工地培訓的一個課件

1、工地培訓的一個課件，望大家看后提出意見！順序貼亂了鋼圍堰設計、施工與監(jiān)測牛潤明TEL :Q : 976879702石家莊鐵道大學土木工程學院2012.05、概述在深水中興建大型水利、交通工程，基礎開挖 受水的制約而難度很大，必須用相應的圍封措 施創(chuàng)造干作業(yè)。常用方法包括土石圍堰、鋼圍堰、鋼吊箱、鋼 板樁圍堰等。 I 大型水利工程因其體量大，有周密的施工導流 措施，往往選用土石圍堰。橋梁工程因其橋墩相對孤立，常選用鋼圍堰、， 鋼吊箱或鋼板樁圍堰。BAT C5雙壁鋼圍堰三盤忠縣長江大橋5.長沙湘江四橋67 5江津觀音巖大橋 10#墩鋼圍堰雙壁鋼圍堰的結構設il立整體計算模

2、型*5®琳地*1*水平斜撐 受力分析壁板、豎肋、水平環(huán)板隔倉、刃腳等。宜采用有限元軟件建2）多撐式板樁入土深度的計算等值梁法計算步驟：計算步Rry = 丫N。十 j繪出土壓力分布圖；計算板樁墻上土壓力強度等于零點離開挖面的距離y值;按多跨連續(xù)梁AF,用力矩分配法計算各支點和跨中彎矩，從中求出最大叁 矩Mmax,以驗算板樁截面，并可求出各支點反力，即作用在支撐上的荷載 根據Rf和墻前被動土壓力對板樁底端O的力矩相等的原理可求得x值，而a"K力分布闿（b）口值梁;所以板樁入土深度為，支撐圍樽系統(tǒng)的分析計算以圍樽為主體，按多跨連續(xù)梁計算，支撐作為彈性支點,鋼板樁受的支撐力在這里變

3、為梁上的分布力。圍橡受的軸力由角撐、斜撐以及端部壓力傳來。圍梯按壓彎構件校核強度。#° r(h + t)+q基坑底抗隆起計算：當基坑底為軟土時，因基坑外的荷載及由于土方開挖造 成的基坑內外的壓差，使支護樁端以下土體向上涌土，可按 下式進行驗算。參見建筑基坑工程技術規(guī)范(YB9258-97)式中M承載力系數，陽=5.14o 一一由十字板試驗確定的總強度，kPa；.y土的重度，kN/n?用入土深度部土隆起抗力分項系數，1.4：t支護結構入土深度，m；.h-基坑開挖深度，m； .q地面荷載，kPa。 .61)基底涌砂計算:在砂土區(qū)，當地下水較高坑較深時，在動水壓力作用下，地下水繞過支護墻連

4、砂土一同涌入基坑。yf>K式中：K-安全系數:丁一水的容重，取lOkN/nP; r c一 土的浮容重；一鋼板樁入土深度;川地下水位至坑底的距離。封底混凝土計算:、當坑底土透水性較強，無法抽干圍堰中的水，或者抽水會出現流砂現象時，必須進行水下混凝土封底，然后再進行后續(xù)各道工序Qu =兀+x)式中以為混凝土容重，按實際取值，人為水容重, 取10 kN/m3；/i為封底層頂面處水頭以為封底混項 土厚度中為考慮未計算的樁土間摩擦阻力和圍堰 自重的修正系數，小于L偏安全考慮，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重,封底混凝土的厚度計算，根據求的彎矩M按下式計算;3.5KM 八+ Db£式中一封灰

5、混凝土厚度（mm”K-安全系數,按抗拉強度計算的受壓、受彎構件為2.65, /M -板的最大變矩（N - mm"，一板寬，單位長度取1000mm ； 兒一好抗拉強度設計值（N mm：）。C20即LlMPa： vD -考慮水下混凝土可能與圍堰下泥土摻混的增加厚度，一般取300500mm o 媼!也可以用有限元軟件建立封底混凝土的整體有限元 模型：用塊體單元模擬，注意約束的模擬.# (選擇板樁截面 求入土深度t2處剪力為零的點g通過試算求出g點，該點凈主動土壓力acd應等于建被動 土壓力dgh。 計算最大彎矩此值應等于acd和dgh繞g點的力矩之差值。 選擇板樁截面根據求得的最大彎矩和鋼

6、板樁材料的允許應力(取鋼材屈服49應力的1/2),確定板樁型號。(a)卜.壓力分布(b) 疊加后的七壓力分布圖_映- 2心）H2Ea-Ep2、單撐鋼板樁計算根據如土深度的深淺，計算方法有：較淺時，板樁上端為簡支，下端為自由支承；當入土深度 較深時,下端則為固定支承。(1)單撐淺埋鋼板樁計算為使鋼板樁保持穩(wěn) 定，作用在板樁上的力 Ra、Ea、Ep必須平衡， 對A點取矩等于零，可求# ij(a)打工.力分布(C) ： i ，鋼板機變；再由Z = o,即可求得作用在A點的53Ra=EEp然后即可繪制鋼板樁的內力圖，求得剪力為零的點，該點處的彎矩即為板樁的最大彎矩。根據該彎矩 根據支撐反力即可。Q）單

7、撐深埋鋼板樁計算用等值梁法計算8）板機上上小力分布圖 板機里地圖 等值梁計算步驟：1）計算作用于鋼板樁上的土壓力強度，并繪出土壓力分布圖。計算土壓 力強度時，應考慮板樁墻與土的摩擦作用，將板樁墻前和墻后的被動土 壓力分別乘以修正系數（為安全起見，對主動土壓力則不予折減）。冽板機的波動上壓力修正系效上的內庠擦力對30，2?20，15*10-K （增前）2.32.01.81.7L6L 11.2K墻后0.350.40.470.550. 61仇751.0合尸>=本，("+,)=居+海Py-'y(KKp-Ka)0(a)等隹梁法(b)板枇上士出力分布圖(c)板機彎矩圖3)等值架54

8、實際板樁的入土深度可取t=(L 17.2)tO。）多撐深埋鋼板樁計算用等值梁法計算1）支撐的布置和計算支撐層數和間距的布置，影響著鋼板樁、支撐、梯的截面尺寸和支護結構的材料用量，其布置方式有以下兩種。等彎矩布置等反力布置55以上兩種支撐布置方法是一種理想狀況，實際施工中可能 由于主體結構影響等原因不能按上述方法布撐，此時，則將板 班視作承受三角形荷載的連續(xù)梁，用力矩分配法計算板樁的彎 矩和反力，用來驗算板樁截面和選擇支撐規(guī)格。水土分算方法:地下水位以上部分:Pa ="K,地下水位以下部分:Pa =（卜必 +/（z必）+ 八（zHJ/土的重度(kN/m>/土的浮重度(kN/m3)

9、； Zvv水的重度(kN/m)計算用時應采用土的有效抗剪強度指標小、瑕。41水土合算方法:地下水位以上部分:Pa ="K,地下水位以F部分;4二加+%（Z-必）、土的重度(kN/m>7saf土的飽和重度(kN/nr)計算(時應采用土的總應力指標c、q>o45成層土的土壓力計算:H點:二（7禽 + 4 ）人心2c24=爐45。吟Pai 二-2 q心力點上（在第一層上中）：pa = Xi A 力點卜（住第層上中）；p al = 714人! 一 2Q J/<a2式中；心=k45°g靜水壓力分布與計算:流水壓力分布與計算:式中：F水流作用力(kN)：一水流設計流速

10、(m/O.取基坑所處范網內可能出現的最人平均流速C*水流用力系數，根據表14-1收修：p水的密度(t/m3),淡水取L0,海水取L025；A鋼板樁圍護結構與流向垂直平面上的投影面積(n?)。水流阻力系數表14-1矩形氏/寬L01.5Z0W3。1.501.45L301.10圓形0.73風力、波浪力參照相關規(guī)范計算。4511、鋼板機結構設計（確定型號、入土深度）；控制鋼板樁長度的要素主要有基底翻起、管通、插打過程的 穩(wěn)定（入土深度與鋼板樁長度比值應大于0.5）、封底的經 濟性幾方面和現場實際地質情況。2、支撐結構設計（支撐形式、支撐層數及位置）；J3、封底混凝土設計（厚度的確定）。# L混凝土封底

11、應有足夠的厚度，以確保圍堰的安全，在保證圍堰施工安全的情況下考慮施工的經濟性,封底混凝土厚度主要考慮以下幾個因素：(1)封底混凝土底面在受到內外水頭壓力差的作用下，若 鋼板樁圍堰和封底混凝土之間的粘結作用不致被靜水壓力 破壞時，則必須有足夠抵抗封底混凝土及圍堰整個被浮起 的能力；(2)在圍堰整體能穩(wěn)定時，必須考慮封底混凝土在抵抗向 上的水壓力及其它荷載時能正常工作，不至 撓曲和折裂致使圍堰穿孔0鋼板樁圍堰結構設計:1、懸臂式鋼板樁計算通過試算確定板樁埋入深度th假定埋入深度為tl,然后將凈主動土壓力acd與凈被動土壓力de兩e點取力矩，要求由def產生的抵抗力矩大于由acd所產生的傾覆力矩的2

12、倍，即防傾覆的安全系數為2以上。將通過試算求得的tl增加15%,以確保鋼板樁的穩(wěn)定。49當筑島施工時，可采用鋼筋混凝土圍堰、鋼板樁圍堰等;當處于深水區(qū)時，高樁承臺可采用單壁鋼吊箱；低樁承 臺可采用雙壁鋼套箱；中世蒯根據施工經驗，當圍堰內開挖為10m左右時，都可以采 用拉森VI型鋼板樁進行圍堰施工，當然需在鋼板樁內側進 行加固；高樁承臺水深在6m以內時，采用單壁鋼吊箱比 較經濟合理；低樁承臺水深在6m以上且截面較大時,'采. 用雙壁鋼套箱比較經濟合理；地質資料、土的參數（必要時做土工試驗），標高，E 堰附近堆載，當地風力、施工期水位、可用的鋼板 樁的型號、有哪些可利用的型鋼等等。.35進

13、駐施工現場之后，應及時結合現場的實際情況對設計提供的水文、地質 資料進行復核、調查和勘察，并進行必要的補充，為后續(xù)的施工組織設計 提供參考依據。(1)與當地水文站建立聯(lián)系，以便得到及時預報的水文資料;(2)復核河床斷面，掌握確切的實際的河床斷面及標高。(3)必要時對墩位處的地質情況進行補勘。盡管設計提供了地質資料，但不盡完善，有時不能為我們的，管樁、鋼護筒及E K :J堰的施工提供詳細的數據Q4、鋼板樁圍堰的受力計算土壓力的類型:IM4-1三種不同極限狀態(tài)的上壓力(a)靜止七壓力,(b)匕動I壓力：(c)被動上壓力靜止土壓力：假定：地表面水平，墻背豎直、光滑； Po =+ q)KoY土的重度(

14、kN/m3)； Z計算點的深度(m)； q地面均布超載(kPa)： H圍護墻高度；K。計算點處土的靜止土壓力系數； p，一土的有效內摩擦角。對砂性土： K0 = l-sin0 對粘性土： Ko= 0.95-sin。' 一般情況下砂土幅=0.350.5,粘性土5=0.50.7主動土壓力:無粘性土:Pa=yzKa粘性土:Pa=yzK2c灰(p土的內摩擦角；土的粘聚力(kPa);39被動土壓力:無粘性土:Pp = yzKp粘性土:Pp = yzKp +2c曬計算點處土的被動土壓力系數;4=121/（45。+/）(P土的內摩擦角； 土的粘聚力(kPa);土壓力計算中的水土分算與合算問題: 水土

15、分算原則,即分別計算土壓力和靜水壓力,兩者之和即總的側壓力。這一原則適用于土孔隙中存在自由的重力水的情況或土的滲透性較好的情況，一般適用于砂土、碎石類土。 水土合算的原則：認為土孔隙中不存在自由的重力水,而存在結合水，它不傳遞靜水壓力，以土粒與孔隙水共同組成的土體作為對象，直接用土的飽和重度計算側壓力，這一原則適用于不透水的粘土層。41；支撐體系的幾種施工方法：1、逐層安裝支撐體系，逐層抽 水或開挖，到高程后澆筑墊 層（不封底）2、先水下開挖到封底碎底面, 澆筑封底碎，然后逐層安裝 支撐體系，逐層抽水1、逐層安裝支撐體系，逐層抽 水或開挖，到高程后澆筑墊 層（不封底）2、先水下開挖到封底碎底面

16、, 澆筑封底碎，然后逐層安裝 支撐體系，逐層抽水鋼板樁支護結構形式錨拉方式鍋嫉鎮(zhèn)內支撐支護體系立面圖鋼板械與型綱腺梁連接圖橫撐方式27|根據有無內支撐及內支撐 的數量，分為：懸臂板樁、單撐板樁、多撐板樁3、圍堰的初步設計及要求圍堰的設計要求:1、圍堰必須能夠承受作用在其上的各種荷載；2、控制滲入圍堰內的水量，用泵抽干；3、在每個施工階段都必須保證施工面穩(wěn)定，不發(fā)生不可控制的 隆起、流沙或管涌；4、圍堰墻體和支撐變形不能影響圍堰附近的永久結構或其它既 有結構；5、必須保證斜坡或潛在滑動面導致土體失衡時能夠維持堰體整 體穩(wěn)定；6、圍堰大小必須合適，能夠滿足其內部結構的施工要求；7、臨時圍堰必須要能

17、夠最大限度地回收和重復利用建筑材料。鋼板樁圍堰設計的幾點說明設計依據：建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ120-99、鋼結 構設計規(guī)范、基坑工程手冊計算模式：一般是采用多支點支護結構“等值梁法深埋式” 進行，分“各種工況”計算。關于土壓力的計算：采用“朗肯土壓力”計算理論QJ£J 皿基坑工程手冊31結構形式的確定（鋼板樁圍堰、雙壁鋼圍堰等）;設計荷載確定（各層土的性質、地下水位的標高）;結合實際工程確定圍堰平面形狀、尺寸截面形狀世界上第一塊U型剖面斜凸互工程師Tryggve Larseri先生在 不來梅開發(fā)制作的！常見的是熱軋U型鋼板樁，基本上為m型、 w型。型號 Type 寬(W)規(guī)格 i

18、mensio厚 mm斷面極 cm2郎Fer steelcsssssa展捱 sheet pile單位質量 kg/m斷面積 an2/m抵米樁物 er ea<h metei誕米參數r of wa ll wid單位質f kg/m2拉森三型 spin4001251376.42222022360.01910168002270150拉森四型 SMV4W17015.596.99467036276.1242.53150190拉森六型 SP-IVw60021018.013538630539106225.5567002700177士樁圍堰一般結構形式主要為兩部分:通常用“U”型鋼匕二.二 過其特有的鎖扣連接，形成組合墻。采用振動錘將鋼板樁振入一定 深度的土層。支撐體系，包括多層支撐和圍楝20?可拼形狀21道路、鐵路兩側鋼板樁的支護地下車庫開挖單邊支護海feftLL河岸搶險支護iiiiiiii候用里耳 耳控界*: ifRMB： 發(fā)漳材料所5 雙9忸圭*JMH 可6#中君*maM» »aiY0i2nn開惚鼠過GrrVOEA»«H： ffHMrw武廣高鐵天興洲特大橋杭州灣大橋大檢B一!QC3 C3鋼吊箱揚中夾江二橋11；i南京大勝關長江大橋9號墩鋼吊箱單壁鋼板