砼密度，其中，水位至坑底的距离，钢板桩的入土深度，则：得：，取封底砼厚度25cm，满足条件。

十、钢板桩围堰验算结论

1.钢板桩的最大应力为，满足要求。

2.第二道内撑最大位移为9mm，圈梁最大组合应力为1

8.55MPa215MPa，满足强度要求。

3.第二道内撑4029mm钢管稳定性满足要求，钢管的最大组合应力为102.4MPa215MPa，强度满足要求。

3.围堰整体抗浮系数，满足要求。

4.基坑底土抗隆稳定性，满足要求。

5.抗基坑底管涌安全系数，不会发生基坑底管涌。

6.封底砼厚度，取封底砼厚度25cm，满足条件。