鋼板樁圍堰施工研究
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摘要：憑據(jù)鋼板樁圍堰的現(xiàn)實(shí)受力狀態(tài)創(chuàng)建力學(xué)模子。議決理論盤算確定鋼板樁圍堰的現(xiàn)實(shí)受力，并議決現(xiàn)實(shí)施工情況驗(yàn)證該要領(lǐng)的可行性。比范例中采用的經(jīng)驗(yàn)算法具有更高的準(zhǔn)確性和清靜性，能夠更好的饜足工程施工需要。
要害詞：鋼板樁圍堰；計(jì)劃；施工
現(xiàn)在，搪塞鋼板樁圍堰的計(jì)劃重要是相沿《公路橋涵施工手冊(cè)》和教科書中的經(jīng)驗(yàn)算法。由于經(jīng)驗(yàn)算法帶有很大的類似性，并紛歧定能夠真實(shí)反應(yīng)鋼板樁圍堰的現(xiàn)實(shí)受力狀態(tài)，偶然會(huì)出現(xiàn)較大的毛病，給圍堰的使用帶來許多不清靜因素。筆者在洪澤蘇北灌溉總渠大橋施工中，為制止出現(xiàn)較大的變形，在對(duì)鋼板樁圍堰計(jì)劃時(shí)采用了理論算法。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，理論算法能夠較為準(zhǔn)確的反應(yīng)圍堰的現(xiàn)實(shí)受力狀態(tài)，搪塞公正設(shè)置內(nèi)支持和減小封底厚度起到了重要的保證作用。下面就鋼板樁圍堰的計(jì)劃與施工做細(xì)致敘述：
1已知條件
1.1承臺(tái)尺寸：10.3m（橫橋向）×6.4m（縱橋向）×2.5m（高度），底部計(jì)劃有10.7×6.8m×1.0m的封底砼。
1.2承臺(tái)及河床高程
承臺(tái)頂面計(jì)劃高程為h=5.0m，河床底高程為5.5m，河床淤集深度約為30cm。
1.3水位情況
正常水位：h常=10.8m（此時(shí)水深5.3m），最高水位hmax=11.5m（水深6.0m），圍堰計(jì)劃時(shí)按最高水位思量。
1.4水流速率
因該橋位于水電站鄙俚，水流較為湍急。計(jì)劃時(shí)速V=1.0m/s，不思量流速沿水深偏向的厘革，則動(dòng)水壓力為：
P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN
式中：P-每延米板樁壁上的動(dòng)水壓力的總值（KN）；
H-水深（米）；
V-水流速率（1.0m/s）；
g-重力加快度（9.8m/s2);
B-鋼板樁圍堰的盤算寬度，B=10m；
D-水的密度（10KN/m3）;
K-系數(shù)，（槽形鋼板樁圍堰K=1.8~2.0，此處取1.8）。（參照《公路施工手冊(cè)》，假定此力均勻作用于鋼板樁圍堰的迎水面一側(cè)。）
1.5河床水文地質(zhì)條件
河床土質(zhì)良好，多為粘土、亞粘土，局部有亞砂土，承載力較強(qiáng)。圍堰基底至河床部分土質(zhì)為粘土(層厚約2m)、亞砂土(硬塑狀態(tài)，很濕，層間無承壓水，層厚約為1m)。
2制定方案
團(tuán)結(jié)河床地質(zhì)情況及施工要求，擬采用日本產(chǎn)鋼板樁舉行圍堰施工，長(zhǎng)度為15m，寬度為40cm，厚度為18cm，計(jì)劃圖見圖1、圖2。
圖1鋼板樁圍堰計(jì)劃圖（立面）
圍堰頂面標(biāo)高制定為12.5m，凌駕跨過最高水位1.0m。圍堰計(jì)劃圖3，全部?jī)?nèi)圍囹均采用56b工字鋼制作，節(jié)點(diǎn)采用焊接（施工中嚴(yán)酷實(shí)驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)施工范例）。為確保整個(gè)圍囹的剛度和穩(wěn)固性，對(duì)每層中心一道工字鋼上面加焊型鋼并將上下四道工字剛用25#槽鋼焊一連接。在施工時(shí)期部署專人值班以防吊物碰撞。
圖3鋼板樁圍堰圖(平面)
3圍囹（支持）內(nèi)力盤算
3.1確定受力圖式
3.1.1鋼板樁嵌制情勢(shì)
河床底部土質(zhì)較為密實(shí)，假定鋼板樁底部嵌固于(鋼板樁入土深度)t/3=1.5m處，即承臺(tái)底2.0m處。（封底砼厚度采用50cm）
3.1.2動(dòng)水壓力
P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN
3.1.3河床土質(zhì)為亞粘土，為不透水層，但思量到鋼板樁施工中會(huì)引起板側(cè)土體的擾動(dòng)，毛病里彌漫水，所以思量水壓力的影響。土壓力盤算取用浮容重，
Υ''''=19.4-9.8=9.6KN/m3，ιj=30~50Kpa，σ=100KPa。
3.1.4經(jīng)闡發(fā)可知迎水面為最倒霉受力面，以此為盤算面。所遭受荷載假定由兩根工字鋼均勻負(fù)擔(dān)，盤算兩根工字鋼的配合受力，受力圖如圖4所示。
圖4鋼板樁圍堰受力圖式
由受力圖式可知，此結(jié)構(gòu)為四次超靜定結(jié)構(gòu)，因盤算較為繁瑣，盤算歷程不在此細(xì)致敘述，得出最大支持力為2734.95KN，最大彎矩為1117.59KN。
4驗(yàn)算鋼板樁的入土深度是否饜足要求
鋼板樁入土深度達(dá)4.5m，從橋位處地質(zhì)勘探資料闡發(fā)，持力層中無承壓水，如經(jīng)盤算各道支持的受力均能饜足要求，可不驗(yàn)算鋼板樁的入土深度。
5憑據(jù)求得的內(nèi)力驗(yàn)算鋼板樁的受力狀態(tài)及變形情況
5.1應(yīng)力
由內(nèi)力盤算效果可知，Mmax=1117.59KN·M。鋼板樁外緣拉應(yīng)力σ=Mmax/W=123MPa＜340MPa(容許應(yīng)力)，饜足要求。
5.2變形
經(jīng)盤算，各單元跨中變形值如表1所示。
表1各單元跨中變形值
單元號(hào)橫向位移υ（mm）
9.1鋼板樁的堵漏
一樣平常的做法是在鋼板樁施打歷程中用棉絮、黃油等添補(bǔ)物彌漫接縫。剛開始時(shí)我們也采用此法，效果不是很理想，后在鋼板樁全部插打完畢開始抽水布置圍囹時(shí)，采用一邊抽水一邊順著鋼板樁的接縫下溜較干細(xì)砂的要領(lǐng)，借助水壓力將細(xì)砂吸入接逢內(nèi)而到達(dá)堵漏的目的，搪塞變形較大的接縫在圍囹布置后用棉絮塞填。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，效果非常顯著，施工時(shí)期在圍堰內(nèi)僅設(shè)置一臺(tái)潛水泵即可將漏水抽凈。
9.2圍囹的布置
圍囹的布置應(yīng)隨著抽水的深度逐層實(shí)驗(yàn)，布置歷程中要親昵注意河床水位的厘革，并部署專人認(rèn)真施工時(shí)期的抽水事情。值得注意的是工字鋼與鋼板樁的毗連，由于鋼板樁在插打歷程中受多方面的影響，整個(gè)圍堰的側(cè)面順直度較差，工字鋼布置后與鋼板樁之間有較大的間隙。為警備圍堰的變形，要求將工字鋼與鋼板樁之間的間隙全部用型鋼焊接支持毗連，圍堰的四個(gè)角更應(yīng)增強(qiáng)。
10竣事語
用理論算法舉行鋼板樁圍堰的計(jì)劃能夠較為真實(shí)的反應(yīng)鋼板樁的現(xiàn)實(shí)受力狀態(tài)，從而具有較大的清靜性。采用逐層抽水加固的施工方案較為方便，在基底土質(zhì)良好的件下可以實(shí)現(xiàn)“干法施工”，不需要采汲水下封底，在質(zhì)量上易于保證。
參考文獻(xiàn)
[1]涂緒勛，楊理準(zhǔn)等.橋涵.公路施工手冊(cè),1985
注：本文加入了2002年9月份江蘇省公路學(xué)會(huì)蹊徑專業(yè)委員會(huì)和南京戰(zhàn)區(qū)國(guó)防交通協(xié)會(huì)公路交通專業(yè)委員會(huì)配合在南京召開的2002年全省蹊徑學(xué)術(shù)交換會(huì)，并舉行了交換。
