復(fù)雜濱海環(huán)境雙排鋼板樁圍堰創(chuàng)新應(yīng)用研究(共32頁)

1、復(fù)雜(fz)濱海環(huán)境雙排鋼板(gngbn)樁圍堰創(chuàng)新(chungxn)應(yīng)用研究成果報告水利項管Qc小組 浙江省水利水電勘測設(shè)計院 ZHEJIANG DESIGN INSTITUTE OF WATER CONSERVANCY & HYDRO-ELECTRIC POWER 二一四年三月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc382834579 1概況(gikung) 概況(gikung)1.1工程(gngchng)簡介由我院（浙江省水利水電勘測(knc)設(shè)計院）承接的寧波市某堤閘工程，工程區(qū)位于象山港口門北側(cè)，圍堰全長680米。擬建圍堰軸線位置海水深為5m10m，淤

2、泥、淤泥質(zhì)粘土等軟弱土層總厚度達到20米以上，水文地質(zhì)條件差。由于后期工程施工要求，圍堰使用壽命要求達到八年以上。在復(fù)雜濱海環(huán)境下建設(shè)使用壽命達八年以上的圍堰在浙江省水利行業(yè)尚屬首例，在全國也罕有先例。工程鳥瞰圖術(shù)語解釋 圍堰：指在水利工程建設(shè)中，為建造永久性水利設(shè)施，修建的臨時性圍護結(jié)構(gòu)。其作用是防止水和土進入建筑物的修建位置，以便在圍堰內(nèi)排水，開挖基坑，修筑建筑物。1.2小組概況浙江省水利水電勘測設(shè)計院水利項管QC小組成立于2013年3月，注冊編號為QC2013-3-01。本小組主要成員曾承擔(dān)了提高面板堆石壩體填筑質(zhì)量課題和復(fù)雜水文環(huán)境下水下監(jiān)測儀器電纜保護形式的研究課題，并分別獲得了20

3、13年度浙江省工程建設(shè)（勘察設(shè)計）優(yōu)秀QC小組二等獎和一等獎。本次(bn c)水利(shul)項管QC小組承擔(dān)(chngdn)了“復(fù)雜濱海環(huán)境圍堰的創(chuàng)新應(yīng)用研究” 課題，小組類型為“創(chuàng)新型”，活動時間為2013年3月2014年3月，期間活動了12次，出勤率為100%。小組成員由浙江省水利水電勘測設(shè)計院從事項目管理和設(shè)計工作具有豐富經(jīng)驗的一線技術(shù)人員組成，其中高級工程師4人，工程師2人，助理工程師4人。人員中具有碩士學(xué)位的有5人，學(xué)士學(xué)位的有5人。本QC小組基本情況及人員組成見下表：小組名稱水利項管QC小組課題名稱復(fù)雜濱海環(huán)境圍堰的創(chuàng)新應(yīng)用研究起止時間2013.32014.3注冊編號QC2013

4、-03-01注冊時間2013.03課題編號小組類型創(chuàng)新型小組人數(shù)10序號姓名年齡文化程度組內(nèi)職務(wù)崗位/技術(shù)等級TQC教育時間(h)組內(nèi)分工1鄭雄偉34碩士組 長高級工程師60全面控制/方案設(shè)計2劉 越36本科副組長高級工程師60協(xié)調(diào)負責(zé)3丁偉47碩士技術(shù)負責(zé)高級工程師60技術(shù)指導(dǎo)/成果把關(guān)4馬志登38 碩士技術(shù)負責(zé)高級工程師60技術(shù)負責(zé)/方案設(shè)計5項宏敏40本科組 員工程師60現(xiàn)場負責(zé)6徐曦28碩士組 員助理工程師60資料收集分析7趙家偉31本科組 員工程師60資料收集分析8李陽28本科組 員助理工程師60現(xiàn)場監(jiān)測9朱征雁27本科組 員助理工程師60現(xiàn)場管理10黃浩然26碩士組 員助理工程師6

5、0現(xiàn)場管理制表：鄭雄偉 時間：2013.03.25課題(kt)選擇2.1問題(wnt)的調(diào)查(dio ch)和提出1）現(xiàn)場施工環(huán)境工程區(qū)為濱海環(huán)境，多年平均高潮位值2.39m，多年平均低潮位值-1.21m，平均潮位0.68m。圍堰施工需在水下作業(yè)，傳統(tǒng)土石圍堰直接在水下施工，通常直接坐落在覆蓋層上，質(zhì)量往往難以保證。工程地點和石料料場距離約15km，其中12km為統(tǒng)料回填的臨時道路，并含約5km的山路，運輸條件將制約土石回填的施工進度。對武漢鋼鐵（集團）公司，江蘇順力冷彎型鋼實業(yè)有限公司、博克斯有限公司等幾家國內(nèi)主要的鋼板樁制造廠家進行咨詢，鋼板樁的形式有普通槽鋼、拉森鋼板樁以及組合拉森鋼板樁

6、，長度6m、9m、12m、15m，也可根據(jù)用戶的要求，定尺加工，最大長度為24m。各定型的鋼板樁供應(yīng)能力充足、材料供應(yīng)基本不占用施工工期。2）現(xiàn)場水文環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境本工程場區(qū)水文環(huán)境較為復(fù)雜，受地形影響，海流的流向、流速差異較大，海水交換劇烈，因此濱海環(huán)境圍堰生存環(huán)境類似洪水期間圍堰的部分特征。本小組收集了“2013年10月浙江德清河道新建堤岸垮塌”，“2013年8月姚江大堤坍塌”等工程案例，在流速高和風(fēng)浪大的水環(huán)境中，傳統(tǒng)土石圍堰易形成管涌、沉移、滑坡倒塌等災(zāi)害。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，工程區(qū)地層上部為深厚軟弱土層，該土層為高含水量高壓縮性低強度的軟土，總厚度大于20米，工程地質(zhì)條件差。若使用

7、傳統(tǒng)土石圍堰，須嚴格控制加荷速率，待地基承載力提高了，才能往上加荷，因此施工的進度較慢，費用較高。術(shù)語(shy)解釋 鋼板(gngbn)樁：是由鋼材制作(zhzu)而成的一種防護樁，其截面有直板形、槽形及Z形等，形狀長而扁，可用于低邊坡、基坑等的防護。3）工程工期和投資根據(jù)項目規(guī)劃文件、可行性研究及工程概算文件，圍堰工程總工期為680日歷天，計劃于2013年5月20日開始建設(shè)，并要求2015年3月31日前建設(shè)完成，并開始圍堰內(nèi)避風(fēng)港的施工。圍堰工程總概算為1.02億元.4）問題地提出：從以上調(diào)查可以看出，工程地質(zhì)和水文環(huán)境復(fù)雜，圍堰工程受后續(xù)避風(fēng)港建設(shè)工程的制約，工期較短，使用壽命期較長，且投

8、資預(yù)算有限。因此如何對傳統(tǒng)的圍堰類型進行創(chuàng)新應(yīng)用，以解決本工程在質(zhì)量、工期和投資上的難題是迫切需要探索和解決的任務(wù)。2.2提出課題綜合工程質(zhì)量、進度、投資的要求，結(jié)合本工程的復(fù)雜濱海環(huán)境的特點，小組通過討論提出了兩個課題方案：2.3確定(qudng)課題課題調(diào)查分析特點結(jié)論課題一：土石圍堰形式 1、工藝特點：采用水下作業(yè)和候潮施工相結(jié)合的方法進行圍堰主體填筑，基礎(chǔ)采用塑料排水板方式處理。2、施工程序：鋪設(shè)涂面土工布碎石墊層插打排水板鋪設(shè)8t/m土工布鎮(zhèn)壓層拋石主堤拋石小壩拋石石碴反濾層反濾土工布土方閉氣護坡結(jié)構(gòu)防浪墻施工堤頂路面施工。3、工程量：平均每100米材料用量（以涂面高程-4m斷面計算

9、）：碎石墊層：6700m3、回填石方：45210m3，回填土方13820m3，回填石渣：23250m3，排水板155417m。4、進度：每100米施工工期：土石方回填約120天，排水板插打約20天，考慮海潮和不利天氣影響等影響，每100米工期約200天。6、成本：每100米成本分析：土石方583.8萬元，排水板185.4萬元，軟體排及其他508萬元，合計每100米1277.2萬元。優(yōu)點：施工工藝簡單，材料主要為回填土石，可就地取材。不采用缺點： 1、土石圍堰直接在水下施工，水下拋投的堰坡受水下自然休止角的控制，而且水下清基困難，通常直接坐落在覆蓋層上，質(zhì)量往往難以保證。2、在水深流速和風(fēng)浪大的

10、圍堰中，沖蝕嚴重、邊坡不穩(wěn)定。 特別是在軟土地基上的圍堰，加之潮漲潮落的水位變化，造成沉移、滑坡倒塌，經(jīng)常需要修補填筑。3、圍堰斷面尺寸大，占地面積大，土石方用量多。4、施工工期長。5、使用壽命短，壽命期一般為5年以下，不宜做永久性建筑。時間：2013.4 地點：院會議室 負責(zé)人：項宏敏 課題二：鋼板樁圍堰形式單排鋼板樁圍堰1、工藝特點：單排鋼板樁圍堰通過打樁機械插打單排的鋼板樁，形成擋水的圍堰體。主要用于基坑外圍的支護，堤防坡腳的防護等。2、施工程序：導(dǎo)架安裝設(shè)置打樁定位軸線打鋼板樁安裝圍檁。3、工程量：平均每100米材料用量（以涂面高程-4m斷面計算）：鋼板樁5084m。5、進度：每100

11、米施工工期：鋼板樁板插打約20天，每100米工期約25天。6、成本：每100米成本分析：鋼板樁524.7萬元，其他10萬元，合計每100米534.7萬元。優(yōu)點： 1、施工工藝單一；2、施工快速；3、造價低。不采用缺點：1、無法獨立形成具有堤防結(jié)構(gòu)的防波堤，不能達到工程目的。2、專業(yè)施工隊伍較少。時間：2013.4 地點：院會議室 負責(zé)人：趙家瑋錨拉鋼板樁圍堰1、工藝特點：錨拉鋼板樁圍堰主要在單排鋼板樁基礎(chǔ)上增加了錨拉結(jié)構(gòu)。主要用于基坑外圍的支護，堤防坡腳的防護等。2、施工程序：導(dǎo)架安裝設(shè)置打樁定位軸線打鋼板樁安裝圍檁安裝錨拉結(jié)構(gòu)。3、工程量：平均每100米材料用量（以涂面高程-4m斷面計算）：

12、鋼板樁5084m，錨拉結(jié)構(gòu)20付。5、進度：每100米施工工期：鋼板樁板插打約21天，攪拌樁施工工期30天，土石方回填15天，考慮攪拌樁強度等影響，每100米工期約90天。6、成本：每100米成本分析：鋼板樁524.7萬元，其他30萬元，合計每100米554.7萬元。優(yōu)點： 1、施工快速；2、造價低。不采用缺點：1、無法獨立形成具有堤防結(jié)構(gòu)的防波堤，不能達到工程目的。2、在海洋環(huán)境中難以找到合適的土錨安裝位置。3、專業(yè)施工隊伍較少。時間：2013.4 地點：院會議室 負責(zé)人：馬志登雙排鋼板樁圍堰1、工藝特點：雙排鋼板樁圍堰中以鋼結(jié)構(gòu)作為圍堰體的支撐和輔助止水部件；雙排鋼板樁、圍檁拉桿結(jié)構(gòu)及中間

13、回填的土方形成圍堰的主體結(jié)構(gòu)。鋼板樁定尺加工的最大長度為24m，而本工程鋼板樁長度達32米。2、施工程序：導(dǎo)架安裝設(shè)置打樁定位軸線打鋼板樁鋪設(shè)防滲土工膜、安裝拉桿、安裝圍檁打設(shè)攪拌樁加固體回填渣料石粉、圍堰外側(cè)海堤填筑。3、工程量：平均每100米材料用量（以涂面高程-4m斷面計算）：鋼板樁10168m，渣料石粉：10400m3，袋裝土650m3，塊石，1300m3，水泥攪拌樁8852m3。5、進度：每100米施工工期：鋼板樁板插打約21天，攪拌樁施工工期30天，土石方回填15天，考慮攪拌樁強度等影響，每100米工期約90天。6、成本：每100米成本分析：鋼板樁1049.4萬元，其他182萬元，

14、合計每100米1231.4萬元。優(yōu)點：1、施工較快。2、圍堰體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，擋護強度高。3、防沖蝕、防滲性好。4、圍堰體占地面積小。5、原材料用量少，符合環(huán)保的原則。6、使用壽命較長，可達10年左右，可用于永久建筑。采用缺點：1、施工工藝較為復(fù)雜。2、專業(yè)施工隊伍較少。時間：2013.4 地點：院會議室 負責(zé)人：鄭雄偉綜上所述，經(jīng)過(jnggu)多方考量和比較，必須對普通雙排鋼板(gngbn)樁進行創(chuàng)新優(yōu)化，小組(xioz)成員一致選擇此次活動的課題為：復(fù)雜濱海環(huán)境雙排鋼板樁圍堰創(chuàng)新應(yīng)用研究?；顒?hu dng)計劃小組活動計劃表活動階段2013年2季度2013年3季度2013年4季度2014年1

15、季度456789101112123P選擇課題計劃 實際設(shè)定目標計劃實際提出方案計劃實際 確定方案計劃 實際 制定對策計劃實際D對策實施計劃實際C效果檢查計劃實際A鞏固措施計劃實際 總結(jié)計劃計劃實際計劃時間 實際時間 制表(zh bio)：朱征雁 時間(shjin)： 2013.4目標設(shè)定和可行性分析質(zhì)量目標分析：控制鋼板樁的實際內(nèi)應(yīng)力在允許應(yīng)力范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)彎曲、傾覆等質(zhì)量事故。根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG-T-F50），鋼板樁的安全系數(shù) 1.5。其中：K安全系數(shù)， 允許應(yīng)力，實際應(yīng)力。目標(mbio)一：鋼板樁的安全(nqun)系數(shù)(xsh)K1.5。工期、費用目標分析：工期和費用是一

16、般工程實施的決定性因素。圍堰施工方案工期越長，對現(xiàn)場圍堤施工的影響越大，工期長方案的資金成本和機會成本均大幅增加；而費用則影響方案的經(jīng)濟性。將各方案的工期完成率與費用率相比即所謂的工期費用比，其值越大，說明方案的可行性越高。根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定效益費用比(RBC)1.0的方案是可行的。其中工期完成率為規(guī)劃文件批復(fù)的工期與各方案工期之比，其值越高，說明工期越節(jié)省。費用率為各方案費用與規(guī)劃文件批復(fù)的費用之比，其值越高，說明費用越高。本課題設(shè)定效益費用比為各方案平均值，即目標二：“效益費用比(RBC)1.21”，計算見“圍堰方案效益費用比一覽表”。術(shù)語解釋效益費用比(RBC)：建設(shè)項目在計算期內(nèi)效益流量

17、的現(xiàn)值與費用流量的現(xiàn)值的比率，是經(jīng)濟分析的輔助評價指標。提出各種方案并確定最佳方案5.1 方案的提出2013年8月15日8月20日，小組經(jīng)咨詢(zxn)行業(yè)內(nèi)類似環(huán)境的處置情況，未發(fā)現(xiàn)有較為普遍和成熟(chngsh)的，可以直接使用和借鑒的方法。小組(xioz)成員運用“頭腦風(fēng)暴法”，提出了多種技術(shù)方案，并歸納整理如下：5.2 各方案相應(yīng)計算 方案分析方案一、普通鋼板樁方案施工原理和工藝原理：普通鋼板樁的原材料主要為槽鋼，通過大咬口法和平口法組合成鋼板樁墻，主要用于淺層基坑的臨時支護。示意圖設(shè)計計算安全系數(shù)計算鋼板樁內(nèi)力計算可先確定鋼板樁剪力為零的位置，然后計算該點的彎矩，即鋼板樁的最大彎矩。

18、建立鋼板樁受力模型，經(jīng)計算鋼板樁最大彎矩為152.75kNm。國內(nèi)生產(chǎn)的最大槽鋼規(guī)格為40C，查熱軋型鋼（GB T 706-2008）得W=986cm3，=200MPa。按照下列公式計算，鋼板樁內(nèi)力為=154.92MPa。安全系數(shù)=1.29 。2、所需費用計算每100米材料用量（以涂面高程-4m斷面計算）：鋼板樁15252m，渣料石粉：10400m3，袋裝土650m3，塊石，1300m3。每100米費用：鋼板樁625.2萬元，其他132萬元，合計每100米757.2萬元。3、工期計算根據(jù)施工工藝，每100米施工工期：鋼板樁板插打21天，土石方回填15天，其他工期15天，每100米總工期約51天

19、。 負責(zé)人：馬志登、趙家瑋 2013.6 方案分析方案二、普通拉森鋼板樁方案施工原理和工藝原理：根據(jù) HYPERLINK /search?word=%E9%92%A2%E6%9D%BF%E6%A1%A9&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 鋼板樁 HYPERLINK /search?word=%E6%A8%AA%E6%88%AA%E9%9D%A2&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 橫截面形狀和用途主要分為：U形、Z形、W形三種形狀鋼板樁。 HYPERLINK /search?word=U%E5%9E%8B%E9%92%A2&fr

20、=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank U型鋼板樁的應(yīng)用比較普遍，而帶止口（ HYPERLINK /search?word=%E9%94%81%E6%89%A3&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 鎖扣）的鋼板樁稱為 HYPERLINK /search?word=%E6%8B%89%E6%A3%AE%E9%92%A2%E6%9D%BF%E6%A1%A9&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 拉森鋼板樁。每塊U型板樁的兩邊的“U型突出”設(shè)計可以用來連鎖相鄰的板樁?；ユi結(jié)構(gòu)可以（在板磚互鎖時）形成一個水密結(jié)構(gòu)從而

21、增加斑狀結(jié)構(gòu)的強度。它可廣泛應(yīng)用于圍堰和泥土支撐（工程領(lǐng)域）。示意圖設(shè)計計算安全系數(shù)計算經(jīng)計算，鋼板樁最大彎矩為152.75kNm。查熱軋U 型鋼板樁（GB/T 20933-2007）得W=1078cm3，=200MPa。按照下列公式計算，鋼板樁內(nèi)力為=141.7MPa。安全系數(shù)=1.41。2、所需費用計算每100米材料用量（以涂面高程-4m斷面計算）：鋼板樁10168m，渣料石粉：10400m3，袋裝土650m3，塊石1300m3。每100米費用：鋼板樁1050萬元，其他132萬元，合計每100米1182萬元3、工期計算根據(jù)施工工藝，每100米施工工期：鋼板樁板插打30天，土石方回填15天，

22、其他工期15天，每100米工期約60天。負責(zé)人：劉越、項宏敏 2013.6 方案分析方案三、組合鋼板樁方案施工原理原理：組合鋼板樁是鋼板樁和型鋼不在大致整個全長固定地成為組合梁式的構(gòu)造，也能夠?qū)⑿弯撓鄬τ阡摪鍢杜渲迷谑┘佑型翂毫Φ囊粋?cè)的組合鋼板樁墻。組合鋼板樁墻包括鋼板樁主體及實質(zhì)上接觸于該鋼板樁主體的作為施加有土壓力的一側(cè)的一個側(cè)面地沿著該鋼板樁主體的軸向配置的縱長的型鋼。示意圖設(shè)計計算1、安全系數(shù)計算經(jīng)計算，鋼板樁最大彎矩為152.75kNm。查鋼板樁施工指南手冊得W=2500cm3，=200MPa。按照下列公式計算，鋼板樁內(nèi)力為=61.1MPa。安全系數(shù)=3.272、所需費用計算每100

23、米材料用量（以涂面高程-4m斷面計算）：鋼板樁10168m，渣料石粉：10400m3，袋裝土650m3，塊石1300m3。每100米費用：鋼板樁2100萬元，其他132萬元，合計每100米2232萬元。3、工期計算根據(jù)施工工藝，每100米施工工期：鋼板樁組合焊接10天（埋弧自動焊），鋼板樁板插打30天，土石方回填15天，其他工期15天，每100米工期約70天。負責(zé)人：丁偉、徐曦、朱征雁 2013.6 方案分析方案四、橫向加筋鋼板樁創(chuàng)新方案施工原理原理： 通過在“U”型拉森鋼板樁上焊接橫向加強筋的方法，提高鋼板樁整體的結(jié)構(gòu)強度，達到增強鋼板樁的抗彎曲應(yīng)變能力的目標。橫向加筋鋼板樁具有結(jié)構(gòu)強度高的

24、優(yōu)點，但因橫向加筋板數(shù)量多，單塊筋板小，不利于工廠自動焊接，焊接工期較長，焊接質(zhì)量及應(yīng)力變形較大。示意圖設(shè)計計算安全系數(shù)計算經(jīng)計算，鋼板樁最大彎矩為152.75kNm。查熱軋型鋼（GB T 706-2008）=200MPa。加筋板采用厚2cm、寬20cm的鐵板，由于橫向加筋鋼板樁為非標準件，由試驗得鋼板樁W=1328 cm3。按照下列公式計算，鋼板樁內(nèi)力為=115.02MPa。安全系數(shù)=1.74。2、所需費用計算每100米材料用量（以涂面高程-4m斷面計算）：鋼板樁10168m，渣料石粉：10400m3，袋裝土650m3，塊石1300m3。每100米費用：鋼板樁1208.4萬元，其他132萬元

25、，合計每100米1340.4萬元。3、工期計算根據(jù)施工工藝，每100米施工工期：鋼板樁組合焊接60天（采用手工焊），鋼板樁板插打約30天，土石方回填15天，其他工期15天，每100米工期約120天。負責(zé)人：馬志登、趙家瑋 2013.6 方案分析方案五、豎向加筋鋼板樁創(chuàng)新方案施工原理和工藝原理：通過在“U”型拉森鋼板樁上焊接豎向加強筋的方法，提高鋼板樁整體的結(jié)構(gòu)強度，達到增強鋼板樁的抗彎曲應(yīng)變能力的目標。豎向加筋鋼板樁具有結(jié)構(gòu)強度高的優(yōu)點，并具備工廠自動焊接的條件，焊接質(zhì)量可靠。示意圖設(shè)計計算安全系數(shù)計算經(jīng)計算，鋼板樁最大彎矩為152.75kNm。查熱軋型鋼（GB T 706-2008）=200

26、MPa。加筋型鋼采用12.6號普通熱軋槽鋼，由于豎向加筋鋼板樁為非標準件，由試驗得鋼板樁W=1507 cm3。按照下列公式計算，鋼板樁內(nèi)力為=104.71MPa。安全系數(shù)=1.91。2、所需費用計算每100米材料用量（以涂面高程-4m斷面計算）：鋼板樁10168m，渣料石粉：10400m3，袋裝土650m3，塊石1300m3。每100米費用：鋼板樁1355.7萬元，其他132萬元，合計每100米1487.7萬元。3、工期計算根據(jù)施工工藝，每100米施工工期：鋼板樁組合焊接15天（埋弧自動焊），鋼板樁板插打30天，土石方回填15天，其他工期15天，每100米工期約75天。負責(zé)人：鄭雄偉、項宏敏

27、2013.65.3 圍堰(wi yn)方案(fng n)工期費用比雙排鋼板(gngbn)樁圍堰方案效益費用比一覽表方案名稱費用（萬元）費用率C (費用/批復(fù)費用)工期（天）工期率B（批復(fù)工期/工期）效益費用比（工期率/費用率）原有方案普通鋼板樁757.20.47511.673.52拉森鋼板樁11820.74601.421.92組合鋼板樁22321.40701.210.87創(chuàng)新方案橫向加筋鋼板樁1340.40.841200.710.85豎向加筋鋼板樁1487.70.93751.131.22平均1.21效益費用比計算公式：效益費用比=（B/C）B：工期率 C：費用率其中B=B批復(fù)/Bi，Bi第i個

28、方案的工期，B批復(fù)規(guī)劃文件中批復(fù)的工期。C=Ci/C批復(fù)，Ci第i個方案的費用，C批復(fù)規(guī)劃文件中批復(fù)的費用。5.4 方案的可行性分析(fnx)及評估各方案可行性分析(fnx)及評估一覽表 方案分析方案一、普通鋼板樁方案方案二、拉森鋼板樁方案方案三、組合鋼板樁方案方案四、橫向加筋鋼板樁創(chuàng)新方案方案五、豎向加筋鋼板樁創(chuàng)新方案可行性分析一覽表1、槽鋼供應(yīng)廠家選擇余地大，供應(yīng)可靠。2、打樁過程中容易向各個方向傾斜，單樁垂直度難以控制。3、由于沒有鎖口，單根鋼板樁樁基本為獨立結(jié)構(gòu)，鋼板樁墻易因局部受力而失穩(wěn)。4、海潮易侵入鋼板樁間隙內(nèi)，對回填土進行沖刷，形成管涌，造成圍堰失穩(wěn)。5、國產(chǎn)最大鋼板樁型號為4

29、0C，單根樁受材料限制，具有固定的力學(xué)性能，復(fù)雜濱海環(huán)境下，在持續(xù)的強涌潮中，極易因疲勞變形，安全性能差。6、每100米圍堰工期約51天。7、每100米圍堰費用約757.2萬元。1、拉森鋼板樁具有鎖口結(jié)構(gòu)，通過間隔布置的定位樁以及導(dǎo)向架，打樁過程中的垂直度能得到有效控制。2、鋼板樁墻形成了整體結(jié)構(gòu)，提高了穩(wěn)定和安全性能，提高了抗沖刷能力。3、單根樁受材料限制，具有固定的力學(xué)性能。復(fù)雜濱海環(huán)境下，在持續(xù)的強涌潮中，易因疲勞變形，安全性能較差。3、每100米圍堰工期約60天。4、每100米圍堰費用約1182萬元。1、組合鋼板樁具有鎖口結(jié)構(gòu)，通過間隔布置的定位樁以及導(dǎo)向架，打樁過程中的垂直度能得到有

30、效控制。2、鋼板樁墻形成了整體結(jié)構(gòu)，提高了穩(wěn)定和安全性能，提高了抗沖刷能力。3、組合鋼板樁斷面面積大，相同外力作用下，內(nèi)應(yīng)力小，具有可靠地抗變形能力。4、組合鋼板樁所用鋼材料為拉森鋼板樁的2倍。5、組合鋼板樁的焊接可采用埋弧自動焊，焊接速度快，質(zhì)量可靠。6、每100米圍堰工期約70天。7、每100米圍堰費用為2232萬元。1、由于橫向加筋鋼板樁具有鎖口結(jié)構(gòu)，通過間隔布置的定位樁以及導(dǎo)向架，打樁過程中的垂直度能得到有效控制。2、鋼板樁墻形成了整體結(jié)構(gòu)，提高了穩(wěn)定和安全性能，提高了抗沖刷能力。3、橫向筋板采用尺寸短小的鋼板，適合采用手工焊接，焊接的速度慢，質(zhì)量波動較大。4、在加筋板的作用下，鋼板樁

31、的力學(xué)性能得到了有效地提高，能滿足復(fù)雜濱海環(huán)境下的受力要求。5、每100米圍堰工期約120天。6、每100米圍堰費用為1390.4萬元。1、由于豎向加筋鋼板樁具有鎖口結(jié)構(gòu)，通過間隔布置的定位樁以及導(dǎo)向架，打樁過程中的垂直度能得到有效控制。2、鋼板樁墻形成了整體結(jié)構(gòu)，提高了穩(wěn)定和安全性能，提高了抗沖刷能力。3、豎向加筋鋼板樁的焊接可采用埋弧自動焊，焊接速度快，質(zhì)量可靠。4、在加筋板的作用下，鋼板樁的力學(xué)性能得到了有效地提高，能滿足復(fù)雜濱海環(huán)境下的受力要求。5、每100米圍堰工期約75天。6、每100米圍堰費用為1487.7萬元。安全系數(shù)K1.291.413.271.741.91效益費用比3.52

32、1.920.870.851.22優(yōu)缺點分析優(yōu)點：工期短，施工成本低，效益費用比高。缺點：止水性能差，抗側(cè)壓力低，抗彎穩(wěn)定性不足以滿足復(fù)雜濱海環(huán)境的特殊要求。優(yōu)點：工期短，施工成本低，效益費用比高。缺點：抗彎穩(wěn)定性不足以滿足復(fù)雜濱海環(huán)境的特殊要求。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)強度高，穩(wěn)定性好，工期短。缺點：沒有定型成品，增加了制作工序；費用高，效益費用比低。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)強度高，穩(wěn)定性較好。缺點：沒有定型成品，增加了制作工序；橫向加筋板數(shù)量多，單塊筋板小，焊接質(zhì)量及應(yīng)力變形較大；工期長，效益費用比低。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)強度高，穩(wěn)定性好；工期短；效益費用比較高。缺點：沒有定型成品，增加了制作工序。結(jié)論在復(fù)雜濱海環(huán)境下，不能保證

33、圍堰的安全可靠性能；施工工期短，費用低。在復(fù)雜濱海環(huán)境下，不能保證圍堰的安全可靠性能；施工工期短，費用低。在復(fù)雜濱海環(huán)境下，能保證圍堰的安全可靠；焊接簡單，質(zhì)量波動小，施工工期短，但費用過高。在復(fù)雜濱海環(huán)境下，能保證圍堰的安全可靠，但組焊較為復(fù)雜，容易產(chǎn)生偏差；工程費用較低；施工工期長。在復(fù)雜濱海環(huán)境下，能保證圍堰的安全可靠；焊接簡單，質(zhì)量波動小，施工工期短，工程費用較低。制表：鄭雄偉、劉越 時間：2013.7通過上述(shngsh)一系列的分析和計算，小組確定了豎向加筋鋼板樁創(chuàng)新方案為實施方案。方案具體化并制定(zhdng)對策（一）雙排鋼板(gngbn)樁圍堰(wi yn)方案的具體分析為

34、實現(xiàn)復(fù)雜濱海環(huán)境的圍堰設(shè)計，并提高效益費用比，關(guān)鍵控制點在于：1、鋼板樁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計2、鋼板樁組合焊接優(yōu)化3、施工工法優(yōu)化4、做好后期的沉降位移觀測工作（二）針對以上關(guān)鍵控制點，小組成員進行認真細致地討論分析，研究解決問題的方案措施，并分工落實各自的任務(wù)，制定了如下對策表：對 策 表序號關(guān)鍵控制點對策目標采 取 措 施負責(zé)人地點完成時間1鋼板樁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計縮短加筋槽鋼長度；銳化鋼板樁端頭節(jié)約型鋼用材，減少投資，提高切土能力 1、鋼板樁上端約3米和下端約2米的部分不加設(shè)槽鋼；2、槽鋼僅焊接于圍堰內(nèi)側(cè)；3、將鋼板樁端頭切削成三角形。鄭雄偉項宏敏院會議室2013.7.22鋼板樁組合焊接優(yōu)化選用可靠的

35、焊接方法；采取預(yù)防和消除應(yīng)力措施提高加筋鋼板樁的制作質(zhì)量1、鋼板樁采用埋弧自動焊；2、焊接前后做好鋼板樁的保溫措施；3、分層分段焊接、適時采用錘擊消除內(nèi)應(yīng)力。丁 偉朱征雁徐 曦院會議室2013.7.153施工工法優(yōu)化采取措施準確定位鋼板樁，采取減小打樁過程中鋼板樁擺動的措施 減小單樁偏移，提高單樁垂直度，單樁總錘擊數(shù)小于1500 1、每50米間隔設(shè)置一根導(dǎo)向樁，并安裝導(dǎo)向架；2、鋼板樁的下部束上足夠的繩子，以確保其在吊裝時不會劇烈晃動；3、先靜壓后錘擊插打鋼板樁，插打過程中監(jiān)測鋼板樁垂直度，隨時準備調(diào)整；4、鋼板樁鎖口位置添加潤滑油脂。馬志登趙家瑋工程現(xiàn)場2013.7.204做好后期的監(jiān)測維護

36、工作設(shè)置監(jiān)測點，定期對圍堰位移和沉降進行監(jiān)測；采取糾偏或控制變形措施確保圍堰安全和穩(wěn)定1、在鋼板樁上每200米間隔布置一個位移和沉降監(jiān)測點，每周進行鋼板樁監(jiān)測。2、位移超過10cm則在位移背部拋投塊石處理，位移超過20cm，則考慮在位移區(qū)域圍堰的中部打設(shè)加強鋼板樁墻；3、沉降超過30cm則進行補填。劉越李陽黃浩然工程現(xiàn)場2013.7.28制表：劉越 時間： 2013.7方案(fng n)實施過程實施一：鋼板樁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 目標節(jié)約型鋼用材，減少工程投資；提高切土能力。實施過程鋼板樁上端約4米和下端約3米的部分不焊接槽鋼；鋼板樁端頭被制作成三角形。根據(jù)鋼板樁計算模型，對單根樁進行受力分析，鋼板樁

37、兩端的彎矩較小，原拉森鋼板樁強度能符合要求，鋼板樁上端約4米和下端約3米的部分不需要增加槽鋼。由于鋼板樁打入的土層深厚，且土層內(nèi)可能含有孤石，將鋼板樁端頭制作成三角形將有利于減小入土阻力及擠開孤石，進而減少鋼板樁單樁總錘擊數(shù)，避免因疲勞而降低強度。目標檢查每100米圍堰節(jié)約12.6號槽鋼93.7噸，節(jié)約總費用107.5萬元；鋼板樁端頭已銳化，切土能力得到了提高。負責(zé)人：鄭雄偉、項宏敏 時間： 2013.8鋼板樁兩端(lin dun)不加筋鋼板(gngbn)樁端頭制作成三角實施二：鋼板樁組合焊接優(yōu)化 目標提高加筋鋼板樁的制作質(zhì)量實施過程鋼板樁采用埋弧自動焊；焊接前后做好鋼板樁的保溫措施；分層分段

38、焊接；焊縫首尾端易產(chǎn)生應(yīng)力集中，均采取錘擊法消除了內(nèi)應(yīng)力。 鋼板樁數(shù)量多，焊接工程量大，如果采用手工焊接，容易產(chǎn)生質(zhì)量波動，而埋弧自動焊克服了人工偏差的因素，提高了焊接質(zhì)量，大大加快了焊接的施工進度。目標檢查鋼板樁焊后用2m長鎖口樣板能順利通過全長，實測擾度值小于1%，符合規(guī)范要求，未發(fā)生有害變形；通過射線和超聲波無損探傷檢測，焊縫合格率均達到了100%。負責(zé)人：丁偉、朱征雁、徐 曦 時間：2013.9鋼板(gngbn)樁由供貨廠家(chn ji)批量(p lin)制作實施三：施工工法優(yōu)化 目標減小單樁偏移，提高單樁垂直度，單樁總錘擊數(shù)小于1500實施過程1、每50米間隔設(shè)置一根導(dǎo)向樁，并安裝

39、導(dǎo)向架；2、鋼板樁的下部束上足夠的繩子，以確保其在吊裝時不會劇烈晃動；3、先靜壓后錘擊插打鋼板樁，插打過程中監(jiān)測鋼板樁垂直度，隨時準備調(diào)整；4、鋼板樁鎖口位置添加潤滑油脂。目標檢查利用經(jīng)緯儀、鉛錘線、測斜儀等對鋼板樁偏差情況進行測量，鋼板樁垂直度均小于1%，符合規(guī)范要求。對打樁錘擊次數(shù)進行計數(shù)，單樁總錘擊數(shù)基本處于800次到1200次之間，滿足既定小于1500次的目標。100米圍堰施工總工期可縮短2天。負責(zé)人：馬志登、趙家瑋 時間：2013.10鋼板樁安裝(nzhung)導(dǎo)向架兼做人走平臺鋼板(gngbn)樁端部用繩索牽引鋼板(gngbn)樁鎖口鏟泥及涂刷潤滑油脂鋼板樁施工圖一鋼板樁施工圖二成

40、形鋼板樁墻二成形鋼板樁墻二近景(jnjng)圖 遠景圖實施四：做好后期的監(jiān)測維護工作 目標確保圍堰安全和穩(wěn)定實施過程1、在鋼板樁上每200米間隔布置一個位移和沉降監(jiān)測點，每周進行鋼板樁監(jiān)測。2、位移超過10cm則在位移背部拋投塊石處理，位移超過20cm，則考慮在位移區(qū)域圍堰的中部打設(shè)加強鋼板樁墻；3、沉降超過30cm則進行補填。目標檢查2014年2月15日，圍堰位移沉降測量值最大分別為2cm和5cm，圍堰安全穩(wěn)定。負責(zé)人：劉越、李陽、黃浩然 時間：2013.128檢查(jinch)階段(C)8.1 目標值實現(xiàn)(shxin)情況2014年2月10日，本工程(gngchng)已完成350米圍堰的施

41、工，小組成員對鋼板樁施工過程總結(jié)如下：在實際打樁過程中，通過觀察和測量，鋼板樁未出現(xiàn)鎖口脫開、單樁變形、垂直度發(fā)生較大偏差等治療情況，雙排樁間完成填土后，用經(jīng)緯儀對外側(cè)鋼板樁的位置進行測量，偏移最大值1.5”的目標要求。本次已完成的圍堰施工過程中，每100米圍堰實際材料用量：鋼板樁1468.5T，渣料石粉：10400m3，袋裝土650m3，塊石1300m3。每100米圍堰(wi yn)費用：鋼板(gngbn)樁1248.2萬元，其他132萬元，合計每100米1380.2萬元。雙排鋼板(gngbn)樁圍堰方案效益費用比計算表方案名稱費用（萬元）費用率C (費用/批復(fù)費用)工期（天）工期率B（批復(fù)

42、工期/工期）效益費用比（工期率/費用率）原有方案普通鋼板樁757.20.47511.673.52拉森鋼板樁1182.00.74601.421.92組合鋼板樁2232.01.40701.210.87創(chuàng)新方案橫向加筋鋼板樁1340.40.841200.710.85豎向加筋鋼板樁1487.70.93751.131.22實際豎向加筋鋼板樁1380.20.86731.161.35制表：徐曦 時間：豎向加筋鋼板樁圍堰實施效益費用比為1.351.21(目標值)，達到目標！2014年2月20日由浙江省水電設(shè)計院組織(zzh)專家對“豎向加筋鋼板(gngbn)樁圍堰”進行(jnxng)自檢，專家一致認為該創(chuàng)新圍堰安全穩(wěn)定性好，并具有良好的可施工性，符合在復(fù)雜濱海環(huán)境圍堰工程中推廣應(yīng)用的條件。8.2 社會效益和經(jīng)濟效益隨著十二五規(guī)劃的出爐，海洋經(jīng)濟越來越受到重視，我省作為全國首個海洋經(jīng)濟開發(fā)的試點之一。我省沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，工程建設(shè)空前繁榮，隨著圍墾、避風(fēng)港等工程逐漸增多，面對復(fù)雜水文地質(zhì)條件，如何確保圍堰的安全可靠性、加快圍堰施工進度以及合理控制工