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1、正本城區(qū)互連跨河大橋基坑工程鋼板樁圍堰圍檁、支撐安裝施 工 方 案編 制： 審 核： 批 準(zhǔn)： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準(zhǔn)： 目 錄一、工程概況1二、編制依據(jù)2三、工程地質(zhì)條件2四、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)簡介及主要工程量3五、施工方案05.4.1測量工作內(nèi)容II5.4.2測量工作程序II5.4.3測量儀器III5.5、鋼板樁施工III5.5.1、鋼板樁施工放樣與定位III5.5.2、鋼板樁打入施工工藝III（4）按此原理，打完其它支護(hù)鋼板樁和反拉鋼板樁。III5.5.3、鋼板樁打入施工注意事項III（4）埋死扣時，精確計算異形鋼板樁的尺寸，確保止水質(zhì)量。2、IV5.5.4、鋼板樁轉(zhuǎn)角的處理:IV5.5.5、打樁流水段的劃分:IV5.5.6、打樁方法:IV5.5.7、鋼板樁的拔除施工V5.6、基坑清挖V5.7、圍檁、支撐施VI5.7.1、墩臺基坑前期安裝施工：VI5.72、圍檁、支撐安裝工藝流程VI5.8、圍堰封底VI六、 鋼板樁圍堰計算書IX6.1、計算模型的建立16.2、 計算工況36.3、計算結(jié)果36.3.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算46.3.2 鋼板樁封底計算96.3.3 基坑穩(wěn)定性驗算96.3.4 支護(hù)的豎向承載力驗算106.3.5 建議112.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算15（1）工況152.2 鋼板樁封底計算182.3 基坑穩(wěn)定性驗算183、（1）坑底流砂驗算18（3） 坑底隆起驗算182.4 支護(hù)的豎向承載力驗算19一、工程概況xx大橋位于xx省xx市境內(nèi)，橫跨xx河，連接xx市主城區(qū)與xx新城，將xx街位于老城區(qū)域xx新城的兩部分連通。橋位處現(xiàn)狀xx河主河道寬度500m，xx大橋為斜橋，斜交角為75。工程全長844.67m，全線無平曲線。由橋梁、引導(dǎo)兩部分組成。 xx大橋413墩均位于主河道中，其中913#已于前期完成承臺施工，48#已完成樁基施工，根據(jù)總體工期安排，48墩必須在2010年8月15日前完成承臺施工。前期灌注樁施工時的筑島面標(biāo)高為平均19.5m,現(xiàn)xx河水位標(biāo)高18.5m。48根據(jù)圖紙設(shè)計標(biāo)高，4#、5墩承臺底標(biāo)4、高約11.8m，開挖深度接近7m；6墩承臺底標(biāo)高13.6m，開挖深度5.9m；7墩承臺底標(biāo)高14.1m，開挖深度5.4m；8墩承臺底標(biāo)高13.8m，開挖深度5.7m。為了基坑內(nèi)承臺施工安全，我公司經(jīng)過多種方案對比，最終確定采用鋼板樁圍堰（圖1）。二、編制依據(jù)2.1xxxx河xx大橋基坑鋼板樁圍堰支護(hù)工程施工圖2.2xx大橋水中墩布置圖；2.3公路橋涵施工枝術(shù)規(guī)范；2.4國家標(biāo)準(zhǔn)：建筑基坑支護(hù)工程技術(shù)規(guī)程；2.5行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程；2.6國家現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范。2.7相關(guān)工程經(jīng)驗。三、工程地質(zhì)條件 經(jīng)鉆探揭露，本場地層主要由素填土、粉質(zhì)粘土，粉砂、卵石組成，現(xiàn)將各地層巖性自5、下而上描述如下：(1)、素填土：褐色，主要由沙土、粘性土及少量卵石、碎石等組成，成分不均勻，稍濕，結(jié)構(gòu)松散。分布不連續(xù)，層厚1.71.9m，層底埋深1.71.9m，層底標(biāo)高24.323.6。(2)、粉質(zhì)粘土：灰褐色黃褐色，可塑，飽和。搖震無反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。夾薄層粉土。分布不連續(xù)，層厚1.13.5，層底埋深1.13.5，曾底標(biāo)高25.621.5。(3)、粉砂：黃褐色，長石、石英質(zhì)、顆粒大小較均一，稍濕，稍密。夾薄層粉土、細(xì)沙。分布不連續(xù)，層厚1.33.2，層底埋深1.34.0，層底標(biāo)高19.617.1。(4)、卵石：由結(jié)晶石組成，巖塊堅硬。卵礫石含量占總質(zhì)量的7080，向下6、含量逐漸增多。卵礫石徑一般在，大者約100mm，個別大漂石可達(dá)200mm以上，呈圓形及亞圓形，混礫砂充填，分選不好，密實狀態(tài)。夾有圓礫薄層。該層最大揭露深度50m，最大揭露厚度50m。四、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)簡介及主要工程量根據(jù)周邊環(huán)境的特點和土質(zhì)情況，考慮本工程基坑支護(hù)的基本特征，既要滿足不同坑壁的支護(hù)要求，又要做到安全、經(jīng)濟(jì)、便于施工，經(jīng)綜合分析比較后選定支護(hù)結(jié)構(gòu)方案，采用鋼板連續(xù)墻加內(nèi)支撐的支護(hù)型式。為了降低支護(hù)難度，擬先將原地面挖除3米后再作支護(hù)。原地面挖除3米后，基坑還要開挖4米深。4.1、鋼板樁：采用I36c型鋼板樁，該鋼板樁寬36cm，重71.22kg/m，小鎖口，有很好的止水能力和抗彎7、能力，本工程擬采用12m長鋼板樁能滿足全橋開挖施工要求；4.2、圍囹：采用雙拼工字鋼，設(shè)置2道，圍囹安裝在鋼板樁同一水平位置I32工字鋼牛腿上。4.3、水平支撐：D426*10mm鋼管，支撐水平間距視具體情況在2.73.5m之間調(diào)整，支撐豎向間距根據(jù)基坑深度而定，以上基坑支護(hù)具體詳見鋼板樁圍堰圖（圖2 圖6）。圖-2圖-3圖-4圖-5圖-6五、施工方案5.1、鋼板樁圍堰工藝流程施工準(zhǔn)備、測量放線安裝第一層圍囹、打設(shè)鋼板樁安裝第二層圍囹挖土至第二層圍囹底50cm圍堰內(nèi)抽水堵漏破樁頭、圍堰內(nèi)承臺施工內(nèi)外水壓平衡挖土至封底砼底水下砼封底5.2、基坑圍堰支護(hù)施工準(zhǔn)備根據(jù)周邊環(huán)境的特點，考慮本工程基坑支8、護(hù)的基本特征，既要滿足不同坑壁的支護(hù)要求，又要做到安全、裝卸快節(jié)、便于周轉(zhuǎn)施工。現(xiàn)場加工布置：在橋墩原位場地平整，作支撐加工、鋼板樁堆放，制作臺座平整度相差5mm。內(nèi)支撐加工按設(shè)計圖嚴(yán)格控制邊際以確保整體尺寸。本工程全部采用鋼板樁I36c樁長12M 。鋼板樁，直接用25T吊車配合60KW電動振動錘施打。施工現(xiàn)場總?cè)藛T配置見下表：項目崗位人數(shù)職責(zé)備注基坑支護(hù)圍堰施 工專業(yè)技術(shù)員1負(fù)責(zé)圍堰工程全面專項質(zhì)量安全負(fù)責(zé)1負(fù)責(zé)質(zhì)量控制、安全生產(chǎn)施工員1工程技術(shù)工作測量員2測量、放線、變形監(jiān)測材料員1材料供應(yīng)、材質(zhì)檢查工區(qū)長1管理各組施工內(nèi)容、質(zhì)量、安全基坑挖、填、砼、排、組12圍堰、基坑排、抽、各項施工圍9、檁、支撐、鋼板樁組10圍檁、支撐鋼板樁施打的制作、安裝拆除配合雜工45.3、施工主要機(jī)械設(shè)備配置及材序號名稱規(guī)格及型號數(shù)量單位備注1打樁振動錘DZ601臺2氧炔割具2套3鋼絲繩1批4全站儀TC702（精度2mm+2ppm）1臺5水準(zhǔn)儀NA2（精度1mm）1臺6其它測量配套設(shè)備1批7交直流兩用電焊機(jī)ZC5004臺8吊車QY251臺9長臀挖掘機(jī)1臺10水下灌注砼設(shè)備1套11陸上運輸車輛20T平板車1輛 5.3、施工主要材料序號名稱規(guī)格及型號數(shù)量重量(噸)112M鋼板樁I36c若干若干2圍囹45b#工字鋼若干若干3支撐D426*10mm鋼管若干若干5.4、施工測量5.4.1測量工作內(nèi)容測量工作內(nèi)容包10、括：鋼板樁樁位的平面放線測量和圍堰過程的監(jiān)測。5.4.2測量工作程序（1）測量工程師和測量員熟悉測量的資料和圖紙；（2）測量員負(fù)責(zé)現(xiàn)場測量及內(nèi)業(yè)計算；（3）測量工程師負(fù)責(zé)審核現(xiàn)場測量成果及內(nèi)業(yè)計算成果；（4）對須經(jīng)業(yè)主及監(jiān)理工程師復(fù)測確認(rèn)的測量工作，應(yīng)按合同及規(guī)范要求將有關(guān)資料報業(yè)主和監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)。5.4.3測量儀器 TC702全站儀1臺（精度2mm+2ppm）水準(zhǔn)儀1臺（精度1mm）其它測量配套設(shè)備1批。5.5、鋼板樁施工5.5.1、鋼板樁施工放樣與定位（1）將施工區(qū)域控制點標(biāo)明并經(jīng)過復(fù)核無誤后加以有效保護(hù)。（2）施工時，根據(jù)經(jīng)驗確定打樁順序、合攏位置布置。5.5.2、鋼板樁打入施工工11、藝（1）吊車采用25T汽車吊將鋼板樁送入樁錘的夾口，夾住鋼板樁，（2）按測量工程師放好的控制線，將第一根鋼板插入地面，開動液壓機(jī)振動沉樁，檢查鋼板樁與圍檁間隔、垂直度，完成第一根樁的定位施打。（3）同理，夾起第二根樁，對好第一根樁的鎖口，樁錘下降，靠錘與樁自重壓樁至地面，開動液壓機(jī)振動沉樁，完成鋼板樁施打。（4）按此原理，打完其它支護(hù)鋼板樁和反拉鋼板樁。5.5.3、鋼板樁打入施工注意事項（1）導(dǎo)向樁打好之后，以槽鋼焊接牢固確保導(dǎo)向樁不晃動，以便打樁時提高精確度。（2）鋼板樁起吊后人力將樁插入鎖口，動作緩慢，防止損壞鎖口，插入后可稍松吊繩，使樁憑自重滑入。（3）鋼板樁振動插打到小于設(shè)計樁頂標(biāo)高+12、0.5m時，小心施工，防止超深發(fā)生。（4）埋死扣時，精確計算異形鋼板樁的尺寸，確保止水質(zhì)量。（5）打樁前一般應(yīng)在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物，在打完鋼板樁后，開始進(jìn)行鋼板樁圍堰內(nèi)的止水處理。5.5.4、鋼板樁轉(zhuǎn)角的處理: 在支護(hù)墻體的轉(zhuǎn)角部位往往有不同的角度，此外由于板樁墻的長度與鋼板樁寬度往往不成整數(shù)倍，必然在轉(zhuǎn)角處最后封閉時需用異形板樁，或采取一定技術(shù)措施來解決。為了減少打樁累積偏差和使軸線位置正確，可采用縮短流水線長度，但增加了合攏點，采取角部合攏的打法，可保證端面相對距離，不影響墻內(nèi)圍檁支撐的安裝精度，對于打樁累積偏差可在轉(zhuǎn)角處作軸線修正。5.5.5、打樁流水段的劃分:定位-導(dǎo)向-轉(zhuǎn)角13、固定樁施打-順?biāo)鞣较蚺帕惺┐?合攏5.5.6、打樁方法:單獨打入法此法是從一角開始塊插打，每塊鋼板樁自開始打到結(jié)束中途不停頓。因此，樁機(jī)行走路線短，施工簡便，打設(shè)速度快。但是，由于單塊打入，易向一邊傾斜，累計誤差不易糾正，壁面平直度難以控制。一般在鋼板樁長度不大（小于10m）、工程要求不高時宜采用此法。屏風(fēng)法，一般也需設(shè)置導(dǎo)向架，將1020塊鋼板樁組成的施工段沿圍檁插入土中一定深度形成較短的屏風(fēng)墻，先將其兩端的兩塊打入，嚴(yán)格控制其垂直度，打好后用電焊固定在圍檁上，然后將其他的板樁順序以1/2或1/3板樁高度打入。此法可以防止板樁過大的傾斜和扭轉(zhuǎn)，防止誤差積累，有利實現(xiàn)封閉合攏，且分段打設(shè)，不14、會影響鄰近板樁施工。5.5.7、鋼板樁的拔除施工拔樁方法振動拔樁是利用振動錘對鋼板樁施工加振動力，拔動土體，破壞土體與板樁間的摩阻力和吸附力并施工吊升力將樁拔出，這種方法效率高、操作簡便，是廣泛采用的一種拔樁方法。拔樁施工要點（1）鋼板樁拔除作業(yè)前對每個板樁的打入情況，作詳細(xì)調(diào)查，以此判斷拔樁作業(yè)的難易程度。（2）開挖段施工完成后，進(jìn)行支撐的切割工作，解除加固系，進(jìn)行鋼板樁的拔除。（3）在拔樁時，采用振動錘進(jìn)行拔除，拔一根清理一根。并及時運走，以保證場地的清潔。拔樁注意事項（1）為防止將臨近板樁同時拔出，宜將鋼板樁和加固的接點逐根割斷。（2）拔出的鋼板樁應(yīng)及時清除土砂，涂以油脂。變形較大的板樁15、需調(diào)直，完整的板樁要及時運出工地，堆置在平整的場地上。（3）將鋼板樁用振動錘再復(fù)打一次，可克服土的黏附力。（4）按與鋼板樁施打順序相反的次序拔樁。5.6、基坑清挖1.基坑清挖要與支護(hù)施工密切配合。開挖前要向基坑開挖施工進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案交底，與其共同制訂基坑分層分段及與支護(hù)施工順序相互協(xié)調(diào)的施工工藝，重點是與內(nèi)支撐、底層位置施工。2.圍堰泥土清挖主要采取長臂挖機(jī)施工，挖除位置集中在樁間，盡量控制標(biāo)高平整。3.當(dāng)基坑為水下清挖時采取長臂挖機(jī)或抓斗施工，潛水員負(fù)責(zé)水下整平、標(biāo)高控制。4.基坑清挖時，注意基坑土質(zhì)變動、隆起、流砂的情況。5分層清挖的每層高度為1.5m，以確保圍堰周邊壓力均等。6.清16、除的泥土用自卸汽車運到卸泥區(qū)排放。5.7、圍檁、支撐施5.7.1、墩臺基坑前期安裝施工：1.全面對基坑水深、水文測量、整理資料作施工參考。2.平整筑島場地，按照測量定位安裝導(dǎo)向裝置。3.對基坑泥土影響支護(hù)圍檁安放的提前清挖施工。5.72、圍檁、支撐安裝工藝流程圍檁、支撐安裝的工藝流程如下：根據(jù)各圍堰支撐布置圖在基坑平面上位置定出圍囹軸線。按圍囹內(nèi)軸線設(shè)置圍囹托架及導(dǎo)架。5.8、圍堰封底 水下砼封底施工方案由于本橋圍堰水下混凝土所具有的特點，擬對其采取如下施工方案。1. 分倉施工(1) 基本方案分倉依次澆注砼。(2) 分倉布置一個圍堰一般分為4個倉，分倉隔板可用廢舊模板進(jìn)行加工成片后，運至施工平17、臺進(jìn)行拼裝，待水下挖基完成后，由潛水員下放至設(shè)計標(biāo)高并安裝加固。2. 澆注順序及方法先依次澆筑圍堰四個角部再澆注圍堰中部，封底砼澆注工藝與水下灌注樁相同。3. 砼供應(yīng)(1) 砼生產(chǎn)保障由于封底混凝土方量大，需提前與商品砼廠家商定，保證混凝土的生產(chǎn)能力滿足施工要求。(2) 砼運輸保障配備1臺汽車式混凝土輸送泵，其泵送能力為90m3/h，同時配備多臺混凝土罐車以滿足混凝土供應(yīng)需求。4. 頂面二次找平（抽水后）封底混凝土水下澆注一般預(yù)留30cm砼，待完成、圍堰基坑抽干水后，清理封底砼表面泥沙、剔除砼面松散部分，用砼再按設(shè)計標(biāo)高進(jìn)行二次找平，向四周順坡，并預(yù)留集水坑（四個角）。5.9、抽排水與相關(guān)施工18、施工內(nèi)容及流程圖封底砼完成水下澆注，抽水準(zhǔn)備測量監(jiān)測圍堰位移、變形抽水至水面下第一層圍囹加固圍囹及鋼板樁之間連接，圍堰防滲、堵漏，檢查圍堰位移、變形情況圍堰位移變形小于設(shè)計值繼續(xù)抽水圍堰內(nèi)加固與抽水工作同步進(jìn)行圍堰內(nèi)水抽干，報告監(jiān)理申請圍堰驗收抽水工作完成，抽水設(shè)備拆除5.10 抽水與其相關(guān)工作1. 設(shè)置排水溝與集水井（見圖）圖19 圍堰排水溝、集水井布置圖2. 抽水與圍堰監(jiān)測及加固封底砼達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，方可抽水。每抽水至一層圍囹即停止抽水，實施加固該層圍囹及其與鋼板樁的連接，并展開對圍囹的全面監(jiān)測，待圍堰內(nèi)水全部抽干，即對封底砼頂面進(jìn)行浮托監(jiān)測。3. 抽水與變形應(yīng)急處理整個抽水過程要嚴(yán)密監(jiān)測19、圍囹和鋼板樁的位移和變形，如果超過設(shè)計值要立即停止抽水，待查明原因并對變形位置進(jìn)行加固處理后方可繼續(xù)抽水。抽水與防滲堵漏4鋼板樁防滲堵漏措施I36c鋼板樁防滲能力較差，采取基坑明排的方式降水。采用4臺8寸泥漿泵(30kw)抽水，每臺泵抽水能力達(dá)到320m3/h。六、 鋼板樁圍堰計算書 因68#墩基坑與5#相似，故本工程計算取4#與5#即可。6.1、計算模型的建立下面是各墩支護(hù)的設(shè)計圖（詳細(xì)的平面布置圖請見設(shè)計圖紙）：圖1 支護(hù)布置圖 計算時按施工水位的最大標(biāo)高取為+18.465米；結(jié)構(gòu)所受的側(cè)面壓力，在河床以上的范圍內(nèi)為靜水壓力，在河床以下至封底混凝土底面以上的范圍內(nèi)為靜水壓力、主動土壓力之和20、。其中靜水壓力為三角形荷載：，為距離水面的高度；主動土壓力根據(jù)朗肯土壓力理論來進(jìn)行計算：主動土壓力系數(shù)為：，主動土壓力為：，為距離河床底的高度。動水壓力的計算按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D-60 2004）考慮， 式中：流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）； 水的重力密度（kN/m3）； V設(shè)計流速（m/s），計算時V=1 m/s； A橋墩阻水面積（m2），計算至一般沖刷線處； g重力加速度，g=9.81（m/s2）; K橋墩形狀系數(shù)，方形的圍堰K=1.5，矩形的圍堰K=1.3；流水壓力合力的著力點，假定在設(shè)計水位線以下的0.3倍深處。圖2 側(cè)面壓力示意圖鋼板樁的截面尺寸以毫米記，具體規(guī)格見公路橋涵施工21、手冊137頁。在建立計算模型的時候，采用板單元，根據(jù)等剛度的原則將以上的鋼板樁截面換算為等效的矩形板截面。查得一片0.36米寬的鋼板樁截面對重心軸x-x的慣性矩為：I=12629.4cm4，則等效的0.36米寬矩形鋼板截面的厚度為：，則在計算模型中的板厚采用15.54cm。 圖4 圍堰模型 圖5 支撐圍檁構(gòu)造圍堰的支撐的標(biāo)高見表1，采用的2I45a、2I56a、D426*10的鋼材。表1 支護(hù)各支撐的標(biāo)高編號12標(biāo)高17.56515.065計算采用Midas civil 2006，其中鋼板樁圍堰采用板單元模擬，支撐與圍檁采用梁單元模擬。 圍堰平面尺寸為14.814.8m，鋼板樁長12米，河堤土22、層為卵石，=25.6KN/m3，內(nèi)摩擦角為38。其它參數(shù)如下：1、最高水位：+18.465m2、鋼板樁頂標(biāo)高：+18.465m3、最大開挖標(biāo)高：6.465m4、I36c鋼板樁 f=200Mpa6.2、 計算工況（1）基坑開挖到二層圍檁高度，第一層圍檁已安裝，尚未安裝第二層圍檁（2）第二層圍檁已安裝，封底混凝土澆筑完畢，圍檁內(nèi)已抽干水6.3、計算結(jié)果6.3.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算（1）工況在側(cè)向壓力的作用下，最大變形位于第二層，最大值為2.7mm，如圖6所示；鋼板樁最大變形為2.4 mm，如圖7所示。 圖6 支撐變形圖7 鋼板樁變形支撐、圍檁的應(yīng)力計算結(jié)果如圖8所示，最大值為-72MPa，應(yīng)23、力滿足要求。圖8 支撐、圍檁的應(yīng)力如圖9所示，鋼板樁的最大應(yīng)力為12.5MPa，在Q325級鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，滿足強(qiáng)度要求。圖9 板樁圍堰應(yīng)力結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計算結(jié)果如圖10所示，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為96.4，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能滿足要求。圖10 第一階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使用要求。（2）工況2在側(cè)向壓力的作用下，最大變形位于第二層，最大值為5.0mm，如圖11所示；鋼板樁最大變形為5.3 mm，如圖12所示。 圖11 支撐變形圖12 鋼板樁變形支撐、圍檁的應(yīng)力計算結(jié)果如圖13所示，最大應(yīng)力位于第二層，最大值為-152MPa，應(yīng)力滿足要求。圖13 支撐、圍檁的應(yīng)力如圖24、14所示，鋼板樁的最大應(yīng)力為57.8MPa，在Q325級鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，滿足強(qiáng)度要求。圖14 板樁圍堰應(yīng)力結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計算結(jié)果如圖15所示，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為12.4，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能滿足要求。圖15 第一階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使用要求。6.3.2 鋼板樁封底計算作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰的自重以及圍堰在土中的摩擦阻力平衡的，當(dāng)板樁打入基坑底以下的深度不大時，從安全角度考慮，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：解得=0.3106.7/(23-10)=1.5（m）其中為考慮未計算樁土間摩阻力和圍堰自重的修正系數(shù)，憑經(jīng)驗取為0.3。6.3.3 基坑25、穩(wěn)定性驗算（1）坑底流砂驗算在坑底內(nèi)抽水可能引起流砂的危險，采用簡化計算方法進(jìn)行驗算。其原則是板樁有足夠的入土深度以增大滲流長度，減小向上動水力。由于基坑內(nèi)抽水后引起的水頭差為h造成的滲流，其最短滲流途徑為h1t，在流程t中水對土粒動水力應(yīng)是垂直向上的，故可要求此動水力不超過土的浮重b，則不產(chǎn)生流砂的安全條件為：KiWb K為安全系數(shù),i為水力梯度，K=2.0滿足要求（2） 坑底隆起驗算較深的軟土基坑在水壓力作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆起現(xiàn)象，用滑動面簡單方法進(jìn)行驗算。滑動力矩為：穩(wěn)定力矩為：其中=atg()=atg()=1.15，h為最底層內(nèi)支撐相對封砼頂高度,b為坑底一半長度. 為26、滑動面上不排水抗剪強(qiáng)度,取土層滑動面的平均不排水抗剪強(qiáng)度則安全系數(shù)為： =5.441.2，滿足坑底隆起驗算。6.3.4 支護(hù)的豎向承載力驗算支護(hù)的總重量為：2000 KN計算支護(hù)在自重作用下其豎向的承載力時，采用樁基礎(chǔ)中摩擦樁的計算公式來進(jìn)行計算：，鋼圍堰與土接觸的周長為：U=14.842=118.4m，開挖后樁尖至開挖底面的深度為：L=5.3m，鋼板樁壁與土的摩阻力偏于安全取為:,則鋼板樁的豎向承載力為：，大于支護(hù)的自重，支護(hù)的豎向承載力能夠滿足要求。6.3.5 建議第一、二層增加的426*10的圓管來增加圍堰的穩(wěn)定性，如布置圖所示。6.4、5#墩基坑鋼板樁圍堰支護(hù)工程計算書1、計算模型的建27、立下面是各墩支護(hù)的設(shè)計圖（詳細(xì)的平面布置圖請見設(shè)計圖紙）：圖1 支護(hù)布置圖 計算時按施工水位的最大標(biāo)高取為+18.5米；結(jié)構(gòu)所受的側(cè)面壓力，在河床以上的范圍內(nèi)為靜水壓力，在河床以下至封底混凝土底面以上的范圍內(nèi)為靜水壓力、主動土壓力之和。其中靜水壓力為三角形荷載：，為距離水面的高度；主動土壓力根據(jù)朗肯土壓力理論來進(jìn)行計算：主動土壓力系數(shù)為：，主動土壓力為：，為距離河床底的高度。動水壓力的計算按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D-60 2004）考慮， 式中：流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）； 水的重力密度（kN/m3）； V設(shè)計流速（m/s），計算時V=1 m/s； A橋墩阻水面積（m2），計算至一般沖刷線28、處； g重力加速度，g=9.81（m/s2）; K橋墩形狀系數(shù)，方形的圍堰K=1.5，矩形的圍堰K=1.3；流水壓力合力的著力點，假定在設(shè)計水位線以下的0.3倍深處。圖2 側(cè)面壓力示意圖鋼板樁的截面尺寸以毫米記，具體規(guī)格見公路橋涵施工手冊137頁。在建立計算模型的時候，采用板單元，根據(jù)等剛度的原則將以上的鋼板樁截面換算為等效的矩形板截面。查得一片0.36米寬的鋼板樁截面對重心軸x-x的慣性矩為：I=12629.4cm4，則等效的0.36米寬矩形鋼板截面的厚度為：，則在計算模型中的板厚采用15.54cm。 圖4 圍堰模型 圖5 支撐圍檁構(gòu)造圍堰的支撐的標(biāo)高見表1，采用的2I45a、2I56a、D29、426*10的鋼材。表1 支護(hù)各支撐的標(biāo)高編號1標(biāo)高+17.3計算采用Midas civil 2006，其中鋼板樁圍堰采用板單元模擬，支撐與圍檁采用梁單元模擬。 圍堰平面尺寸為14.814.8m，鋼板樁長12米，河堤土層為卵石，=25.6KN/m3，內(nèi)摩擦角為38。其它參數(shù)如下：1、最高水位：+18.5m2、鋼板樁頂標(biāo)高：+19m3、最大開挖標(biāo)高：+6.0m4、I36c鋼板樁 f=200MPa2、計算結(jié)果2.1 鋼板樁強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算（1）工況在側(cè)向壓力的作用下，最大變形位于第一層，最大值為2.0mm，如圖6所示；鋼板樁最大變形為1.4mm，如圖7所示。 圖6 支撐變形圖7 鋼板樁變形支撐、圍30、檁的應(yīng)力計算結(jié)果如圖8所示，最大應(yīng)力位于第一層，最大值為-45MPa，應(yīng)力滿足要求。圖8 支撐、圍檁的應(yīng)力如圖9所示，鋼板樁的最大應(yīng)力為23.7MPa，在Q325級鋼的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，滿足強(qiáng)度要求。圖9 板樁圍堰應(yīng)力結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)計算結(jié)果如圖10所示，結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)最小的特征值為121，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能滿足要求。圖10 第一階屈曲模態(tài)因此，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與穩(wěn)定性能夠滿足使用要求。2.2 鋼板樁封底計算作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰的自重以及圍堰在土中的摩擦阻力平衡的，當(dāng)板樁打入基坑底以下的深度不大時，從安全角度考慮，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：解得=0.3104.4/(23-1031、)=1（m）其中為考慮未計算樁土間摩阻力和圍堰自重的修正系數(shù)，憑經(jīng)驗取為0.3。2.3 基坑穩(wěn)定性驗算（1）坑底流砂驗算在坑底內(nèi)抽水可能引起流砂的危險，采用簡化計算方法進(jìn)行驗算。其原則是板樁有足夠的入土深度以增大滲流長度，減小向上動水力。由于基坑內(nèi)抽水后引起的水頭差為h造成的滲流，其最短滲流途徑為h1t，在流程t中水對土粒動水力應(yīng)是垂直向上的，故可要求此動水力不超過土的浮重b，則不產(chǎn)生流砂的安全條件為：KiWb K為安全系數(shù),i為水力梯度，K=2.0滿足要求（3） 坑底隆起驗算較深的軟土基坑在水壓力作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆起現(xiàn)象，用滑動面簡單方法進(jìn)行驗算。滑動力矩為：穩(wěn)定力矩為：其中=atg()=atg()=1.18，h為最底層內(nèi)支撐相對封砼頂高度,b為坑底一半長度. 為滑動面上不排水抗剪強(qiáng)度,取土層滑動面的平均不排水抗剪強(qiáng)度則安全系數(shù)為： =5.51.2，滿足坑底隆起驗算。2.4 支護(hù)的豎向承載力驗算支護(hù)的總重量為：1800 KN計算支護(hù)在自重作用下其豎向的承載力時，采用樁基礎(chǔ)中摩擦樁的計算公式來進(jìn)行計算：，鋼圍堰與土接觸的周長為：U=14.842=118.4m，開挖后樁尖至開挖底面的深度為：L=5.3m，鋼板樁壁與土的摩阻力偏于安全取為:,則鋼板樁的豎向承載力為：，大于支護(hù)的自重，支護(hù)的豎向承載力能夠滿足要求。