（建筑工程管理）承臺(tái)鋼板樁圍堰的設(shè)計(jì)與施工

摘要本文詳細(xì)論述了珠江黃埔大橋39#主墩69m（寬）×19m（長）×6m（厚）啞鈴型承臺(tái)施工用鋼板樁圍堰的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算過程，鋼板樁的計(jì)算工壹、工程概況：橋位處于珠江下游，河道略彎曲，河道分支復(fù)合頻繁，河面寬闊，流量大，徑流量變幅小，+6.73m。地層組成：表層細(xì)砂，松散，標(biāo)高+7--+4，淤泥質(zhì)亞粘土，呈流塑狀，標(biāo)高長花崗巖，主要由花崗巖變質(zhì)而成的混合巖形成，自上到下依次為全風(fēng)化混合巖鋼板樁圍堰止水。擬定鋼板樁樁底標(biāo)高-11.0m，嵌入強(qiáng)風(fēng)化巖約2m。為簡化計(jì)算，將鋼板樁進(jìn)入的全風(fēng)化混合巖簡化為粉砂計(jì)算，因全風(fēng)化混合巖內(nèi)摩擦角和粘聚力均比粉砂大，1、主墩承臺(tái)施工采用鋼板樁圍堰法施工，不排水開挖，圍堰內(nèi)設(shè)置倆道鋼支撐梁，根據(jù)基坑滲水情況采用封底和不封底倆種備選方案。承臺(tái)及系梁混凝土沿高度方壹次澆筑高度為2.2m，第二次澆筑高度為3.8m。圍堰平面布置形式為沿承臺(tái)及系梁外側(cè)⑵、采用KH180履帶式吊機(jī)及DZ-90NM2-500EⅢ振動(dòng)打樁錘插打鋼板樁；其頂面標(biāo)高定為＋7m,底標(biāo)高定為－11.0m；單根鋼板樁長18米，樁底嵌入全風(fēng)化混合巖4.0~⑶、鋼板樁圍堰插打完成后，進(jìn)行基坑開挖，開挖至+3.5m時(shí)，利用低潮水位的時(shí)間差，主，對(duì)砂層可用砂石泵抽吸等方法除土；標(biāo)高+1.5m處安裝第二道內(nèi)支撐；繼續(xù)基坑開挖至基底，直至完成；⑸、基底進(jìn)行基本整平、對(duì)砼樁周進(jìn)行清理；進(jìn)行封底砼或施工墊次砼施工；⑹、砼達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行第二道內(nèi)支撐轉(zhuǎn)換，進(jìn)行承臺(tái)第二次砼施工；三、鋼板樁圍堰的設(shè)計(jì)計(jì)算：1、荷載工況：根據(jù)鋼板樁承臺(tái)的施工工序，按照排水開挖的施工過程進(jìn)行計(jì)算。鋼板樁在開挖過程中和承臺(tái)施工中主要承受外圍主動(dòng)土壓力、壓力等荷載。土壓力根據(jù)各工況計(jì)算模式的不同分別采用相砂性土：；粘性土：被動(dòng)土壓力基本計(jì)算公式為：砂性土：；粘性土：其中：ε、α——為鋼板樁的傾角（0°)和土體滑動(dòng)面的傾角；鋼板樁計(jì)算寬度噸履帶吊機(jī)作用，換算等代均布土層厚度計(jì)算過程中鋼板樁受主動(dòng)土壓力的作用，向基坑內(nèi)側(cè)傾斜，這時(shí)鋼板樁衡狀態(tài)，土壓力圖形呈中間大、上下小的拋物線形狀分布，其變化力之間，因此土壓力不能直接按庫侖或朗金理論計(jì)算。太沙基和潑果，提出了作用在板樁墻上的土壓力分布經(jīng)驗(yàn)圖形（詳見土質(zhì)學(xué)和土力學(xué)，洪毓康主編此經(jīng)驗(yàn)公式假定墻后土體為壹種土的情況，而本承臺(tái)處的土體為分工況四：承臺(tái)第壹次砼灌注完畢，在砼強(qiáng)度達(dá)到后，在已澆筑除第二道支撐。考慮壹臺(tái)50噸履帶吊機(jī)作用，換算等代均布土層厚度不排水開挖和排水開挖的計(jì)算過程類似，只是需考慮靜水壓力的6鋼板樁及其內(nèi)支撐計(jì)算的內(nèi)容主要包括：a、鋼板樁及內(nèi)支撐自身的強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形等；軟土飽和土是仍應(yīng)進(jìn)行坑底抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算，由于本處坑底土體對(duì)鋼板樁圍堰的內(nèi)支撐的計(jì)算，則按照平面桁架采用Sap2000建模，荷載為鋼板樁計(jì)算的1、鋼板樁圍堰的插打：為了方便圍堰內(nèi)支撐的安裝，10cm。鋼板樁應(yīng)從每壹邊中間向倆邊推進(jìn)，最后測量合龍塊尺寸，制作異形鋼板樁。鋼板2、承臺(tái)基坑開挖和內(nèi)支撐的安裝：承臺(tái)基坑開挖主要采用長臂挖掘機(jī)進(jìn)行排水開挖，邊開挖邊抽水。當(dāng)基坑開挖至+3.5m時(shí)，先安裝第二道內(nèi)支撐圈梁及斜撐，然后在其上安裝第壹道內(nèi)支撐圈梁及斜撐。第壹道內(nèi)支撐安裝完成后，用木塊將圈梁力。按設(shè)計(jì)位置插打Φ300支撐鋼管樁，將第壹道內(nèi)支撐支撐在鋼管樁上。繼第二道內(nèi)支撐隨著下降，下降過程中要采取措施保證內(nèi)支撐不偏斜。當(dāng)開挖至+1.0m時(shí)，調(diào)整第二道內(nèi)支撐平面呈水平狀態(tài)，再用木塊將鋼板樁和內(nèi)支撐圈道內(nèi)支撐支撐于鋼管樁上，同時(shí)安裝倆道內(nèi)支撐間的聯(lián)結(jié)系，以保證內(nèi)支撐平面外的穩(wěn)定。3、第二道內(nèi)支撐的施工轉(zhuǎn)換：當(dāng)?shù)谝即纬信_(tái)砼澆筑完成后，拆除模板，在第壹次澆筑的承臺(tái)和鋼板樁之間按設(shè)計(jì)要求安裝臨時(shí)內(nèi)支撐，完成后，拆除第二道4、鋼板樁圍堰的拆除：承臺(tái)及塔座施工完畢后，基坑回填，拆除內(nèi)支撐，然后將鋼板樁拔1、施工設(shè)計(jì)計(jì)算和施工方案緊密聯(lián)系：鋼板樁計(jì)算的各個(gè)工況和施工方案是緊密結(jié)合的，施工方案決定了計(jì)算的工況。因此應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況和地下方案，選擇排水或不排水開挖，是否灌注封底砼，對(duì)于多支撐鋼板2、荷載計(jì)算是核心：鋼板樁計(jì)算的核心內(nèi)容就是基坑周圍土壓力的計(jì)算，要根據(jù)實(shí)際施工需要基坑周圍的堆載，車輛荷載、水壓力等都要考慮到計(jì)算中鋼板樁在不同的狀態(tài)下，其周圍土壓力應(yīng)該采用不同的計(jì)算方法，對(duì)于狀態(tài)的土壓力能夠采用朗金或庫侖土壓力理論進(jìn)行計(jì)算，可是對(duì)于多支撐的土壓3、鋼板樁圍堰的施工過程計(jì)算：鋼板樁圍堰的計(jì)算工況要囊括整個(gè)施工過程，對(duì)于每壹個(gè)施工工況都對(duì)應(yīng)著不同的受力狀況。以本工程為例，此處基坑采既要保證受力簡單合理，又要使得基坑開挖有足夠的操作空間。內(nèi)支5、主墩承臺(tái)現(xiàn)已經(jīng)順利施工完畢，由于基坑滲水情況比較理想，采用了排水開挖的方案進(jìn)行基坑開挖。從總的施工過程來見，鋼板樁圍堰及內(nèi)支撐是安全可是在基坑開挖至+3.0米的時(shí)候同時(shí)安裝的，第壹道支撐和鋼板樁抄緊受力，第二道支撐在開挖中靠自重整體下沉到位。