鋼板樁設(shè)計(jì)計(jì)算

1、鋼板樁設(shè)計(jì)計(jì)算及施工方案本標(biāo)段施工范圍內(nèi)共有 75 個(gè)承臺(tái)，分 8 種類型：A類承臺(tái)：下部采用9根© 1.0 m x 7m橫X順,厚。主要適用于30+30m 跨徑組合；B類承臺(tái)：下部采用9根©X橫X順,厚。主要適用于40+40m跨徑組 合；C類承臺(tái)：下部采用8根© 1.0 m x 7m橫X順,厚。主要適用于25+25m 跨徑組合；D類承臺(tái)：下部采用8根© 1.2 mX橫X順,厚。主要適用于30+40m跨 徑組合；E類承臺(tái)：下部采用6根© 1.2 mX橫X順,厚。主要適用于25+30m跨 徑組合斜交 20°；F類承臺(tái)：下部采用9根

2、69; 1.2 mX橫X順,厚。主要適用于33.5+跨徑 組合斜交 20°；G類承臺(tái)：下部采用9根© 1.2 mX橫X順,厚。主要適用于40+40m跨 徑組合斜交 40°；H類承臺(tái)：下部采用10根©X橫X順,厚。主要適用于橋臺(tái)根底； 擬采用 拉森W型鋼板樁實(shí)施圍護(hù)，以確保基坑平安開挖、承臺(tái)結(jié)構(gòu)和墩身結(jié) 構(gòu)的順利施工。二、地質(zhì)情況根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示：勘察深度范圍內(nèi)河床底至鉆孔樁底可分為 7 個(gè)地質(zhì)單元層，鋼板樁深度主要在： 層為近代人工堆填土，黃灰黃色粘土和灰黃灰色砂質(zhì)粉土 ，(3)灰色粉質(zhì)粘土三、鋼板樁施工方案1、鋼板樁的選用根據(jù)工程所在地場地特點(diǎn)，

3、結(jié)合鋼板樁的特性、 施工方法等方面進(jìn)行考慮，選用拉森W型鋼板樁。拉森W型WUR1型冷彎鋼板樁樁寬度適中，抗彎性能好，依地質(zhì)資料及作業(yè)條件決定選用鋼板樁長度。2 、打樁設(shè)備擬采用 Z550 型液壓振動(dòng)沉樁機(jī)，作為沉設(shè)鋼板樁的主要?jiǎng)恿Α?投入鋼板樁打拔樁機(jī) 1 臺(tái)用于施工。 打拔樁機(jī)為挖掘機(jī)加液壓高頻振 動(dòng)錘改裝而成，激振力 220kN。四、鋼板樁設(shè)計(jì)方案現(xiàn)對承臺(tái)鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算如下：1、上海A8三標(biāo)樁基658根，承臺(tái)75個(gè)。承臺(tái)寬，長5.340#臺(tái)除外，0#臺(tái)長XX 27m根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示：勘察深度范圍內(nèi)河床底至鉆孔樁底可分為 7 個(gè)地質(zhì)單元層。為保證設(shè)計(jì)平安，取土的重度選為：KN/m

4、,內(nèi)摩擦角選為=。2、現(xiàn)場實(shí)際情況施工現(xiàn)場已經(jīng)打設(shè)9米長拉森W型鋼板樁，并提供以下數(shù)據(jù)： 打設(shè)鋼板樁尺寸為沿道路方向承臺(tái)尺寸兩側(cè)各加； 鋼板樁露出地面高 度為。3 單支撐鋼板樁計(jì)算 支撐層數(shù)和間距的布置是鋼板樁施工中的重要問題,根據(jù)現(xiàn) 場的支撐材料和開挖深度, 我們采取在鋼板樁內(nèi)側(cè)加一層圍囹并設(shè)置 支撐，按單支撐進(jìn)行鋼板樁計(jì)算。圍堰采用拉森W型 鋼板樁，3W=1346cm3, f=350Mpa 。43,內(nèi)摩擦角。5、距板樁外均布荷載按20KN/ m2計(jì)?；娱_挖深度4m.鋼板樁平面布置、板樁類型選擇，支撐布置形式，板樁入土深度、基底穩(wěn)定性設(shè) 計(jì)計(jì)算如下：(1)作用于板樁上的土壓力強(qiáng)度及壓力分布

5、圖ka=tg a 45° - © /2= tg a 45°Kp= tg a 45° +商2= tg a 45°板樁外側(cè)均布荷載換算填土高度hl,q=20KN/m2q=46.6KN/m2鋼板樁土壓力分布圖h1=q/r=20KN/ m2十3基坑底以上土壓力強(qiáng)度Pa：PaiX (1.06+4) x2合力Ea距承臺(tái)底的距離y為.(2)確定內(nèi)支撐層數(shù)及間距按等彎距布置確定各層支撐的間距,根據(jù)拉森W型 鋼板樁 能承受的最大彎距確定板樁頂懸臂端的最大允許跨度h:3 6fw h= rka3 .'6 350 1346 10518.8 103 0.49=3

6、13cm=m鋼板樁內(nèi)支撐=E圭寸底砼x 3.13=x 3.13=根據(jù)具體情況，確定采用【橋涵施工手冊】圖5-44的形式布置。xxxxxx 4+0.12=3WUR1型冷彎鋼板樁厚度以計(jì)，圍囹以10m長計(jì)，圍囹受力計(jì)算如下：圍囹米用2140a工字鋼，翼板間每隔1m米用鋼板滿焊連接，形 成半圭寸閉箱型結(jié)構(gòu)。鋼材屈服強(qiáng)度值fy=235N/mm鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)2計(jì)值f=215N/mm。2I40a工字鋼慣性矩/靜力矩lx /Sx=cm截面模數(shù)=2180cm。a. 支承力：xxx： +/2=kN/mP2=x 10/7二kN2MmaX=x 2.25 /8=kN m(T max=x 106/2180X 103二N

7、/mK fy=235N/mm 滿足要求。t 二RSx/(lx x t)=R/( t x Ix/Sx)=x 103/(5 x10-3xx 10-2) =MPK T =120MPa 滿足要求。4橫橋向支撐桿，采用© 300x 10的鋼管，支撐在順橋向支 撐上，型鋼與鋼管之間滿焊連接。鋼管外徑 D=300mm管壁厚度 d=10.0mm鋼材屈服強(qiáng)度值 fy=235N/mm鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215N/mm。 鋼管截面積A=1/4n (D2-d2)= n /4 x (302-282)= 鋼管的回轉(zhuǎn)半徑1/2截面慣性矩 I= nx (D4-d 4)/64= nx截面回轉(zhuǎn)半徑 i=(l/A)1/

8、2=(9584.1/91.06) 鋼管的長細(xì)比入=l/i=2150/105.25=v入=150,滿足要求。 鋼管的穩(wěn)定性2 2(T 二P/A=262600/9106二N/mm<fy=215N/mm,滿足要求。6鋼板樁入土深度X:采用盾恩近似法計(jì)算鋼板樁入土深度。x KN/m32eiXX KN/mQKnRBBr (Kp-Ka)xDB板樁上的荷載 GDB N 半傳 至D點(diǎn)，另一半傳至土壓力 MR Bz, 故有 rKaHL+x/2=r(Kp-Ka)x 2/2 即 r(Kp-Ka)x 2- rKaHx- rKaHL=0 由上面計(jì)算知，支撐距基坑底的1.87m,即L=1.87m,代入上式，得，x=

9、2.69m 鋼板樁入土深度 9-4.5m=4.4m>2.69m,滿 足要求。(7)基坑底部的隆起驗(yàn)算考慮地基土質(zhì)均勻，依據(jù)地質(zhì)勘察資料，其土體力學(xué)指標(biāo)如下 r=18.8 KN/m 3, c=21.1Kpa, q=20 KN/nf 由抗隆起平安系數(shù)K=2n C/q+rh丨? 那么： h < (2 n即鋼板樁周圍土體不超過4.8m時(shí)，地基土穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生隆起。實(shí)際施工中, 盡量減小坑沿活載， 同時(shí)適當(dāng)降低板樁側(cè)土體高度 ( 坑外堆土最大允許高度 3m)， 以防止基坑底部的隆起。8基坑底管涌驗(yàn)算 ( 按水中墩驗(yàn)算 ) 根據(jù)不發(fā)生管涌條件：K=hz +2tr / / h / rw>3

10、3r =rs-rw=18.8-10.0=8.8 KN/m 3, t=m h =4.0m rw=10.0 KN/m 3貝U K=(4+2X) X 4X 10=2.86即當(dāng)鋼板樁入土深度 4.5m 時(shí)， 滿足條件，不會(huì)發(fā)生管涌。 9坑底滲水量計(jì)算：Q=KX AXi = K X AX h / /( h / +2t)XX 10X 4)/(4+2 X )3=m根據(jù)其滲水量的大小， 為到達(dá)較好的降水效果利于承臺(tái)施工， 在承臺(tái)外側(cè)與鋼板 樁之間可設(shè)置 2 個(gè)降水井。10圍囹和支撐桿布置方式 鋼板樁打入土體后，進(jìn)行圍堰內(nèi)基坑開挖。當(dāng)開挖至距鋼板樁頂端 m 處，進(jìn)行圍囹和支撐施工。圍囹采用 2I40a 工字鋼，

11、支撐桿采用三道 等間距橫橋向直撐，支撐桿采用©300mrX 10mmt勺鋼管。工字鋼之間采用 500 mrX 500mrX 10mr鋼板每隔1米進(jìn)行兩面滿焊連接，工字 鋼間隙按照 0.08 米設(shè)置。各道支撐與圍囹之間進(jìn)行滿焊連接，并保 證焊接質(zhì)量。假設(shè)支撐桿未貼靠在與圍囹上，需作加墊鋼板處理，使 圍囹上勺力傳到支撐上，以起到支撐勺作用。支撐與圍囹勺材料、制 作、焊接必須嚴(yán)格按要求施工。 立模板時(shí)需要將模板割開以便穿過支 撐桿，隨后將支撐桿一起澆筑在混凝土中。五、鋼板樁施工工藝1、鋼板樁施工的一般要求鋼板樁的設(shè)置位置要符合設(shè)計(jì)要求， 便于施工， 即在根底最突 出的邊緣外留有支模、拆模的

12、余地?；幼o(hù)壁鋼板樁的平面布置形狀應(yīng)盡量平直整齊， 防止不規(guī)那么 的轉(zhuǎn)角，以便標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁的利用和支撐設(shè)置。 各周邊尺寸盡量符合板 樁模數(shù)。整個(gè)根底施工期間，在挖土、吊運(yùn)、扎鋼筋、澆筑混凝土等施 工作業(yè)中，嚴(yán)禁碰撞支撐， 禁止任意撤除支撐，禁止在支撐上任意切 割、電焊，也不應(yīng)在支撐上擱置重物。2、鋼板樁施工的順序施工流程：根據(jù)施工圖及高程，放設(shè)沉樁定位線T實(shí)施表層回填礦 渣土剝離T根據(jù)定位線控設(shè)沉樁導(dǎo)向槽T整修加固施工機(jī)械行走道路 及施工平臺(tái)T沉設(shè)鋼板樁T將鋼板樁送至指定標(biāo)高T焊接圍囹支撐T 挖土T施工承臺(tái)、墩身及頂帽T填土T拔除鋼板樁。3 、鋼板樁的檢驗(yàn)、吊裝、堆放鋼板樁的檢驗(yàn)鋼板樁運(yùn)到工地后

13、， 需進(jìn)行整理。去除鎖口內(nèi)雜物 如電焊瘤渣、廢 填充物等 ，對缺陷部位加以整修。 鎖口檢查的方法：用一塊長約2m的同類型、同規(guī)格的鋼板樁作標(biāo) 準(zhǔn)，將所有同型號的鋼板樁做鎖口通過檢查。檢查采用卷揚(yáng)機(jī)拉動(dòng)標(biāo)準(zhǔn) 鋼板樁平車，從樁頭至樁尾作鎖口通過檢查。對于檢查出的鎖口扭曲及死彎進(jìn)行校正 為確保每片鋼板樁的兩側(cè)鎖口平行。同時(shí)，盡可能使鋼板樁的寬 度都在同一寬度規(guī)格內(nèi)。需要進(jìn)行寬度檢查，方法是：對于每片鋼板樁 分為上中下三局部用鋼尺測量其寬度，使每片樁的寬度在同一尺寸內(nèi)， 每片相鄰數(shù)差值以小于 1 為宜。對于肉眼看到的局部變形可進(jìn)行加密測 量。對于超出偏差的鋼板樁應(yīng)盡量不用。 鋼板樁的其它檢查，對于樁身

14、殘缺、殘跡、不整潔、銹皮、卷曲 等都要做全面檢查，并采取相應(yīng)措施，以確保正常使用。 鎖口潤滑及防滲措施，對于檢查合格的鋼板樁，為保證鋼板樁在 施工過程中能順利插拔，并增加鋼板樁在使用時(shí)防滲性能。每片鋼板樁 鎖口都須均勻涂以混合油，其體積配合比為黃油：干膨潤土：干鋸沫= 5：5：3。鋼板樁吊運(yùn) 裝卸鋼板樁宜采用兩點(diǎn)吊。吊運(yùn)時(shí)，每次起吊的鋼板樁根數(shù)不宜過 多，并應(yīng)注意保護(hù)鎖口免受損傷。吊運(yùn)方式有成捆起吊和單根起吊。成 捆起吊通常采用鋼索捆扎，而單根吊運(yùn)常用專用的吊具。鋼板樁堆放 鋼板樁堆放的地點(diǎn)，要選擇在不會(huì)因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平 坦而鞏固的場地上，并便于運(yùn)往打樁施工現(xiàn)場。堆放時(shí)應(yīng)注意：a.

15、 堆放的順序、位置、方向和平面布置等應(yīng)考慮到以后的施工方 便；b. 鋼板樁要按型號、規(guī)格、長度分別堆放，并在堆放處設(shè)置標(biāo)牌 說明；c. 鋼板樁應(yīng)分層堆放，每層堆放數(shù)量一般不超過 5 根，各層間要 墊枕木，墊木間距一般為3-4m且上、下層墊木應(yīng)在同一垂直線上，堆 放的總高度不宜超過 2m。4、定位在鋼板樁施工中，為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁 的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，一般都需要設(shè) 置一定剛度的、鞏固的導(dǎo)向架，亦稱“施工圍檁。導(dǎo)向架采用單層雙 面形式，通常由導(dǎo)梁和圍檁樁等組成，圍檁樁的間距一般為2. 53. 5m 雙面圍檁之間的間距不宜過大，一般略比板樁墻厚度

16、大815mm安裝導(dǎo)向架時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a. 采用經(jīng)緯儀和水平儀控制和調(diào)整導(dǎo)梁的位置。b. 導(dǎo)梁的高度要適宜，要有利于控制鋼板樁的施工高度和提高施工 工效。c. 導(dǎo)梁不能隨著鋼板樁的打設(shè)而產(chǎn)生下沉和變形。d. 導(dǎo)梁的位置應(yīng)盡量垂直，并不能與鋼板樁碰撞。5 、鋼板樁施工1制作角樁和支撐組件， 首先在岸上按設(shè)計(jì)要求加工、 焊接角樁 和支撐組件。2鋼板樁的插打采用內(nèi)導(dǎo)向框架法，即內(nèi)支撐作內(nèi)導(dǎo)向柜架 逐片插打鋼板樁直到合攏。施打鋼板樁時(shí)，以內(nèi)支撐作導(dǎo)向框，順著 導(dǎo)向框用45KW振動(dòng)錘施打鋼板樁鋼板樁在岸上予以整形符合要 求。 3開挖及支護(hù)a. 首先用水泵排凈圍堰內(nèi)的水，然后用挖掘機(jī)對基坑進(jìn)行開挖， 挖

17、掘機(jī)施工夠不到部位可以考慮用挖掘機(jī)進(jìn)行基坑的開挖。 施工到鋼 板樁頂以下m位置處，進(jìn)行圍囹和支撐施工，然后繼續(xù)開挖。圍堰開 挖時(shí)應(yīng)分層分區(qū)連續(xù)施工，并對稱開挖。b. 圍囹及支撐制做安裝： 根據(jù)設(shè)計(jì)位置在鋼板樁內(nèi)壁上焊圍囹托 架，然后吊裝工字鋼圍囹并焊接加固。 鋼管支撐與圍囹之間的連接要 進(jìn)行滿焊，并保證焊接質(zhì)量。c. 開挖基坑內(nèi)設(shè)置排水措施， 基坑開挖時(shí)要做好排水， 以便于開 挖。機(jī)械支撐部位要鋪墊鋼板以擴(kuò)散壓力，保證施工平臺(tái)受力均勻。d. 基坑周邊約一倍樁長范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載。e. 開挖過程中注意支護(hù)體系的變形觀察。f. 基坑內(nèi)作業(yè)時(shí)，要有專職平安員負(fù)責(zé)。 在基坑開挖過程中需要注意的問題： 首先

18、是鋼板樁未貼靠在圍囹上的局部， 需作加墊處理， 使鋼板樁的壓力傳到圍囹及支撐上，支撐的材料、制作、焊接必須嚴(yán)格按要求 施工。其次是開挖和支撐的架設(shè)施工過程必須緊密配合， 開挖過程要保 證平安的前提下， 迅速為支撐施工創(chuàng)造工作面， 支撐結(jié)構(gòu)必須能較快 地產(chǎn)生整體剛度或預(yù)緊力， 兩者配合就能較好地利用軟土施工中的時(shí) 空效應(yīng)，有效地控制圍護(hù)體系在受力后的變形。施工中切不可超挖， 及時(shí)做到施加支撐。 開挖施工要求分層均勻高效， 以使支護(hù)結(jié)構(gòu)處于 正常的受力狀態(tài)。開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，進(jìn)行封底混凝土施工，封底混凝土采用 C20混 凝土。封底混凝土要在圍堰范圍內(nèi)滿鋪以兼作圍堰的支撐， 為鋼板樁 的支撐提供平安保障； 為便于撥除鋼板樁和鋼管支撐， 可以在封底混 凝土與鋼板樁、 鋼管支撐之間鋪設(shè)一層油毛氈， 以減少混凝土與鋼板 樁間、鋼管支撐的摩阻力。5鑿除樁頭至設(shè)計(jì)位置，進(jìn)行根據(jù)要求進(jìn)行樁基檢測，檢測 合格前方可進(jìn)行下道工序。6拔樁。承臺(tái)及墩身施工完畢后進(jìn)行鋼板樁的拔除。鋼板樁拔樁前，先將圍堰內(nèi)的支撐撤除。先略錘擊振動(dòng)各拔高1 2m然后挨次將所有鋼板樁均拔高12m使其松動(dòng)后，再從兩側(cè)依次 拔除，對樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁設(shè)備的能力。拔樁時(shí)應(yīng)考前須知：a. 振打與振拔：拔樁時(shí)，可先用振動(dòng)錘將板樁鎖口振活以減小土的 粘附，然后邊振邊拔。對較難拔除的板樁可先用振動(dòng)錘將