水中承臺鋼板樁圍堰方案一、工程概況XXX鐵路東自太原樞紐的榆次站引出，經陜西的太原、晉中、呂梁，跨黃河入陜西省榆林市，西進入寧夏自治區吳忠市，在包蘭鐵路黃羊灣站接軌至中衛；同時修建定邊至銀川的聯絡線。正線長約752km，聯絡線長約192km。XXX黃河特大橋為全線重點控制工程的兩橋一隧之一。XXX黃河橋中心里程LDK672+962.76，孔跨布置為（2-32m）+（4-24m）+（38-32m）單線簡支T梁+（18-48m）單線簡支箱梁+（13-96m）簡支鋼桁結合梁+（5-48m）單線簡支箱梁+（4-32m）單線簡支T梁，橋長3942.08m。橋址位于銀川平原中部，橫跨黃河，河面寬約800米，最大水深5.7米,流速2.0米/秒,設計水位1111.68米,最高通航水位1111.55米,測時水位1110.09米；63#墩--70#墩處在河中，其中63#墩、67#墩--70#墩處在河中，64#墩--66#墩處在河中的沖積漫灘上，地層多為巨厚的粉、細砂層；承臺尺寸均為14.6*14.6*6.5米,底標高均為1099.06米,每個承臺下設16根φ1.5米鉆孔樁,基礎混凝土均為C30,橋址地質柱狀圖如下：二、鋼板樁圍堰方案綜述綜合考慮河中水文特點及地質情況，從節約成本出發，承臺基坑施工擬采用鋼板樁圍堰方案。承臺平面尺寸為14.6m×14.6m，鋼圍堰平面尺寸設計為16.8m×16.8m。方案一：采用2根15米寬0.4m的ISP-Ⅳ鋼板樁接長至30m，圍堰完成一般沖刷及局部沖刷后，鋼板樁埋入砂層6米，未滿足鋼板樁固結所需求的入土深度，圍堰外側設30根φ800×10mm、30m長鋼管樁用于穩定鋼板樁圍堰，防止其傾覆。方案二：主要考慮鋼板樁較長無法全部打入砂層中時，采用2根12米鋼板樁接長至24m，圍堰完成一般沖刷及局部沖刷后，河床面至鋼板樁圍堰底，采用拋填袋裝碎石埋沒鋼板樁圍堰，拋填高度為6米，圍堰外側設30根φ800×10mm、30m長鋼管樁用于穩定鋼板樁圍堰，防止其傾覆。承臺底至水面鋼板樁長12.49m,為保證抽水后鋼板樁安全，基坑支撐的施工與基坑內水位的下降按“先支撐后降水，分層支撐分層降水”的原則進行，結合實際，共設五層支撐圍囹，頂層采用2I40a槽鋼制成，其余每層圍囹采用2I45c工字鋼制成，每層圍囹間隔2.5m。每層圍囹內側采用8根φ600×10mm鋼管斜支撐，鋼管長分別為9.5m，4.75m。鋼圍堰及外側支撐鋼管平面布置圖如下：內支撐圍囹平面圖如下：三、方案一情況下鋼板樁圍堰計算漫1倦、鋼板樁沖刷澇計算名1恐.1距、一般沖刷計熱算己按公路工程水皇文勘測設計規展范次（似JTGC3該0-200驗2耗）息64-帖2千簡化式計算：式中：悼—梅橋下一般沖刷炭后的最大水半深沈(垮m)罩；盯—勉頻率鎮為乏P%溫適的設計流量（餓/切s孝）欣；歡—伏橋下河槽部分南通過的設計流榨量（右/鋪s攔）拍，當河槽能擴糊寬織至鴉全橋時取用噴；饅—申天然狀態下河貫槽部分設計流儉量（椅/痕s舟）怪；僑—貞天然狀態下橋昂下河灘部分設取計流量（童/助s達）墾；甘—纖橋長范圍內的貧河槽寬度鍛(摧m)偷，哀當河槽能擴寬暫至全橋時取用鑒橋孔總長度；多—夏造床流量下的步河槽寬度撈(匹m)炭，對復式河床皮可取平攤水位綁時的河槽寬度氏；蜂—秩設計水位下，茅在唯寬度范圍內溪，橋墩阻水總碰面積與過水面鏈積的比值；悔—營橋墩水流側向莫壓縮系數；并—德河槽最大水深病（峰m聲）；拼—潛單寬流量集中路系數，山前變巷遷、游蕩、寬梨灘河段當炮>森1.矩8究時，垮可采演用共1.歡8艱；傷—星造床流量下的飲河槽平均水深娃（舌m辰），對復式河土床可取平灘水載位時河槽平均瘡水深。譽帶入下表已知柄數據也Q詠p景(m弄3介/s)兇h萌cm攜Bz(m)肆Hz(m)往Q患t1因(臥m丹3突/s)鑄Qc(m朋3掠/s)視5750.0克0封5.70喬550.00某忌3.40生706.00升流5044.0嶺0央Bc(m)浩Bcg(m)第μ督阻水面靠積博(竭m詠2謠)乖總過水面腦積碧(遲m狹2描)辦55張0.00秤550.00監他0.96愿193.8圓昏2875.0柱0桿計算得苗=裕8.27m澤1面.2糖、局部沖刷計脖算侍按公路工程水央文勘測設計規武范矮（豈JTGC3張0-200赴2童）斗65-饅2斃簡化式計算：嘉當旋≤愁耀牧當抖>付多百碧泥咳式中：伸—箱橋墩局部沖刷黨深度貝（展m化）影；—墩形系數；辛—毛橋墩計算寬度員（晝m訂）；狂—叨一輛般沖刷后的最朽大水深萄（狗m午）；膏—后河床泥沙平均捉粒徑血（匯m軍m殲）；病—計河床顆粒影響陰系數；惑—包河床泥沙起動開流速燈（膀m/匆s隱）；番—歷墩前泥沙起動憶流速蠟（娃m/余s搜）；—指數箭—哪一般沖刷后墩清前行進流速暖（棟m/粥s梁）技棄帝式中:督—處河槽平均流速遣（肆m/袋s朵）；敞—視河槽平均水深紅（綢m祥）。永代入下表已知網數據泳h宏cm慮h甜c饅B者1竿(烏m)陰h插p飾(招m)麥(蠻mm)址V糖c蜜1.05該5.70傅3.40評17距獅8.27疑擺0.葉20銳吳2.00趙Bz(m)胃Hz(m)險Q招2那(向m勿3龜/s)雜Qc(m坑3飄/s)纏Bc(m)僑Bcg(m)固μ器550.00荷亭3.40爺504禁4.00搏5044.0趴0郊550.00倒州550.00則寇0.9匯6易計算得障=牢15.02己m樂。關2非、洗封底混凝土計經算唯2臉.衫1閑、仰荷載計算攝水下封底混凝延土承受的荷載催應按施工中最劑不利的情況考陵慮，即在圍堰碧封底以后，圍聽堰內的水被排阻干，封底素混門凝土將受到可袋能產生的向上傲水壓力的作用醫，現以此荷載桑（即為水頭高捆度減去封底混相凝土的重量）巴作為計算值。飾采用構2怒m添厚貍C妖25鈴混凝土封底，件取供1m欄寬計算，栽水面至承臺底怒的高辮度楚惜h=1111四.55罷－耽1099.0帶6勤=鳴12.49m章，混凝土主要較受靜水壓力及友自重乘作用。帆線左荷載顫q口戲=到γ鞭(腔h+財2除)×1.0直－安24兼×午2掠×嚼1.0幣=圈96.9號KN/m薦2捷.懼2支、攤材料力學性能扒參數及指標抗2攜.庫3醫、局力學模型曲2況.廁4每、映承載力計雹算潤采用清華大屑學市SMSol欠ver愿惡進行結構分析泊：，合格；，合格。座3責、圍堰的抗浮才穩定性計算肚圍堰封底后，泄整個圍堰受到剝被排水的向上脊浮力作用，應即驗算其抗浮系沾數稅K舍。喂念誦K呢=G/僵F戶〉渾1侍式中米：顏G務—年鋼板樁重量（怕含內支撐眠）計+丙封底混凝土自烘重蠶+蔥樁基混凝土重掀量之奶和析+乖樁基側摩阻力架1鄙6陜根裳φ筒150cm釣樁基混凝土重婆量拐由竊〉析F痕，聽得濟G止〉分F并，抖即銳K繁〉甘1防，則穩定性滿橋足要求。節4渾、鋼板樁計算志4雪.齒1粗、鋼板樁入土痕深度計算瓣鋼板樁頂口未貢加圍囹及對口培支撐時，僅靠虎入土深度提供附的土壓力維持妨鋼板樁的穩定亮。荷載計算僑a砍庸、土壓力計算峽土壓力采用煉葵計算。倆魂—倒主動土壓力系所數險，鄙，瑞為砂土的內摩竄擦角（蓮）崖；渠尊—限被動土壓力系善數編，村；堆綠掉H呢—搞土層厚度帝（控m湯）；尸架辰—照土的容重，此可處由于土層位層于水中，鳳取土的浮容懂重渾10.1枯。就則土壓力計算滋分別如下：廉主動土壓力系選數螞被動土壓力系腥數主動土壓力被動土壓力枯b濾謝、動水壓力計因算盾動水壓力采用左計算：全K算—默1.8-2.著0凍，此處鞭取似2.雄0勤；爆H籃—誘水深申（皇m謹）玩，貧此處慈為撤23.29m賭；乘v雞—棵流庭速略(幣m/s)喊，評此處崗為寸2m破/筒s良；瓦B登—膠阻水寬度住（汗m量）純，鼠此處交為堵1m霉；斤γ運—占水的容重雖（虜）綿；烘g換—熱重力加速度胖（頓）罩。避1m蓋寬范圍內的華動階水壓力入土深度計算宿取摟1m透寬范圍欲對槳B駛點取矩，令沙，唐埋入深度叉為燭x扮米腐,解得逼帶入荷載解三悄次方程，經試掃算得綁：顏x=朗7.癢9雅m組4彈.辦2鴉、鋼板樁穩定墳性計算筑由于水中沖刷配太大，鋼板樁痰不能滿足固結休條件牽，屑如鋼板樁再接孫長，其打設入叮土困難，并需牛對鋼板樁進行唐截斷處理，其帥經濟上并不可誤取，奔對此，在鋼板黃樁晃圍堰臂外側瓦設肆3凳0占根紗φ來800×門10mm奸、怖30m苦長鋼管樁啟與圍堰聯成整筑體，趕用于穩定悉鋼板樁圍堰，激防止其傾覆。座鋼板樁淹圍堰活處標高圖如下闊：歡4腹.渠2籍.1勒.1宿、荷載計算倆鋼板樁受力圖賽示如下：秒鋼板樁主要受統動水壓娛力隱P共，主動土壓力再、騙，被動土壓力京、鋼，摩擦力麻、網、甩、紋，社鋼板樁外嫩設訪1宴5廈排劣30訓根趣φ肥800×勇10mm姑鋼管樁，鋼管孟樁給予的努總我拉力酬為躬F債，卸探要使鋼板樁保棗持穩定，綁各力對中心陣線宅OO夾’曾求矩，使得趁，不k借為安全系數況（患1.5-2.軟0簡），此處扁取趨1.嗚8炊。動水壓力計算笨動水壓力紅采用卷計算垮：者K敞—柳1.8-2.動0咸，此處壤取恰2.暗0勢；派H噸—郵水深滾（吵m趣）傘，糕此處籌為脈23.29m茄；晚v劍—塑流攀速密(課m/s)衣，掃此處弓為芳2m樸/s屠；行B察—梅阻水寬度贊（肆m尿）炊，押此處松為左16.8m寨；豬γ逗—團水的容重足（事10予）；盡g靠—剝重力加速度遷（諷10破）青。動水壓力土壓力計算差土壓力按如下粉公式計算纏式中：趣—賭主動土壓力系童數孤，遺，野為砂土的內摩蕩擦角（序）睬；龜府—蚊被動土壓力系疏數拿，渴；且止蜂H通—會土層厚度躺（傅m富）；召岔B陡—紐土層寬度（附16.8捧m云）；剪師燥—閥土的容重，此起處由于土層位始于水中，罩取土的浮容重娛10.1師。恢則土壓力計算李分別如下：摩擦力計算吉鋼板樁側與土動的接觸面掩水平投影長度側L=郵（蹲96.99/編1.55蝦）杏×劣（道16.8/0簽.4景）翼=臨2628半c謎m殲=張26.28m則，瑞（惜、裝為土層厚度，旨τ毅為土的極限摩震阻力，萄此處最為難30kP別a彎。）扶4嗽.抱2噴.熱1達.端2坊、穩定性陪計算項對被OO哀’青求矩得：帶入數據得嗎由拘得經：巨F=異758墻k薯N豈4玉.指2爹.沙1偷.倍3天、鋼板樁外鋼純管計算濃鋼板樁外戰設歸1撈5享排辛3健0魚根輔30m停長筋φ加800×既10mm鳥鋼管樁用于睛穩子定擔圍堰涉，源由于鋼管樁在皇水中受力較大柿，為保證鋼管剃受力穩定，需襖采取使每排兩修根鋼管樁形成躍整體共同受力搜，具體措施可伶采叔用槽φ肆810mm抄鋼箍套在鋼管蚊樁上，酒鋼箍橫向采用憲20a曉工字鋼焊接牢俊固，沉入水底蓋，第二道鋼箍熄上采用彈2m椅長魯∠麗75×1樣0蠢角鋼焊接成豎鋤撐墻（保證與第一績道鋼箍間隔欠2m茫）衫，沉入水中，鏟依次下去，共語設及置豎9燃道鋼箍套于鋼灰管樁上，以保薄證兩根鋼管樁焦形成整體受力盾。蘭每排鋼管樁頂戰承受的水平力楚=取F/15=5泳0.6k奧N持。計鋼板樁的沖刷胡對鋼管樁所處紗水深產生一定觀影響，燥具體影響圖示裂如下：抵鋼管樁入水深董度恰（鷹23.29m信為鋼板樁入水留深度，船3m倚為鋼板樁與鋼寧管樁的間距。籌）竿動水壓力采用廈計算：誕K劃—依1.8-2.糕0豬，此處取驕1.8豈；摧h繞—縱水深堤（墾m查）拆，卸此處堆為豐18鷹m北；掙v見—憤流昌速橡(懷m/s)劑，君此處秧為羞2m余/s逃；質B腥—玉阻水寬度稱（毯m偵）碧，嶄此處灣為息0.8m冷；延γ棵—府水的容重涼（蛋10幻）；嚴g辛—脆重力加速度紹（字10賴）名。總動水壓力組鋼管樁力學性增能參數及指標食如下：嘆A=桐99224W=00I=00幻力學模型如下守：撿蹤堅，合格；享4離.2.1婆.鑰4碑、鋼管頂支撐炒計算妄鋼管悲頂食與鋼板樁之間干采用悟2搞根真20a遙槽鋼支撐，槽債鋼受登力撐N=50.6侵kN，合格。棗四消、丸方案二情況下絮鋼板樁醒圍堰計算小考慮鋼方案候一采用嚼30m輸鋼板樁撐時趴，撤無法打入畜，因此眾方案督二采用應打入余24m桑鋼板樁，由于睬局部沖刷深度養接近優24m俊鋼板樁兼底，欣由于水流速度技不斷變化，嘗地質條件的差詢異，陷因此施工昨過程中需宿對圍堰沖刷情雄況蹄進行監測，如話發現沖刷較大言，茶應繼及時穿往水中拋鋸填養碎石道喳慘埋沒鋼板樁圍耕堰，拋填高度記為妥6錘米盲，獲，確保道喳頂桂面高程為握1094.2仔6m穩,或保證鋼板樁外襪側有棒6.21m鉤的入土深度。基圍堰覽外側濟設性3初0潔根否φ問800×寫10mm列、痛30m暗長鋼管樁用于首穩定卻鋼板樁圍堰，騾防止其傾覆箭。級鋼板樁標高圖賄如下：治1飛、勤鋼板樁睛穩定怕計算速1路.鋒1世、荷載計算誕鋼板樁受力圖巷示如下：末鋼板樁主要受藥動水壓梁力罰P暫，主動土壓力膽、跑，被動土壓力耐、遮，摩擦力火、蝦、辭、謠，保鋼板樁外盼設皺1忘5毯排位3筍0登根罩φ升800×橡10mm搭鋼管樁，鋼管求樁給予的總拉豐力刮為出F具，帶（尊1理）、喝動水壓力計算洞動水壓力采用傲計算：跌K優—鉛1.8-2.獲0兇，此處匯取圈2.標0耽；綱H監—朝水深（竟17.29倉m鈴）；這v墊—蝕流捎速兼(隸2圖m融/s眼)瓦；駝B漂—乏阻水寬度（傲16.8桃m纖）；壓γ幣—韻水的容重饑（鴉10固）；濫g于—妨重力加速度抱（啞10細）落。動水壓力超（謎2藍）、潛土壓力計悼算獸藍土壓力按如下贈公式計算余翠山毀其中飼叼遼掌壤謝魯其中坐式中：晨—理主動土壓力系鄰數萌，名，獻刺外—解被動土壓力系宣數算，粱；澆為砂土的內摩睜擦角（筆）起；龍條挽H躺—冷土層厚度以（臉m麗）；虹配B踏—礙土層寬度（饑16.8催m壩）；碎鑰舌—沉土的容重，此咽處由于土層位鳳于水中，欲取土的浮容邁重尋10.1灑。攏則土壓力計算勿分別如下：耕（披3型）、，摩擦力扁計初算訪消鋼板樁側與土腥的接觸面水平練投影長吊度盞L怪=醉（劈96.99/水1.5舟5集）砍×盡（房16.8/0眠.源4湖）癢=岔2628cm鉗=窮26.28m則，捐1捆.增2勻、穩定性計算握要使鋼板樁保薦持穩定，各力展對中心蔥線目OO體’蔽求矩，使得怪，汪k高為安全系數耳（呈1.5-2.帖0遺），此處戒取壁1.朗5忌。尊對拍OO構’饞求矩得：帶入數據得掛由巾得郊：猜F=落160.8圖k目N害2盯、鋼板樁外鋼截管計算康由于此時鋼管變樁受力小于牧4掌.宜2松.臥1霞.衫2延中受力，可不救必進行檢算。馳五燕、鋼板樁受力努檢算互方案輸一、二中自承君臺底至水面鋼惑板樁長私12.49m撕,效為保證抽水后貿鋼板樁安全拘，基坑支撐的隸施工與基坑內狗水位的下降析按擋“條先支撐后降水丹，分層支撐分遲層降廉水渴”格的原則進行，崗結合實際，共更設五層支撐圍老囹，每層間隔塔2.5m衛，圍囹采斑用宇2I惠45c博工字鋼制成。魄1薯、鋼板樁計算都1廟.握1印、荷載計算則取渴單縫塊磚0.4m渾寬鋼板樁計算畏，主要受動水韻壓力娛、奧靜水壓力積及鋼管拉力稿。疫動水壓力產生圖的線水荷揮載遮K窗—過1.8-2.夢0兼，此處籌取礦2.尺0算；拉H佛—仙水深（慈12.5偷m磨）；撞v修—容流艦速窄(們2脫m修/s辦)缸；述B寧—民阻水寬度（減0.4欠m廈）；爭γ梯—鼠水的容重援（曾10錫）悼；腰g密—督重力加速度介（饒10律）你。拼靜水壓力產生莫的線荷載閱蒙γ滴—粥水的容重廟（改10藍）飯，納H槽—白水深（奇12.5檔m收）猛F=50.6凈kN挨1飽.相2唐、材料力學性童能參數嫂ISP惜-創Ⅳ竟型鋼板標樁拋:，，毅1望.腥3伯