拉森鋼板樁圍堰方案

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1、施工技術通訊——施工設計篇珠江黃埔大橋主墩承臺鋼板樁圍堰的施工設計(技術發(fā)展中心鄭震)摘要本文詳細論述了珠江黃埔大橋39#主墩69m（寬）×19m（長）×6m（厚）啞鈴型承臺施工用鋼板樁圍堰的設計分析及計算過程，鋼板樁的計算工況需要緊密結合其實際的施工工序。關鍵詞獨塔斜拉橋39#主墩承臺鋼板樁圍堰施工設計一、工程概況：廣州市黃埔珠江大橋北汊主橋為單塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，跨徑布383m+197m+63m+62m（見圖1），門型主塔，主塔柱承臺19m×19m，厚度6m，承臺頂面標高+4.0m；兩承臺之間系梁高6，寬8m，長31m。每個承臺基礎為16根Φ2.5m的鉆孔樁，系梁2根Φ

2、1.8m的鉆孔樁。主塔基礎平面總尺寸為69m×19m（見圖2）。橋位處于珠江下游，河道略彎曲，河道分支復合頻繁，河面寬闊，流量大，徑流量變幅小，淤積嚴重，受潮水頂托顯著。根據水位資料，最低潮水位+3.3m，最高風暴潮水位+6.73m。地層組成：表層細砂，松散，標高+7--+4，淤泥質亞粘土，呈流塑狀，標高+4.0m—-1.0m；粉砂、中砂層，飽和、松散，標高-1.0m—-8.0m；下部為燕山晚期二長花崗巖，主要由花崗巖變質而成的混合巖形成，自上到下依次為全風化混合巖、強風化８施工技術通訊——施工設計篇混合巖、弱風化混合巖和微風化混合巖。主塔39＃墩位于北汊河道邊緣，靠大濠洲島

3、防洪大堤20m?；A采用筑島法施工，承臺用鋼板樁圍堰止水。擬定鋼板樁樁底標高-11.0m，嵌入強風化巖約2m。為簡化計算，將鋼板樁進入的全風化混合巖簡化為粉砂計算，因全風化混合巖內摩擦角和粘聚力均比粉砂大，因此計算結果偏安全的。二、施工方案1、主墩承臺施工采用鋼板樁圍堰法施工，不排水開挖，圍堰內設置兩道鋼支撐梁，根據基坑滲水情況采用封底和不封底兩種備選方案。承臺及系梁混凝土沿高度方向分兩次澆筑，第一次澆筑高度為2.2m，第二次澆筑高度為3.8m。圍堰平面布置形式為沿承臺及系梁外側預留1.7m立模操作空間，形成啞鈴形布置。鋼板樁采用拉森Ⅳ型，圍堰內部設兩道鋼內支撐，內支撐由主梁

4、、平面系及其豎向支撐等組成（見圖2）。８施工技術通訊——施工設計篇2、承臺施工工序為：⑴、樁基施工完成，降低筑島面標高至＋6.5m；⑵、采用KH180履帶式吊機及DZ-90NM2-500EⅢ振動打樁錘插打鋼板樁；其頂面標高定為＋7m,底標高定為－11.0m；單根鋼板樁長18米，樁底嵌入全風化混合巖4.0～6.0m；⑶、鋼板樁圍堰插打完成后，進行基坑開挖，開挖至+3.5m時，利用低潮水位的時間差，將堰內水位降至+3.5m，在標高+5.2m處安裝第一道內支撐；開挖的方式以長臂挖掘機為主，對砂層可用砂石泵抽吸等方法除土；⑷、基坑開挖至+1.0m時，再次利用低潮水位的時間差，將堰內水

5、位強制降至+1.0m，在標高+1.5m處安裝第二道內支撐；繼續(xù)基坑開挖至基底，直至完成；⑸、基底進行基本整平、對砼樁周進行清理；進行封底砼或施工墊層的澆注，進行承臺第一次砼施工；⑹、砼達到強度后進行第二道內支撐轉換，進行承臺第二次砼施工；⑺、塔柱底座施工；拆除內支撐，拔出鋼板樁，基坑回填。三、鋼板樁圍堰的設計計算：1、荷載工況：根據鋼板樁承臺的施工工序，按照排水開挖的施工過程進行計算。鋼板樁在開挖過程中和承臺施工中主要承受外圍主動土壓力、靜水壓力和圍堰周圍施工車輛引起的側壓力等荷載。土壓力根據各工況計算模式的不同分別采用相應的公式予以計算。以下分各工況取一米板寬列出。工況一：

6、計算圖式見圖3，不排水開挖至+3.5m，圍堰內排水至+3.5m，第一道支撐尚未安裝，鋼板樁處于懸臂狀態(tài)。土壓力采用朗金土壓力公式計算，主動土壓力基本計算公式為：砂性土：；粘性土：被動土壓力基本計算公式為：砂性土：；粘性土：其中：γi、γw——土的容重和水的容重；zi、hw——計算點的深度和相應水的深度；q——鋼板樁圍堰邊土表面作用的均布荷載；c、φ——土的粘聚力和內摩擦角。８施工技術通訊——施工設計篇工況二：圍堰開挖至+1.0m，安裝第二道支撐前，圍堰內排水至+1.0m，考慮一臺50噸履帶吊機作用，計算圖式見圖4。(1)、車輛荷載按50t履帶吊計算A、破壞棱體的長度由庫侖土壓

7、力公式：其中：ε、α——為鋼板樁的傾角（0°）和土體滑動面的傾角；(2)、換算等代均布土層厚度鋼板樁計算寬度其中：l——汽車重車或平板掛車的前后軸軸距（履帶車為零）；a——車輪或履帶著地長度；H——擋土墻高度。８施工技術通訊——施工設計篇(3)、土壓力計算：土壓力仍然采用朗金土壓力公式計算，具體計算公式同工況一，計算土壓力荷載見圖4。工況三：第二道支撐已安裝，圍堰排水開挖至-2.5m，進行承臺第一次砼澆注?？紤]一臺50噸履帶吊機作用，換算等代均布土層厚度計算同工況二，計算圖式見圖5。此時由于在開挖過程中