闸站钢管桩施工围堰专项方案培训讲义(doc 37页)XXXXXX闸站及河道整治工程XXXX闸站及河道整治工程围堰专项施工方案编制：______________________审核：______________________审批：：______________________江苏省水利建设工程有限公司- 2 -第一章、工程概况1、工程概述XXX河位于XXX老城区南片区，河道为东西走向，西起新闸北路，东至盐河。
XXX闸站为规划排涝泵站之一，拟建于XXX与盐河交叉口处，主要功能为排除京杭大运河与盐河之间、振兴东路一线以南区域的涝水，并挡里下河高水位，同时考虑与城市道路、景观要求等相结合，对XXX 文游南路以东河道进行疏浚整治，对河道两岸红线范围内约0.806km2 （包括水面积）进行景观打造，并新建XXX市城市排水泵站管理与控制中心，逐步实现市区范围内主要排水泵站的总调度控制。
XXX闸站位于XXX与盐河交叉口，采用闸站结合的布置形式。
中孔为排水孔，闸孔净宽6.0m，闸门为6m×2m平板直升式钢闸门。
两侧为泵室，每侧各设置一台水泵，泵室每孔净宽3.5m。
泵站顶部布置净宽8.0m的防汛道路，路面高程▽5.1m（中心处）。
闸室顺水流方向长19m，垂直水流向宽16.2m。
XXX闸站抽排流量总计为6.0m3/s，两侧每个泵室各布置1台1000QZ-160潜水轴流泵，单泵设计流量3.0m3/s，出口断流方式采用拍门断流。
闸站内河侧河底高程为▽-0.5m，外河侧河底高程为▽-2.5m，河道两岸新建翼墙与现状驳岸和河道衔接。
闸站内河侧（XXX侧）河底设钢筋砼铺盖长6.5m，其后接15cm厚砼护底长10.0m，设直径5@100冒水孔；闸站外河侧（盐河侧）河底设10m长消力池，后接15cm厚砼护底长10m。
2、工程地质据地基土的组成、特性及埋藏条件，并结合工程特点，地基土体自上而下分描述如下：第1层（Q4ml）：人工堆土，为灰黄色重粉质壤土杂砂壤土，杂碎砖瓦、垃圾和植物根茎等杂物，土质不均，场地普遍分布，层厚0.3~5.1m，平均层厚1.7m，容许承载力[R]=70kPa。
第1-1层（Q4al+pl）：壤土，局部分布，层厚1.5~3.0m，平均层厚2.3m，[R]=70kPa。
第2层（Q3al）：灰黄色重粉质壤土、粉质粘土，层厚4.6~7.8m，平均层厚6.3m，仅在孔D001处缺失，[R]=220kPa。
第3层（Q3al）：灰黄色重粉质壤土，层厚1.2~3.8m，平均层厚1.9m，场地普遍分布，[R]=160kPa。
第4层（Q3al）：灰黄色粉土、粉砂夹重粉质砂壤土，含云母，层厚2.8~4.3m，平均层厚3.5m，场地普遍分布，[R]=180kPa。
第5层（Q3al）：灰黄杂灰白色重粉质壤土、粉质粘土，含铁锰质结核，砂礓，场地仅部分孔揭示该层，层厚7.5m，[R]=240kPa。
第6层（Q3al）：灰黄杂灰白色重粉质壤土，仅孔D001揭示该层，层厚6.6m，[R]=160kPa。
第7层（Q3al）：灰黄杂灰白色壤土，含铁锰质结核，本次勘察未穿透该层，最大揭示厚度3.4m，[R]=200kPa。
第二章围堰方案1、围堰设计的原则1）围堰顶宜高出施工期间最高水位50~70cm；2）围堰内要适应基础施工的尺寸要求，堰身尺寸断面要保证有足够的强度和稳定性，保证基坑开挖后，围堰不发生破裂、滑动或倾覆；3）采取措施防止或减少渗漏，减少排水工作，对围堰外围边坡的冲刷和筑围堰后引河道冲刷必须进行防护。
2、围堰型式设计盐河XXX段具有输水及通航等多重需要，施工期5年一遇水位▽1.5m，,根据水利水电施工组织设计规范（SL303-2004）要求，围堰设计顶高程不低于2.0m，考虑到XXX闸站建设位于盐河口，因航道限制，故盐河侧围堰型式采用双排钢围堰（XXX侧为直径500钢管桩，壁厚d=9mm。
盐河侧为I400a工字钢，宽度B=0.15m，高度h=400mm，厚度d=10.5mm）内侧填土型式，钢管桩顶高程▽2.0m，河床高程▽-3.0m，桩底高程▽-8.0m，堰体用粘土填筑，水上部分压实度0.90，顶高程▽2.0m，内宽8.0m,中间粘土回填。
围堰形成后XXX侧采用1：2覆土回填，土方压实度0.91，顶高程为▽2.0m，底高程为▽-3.0m。
安全起见，围堰顶不考虑施工期交通要求。
围堰平面图围堰断面图3、围堰受力计算分钢管桩围堰及工字钢围堰两种型式分别计算。
围堰为双排结构，两排之间通过连接钢筋联系，计算采用单排桩基坑支护受力计算，并考虑两排桩之间的钢筋连接（简化为锚杆）3.1钢管支护围堰受力计算弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:[ 设计结果 ]各工况：内力位移包络图：地表沉降图：[ 截面计算 ][ 截面验算 ]基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力) σnei = Mn/(γ* Wx)= 45.951/(1.050*1674.420*10-6) = 26.136(MPa) 满足 基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力) σwai = Mw/(γ* Wx)= 3.791/(1.050*1674.420*10-6)= 2.156(MPa) 满足式中:σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(Mpa);σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(Mpa);Mw ———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m);Mn ———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m);Wx ———钢材对x轴的净截面模量(m3);f ———钢材的抗弯强度设计值(Mpa);γ———型钢截面塑性发展系数;[ 锚杆计算 ]计算方法：瑞典条分法 应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度: 1.00m 滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 3.466 圆弧半径(m) R = 10.223 圆心坐标X(m) X = -0.657 圆心坐标Y(m) Y = 6.157 [ 抗倾覆稳定性验算 ]:p , 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
M a ——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1：序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1K s 工况2：序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 K s = 20.873 >= 1.200, 满足规范要求。
工况3：序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)1 K s安全系数最小的工况号：工况3。
最小安全K s = 3.310 >= 1.200, 满足规范要求。
[ 抗隆起验算 ]1) 从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下：支护底部，验算抗隆起：Ks = 4.847 ≥ 1.600，抗隆起稳定性满足。
2) 坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算，结果如 Ks = 3.919 ≥ 1.900，坑底抗隆起稳定性满足。
[ 流土稳定性验算]其中:m2m1(tan)etan(N tan +G i tani+Gsin i )'h wK———流土稳定性计算安全系数；K f———流土稳定性安全系数；安全等级为一、二、三级的基坑支护，流土稳定性安全系数分别不应小于1.6、1.5、1.4；l d———截水帷幕在基坑底面以下的长度(m)；D1———潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的垂直距离(m)；γ'———土的浮重度(kN/m3)；Δh———基坑内外的水头差(m)；γw———地下水重度(kN/m3)；K = (2.00*2.00 + 0.80*2.50)*9.70/2.50*10.00K = 2.328 >= 1.5, 满足规范要求。
[ 嵌固深度计算 ]当地层不够时，软件是自动加深最后地层厚度(最多延伸100m)得到的结果。
1) 嵌固深度构造要求：依据《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012,嵌固深度对于单支点支护结构l d不宜小于0.3h。
嵌固深度构造长度ld：1.500m。
2) 嵌固深度满足抗倾覆要求：按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012单支点结构计算嵌固深度l d：d[ 嵌固段基坑内侧土反力验算 ]工况1：Ps = 239.145 ≤ Ep = 2153.673，土反力满足要求。
工况2：Ps = 239.145 ≤ Ep = 2153.673，土反力满足要求。
工况3：Ps = 100.324 ≤ Ep = 587.777，土反力满足要求。
式中：Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力（kN）；Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力（kN）。
3.2工字钢支护围堰受力计算[ 基本信息 ][ 设计结果 ]各工况：内力位移包络图：地表沉降图：[ 截面验算 ]基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)σnei = Mn/(γ* Wx)= 25.190/(1.050*1090.000*10-6)= 22.010(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)σwai = Mw/(γ* Wx)= 2.288/(1.050*1090.000*10-6)= 1.999(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足抗剪验算τ = V * Sx / (I * tw )= 16.919*0.631*10-3/(21699.999*10-8*1.050*10-2)= 4.687(MPa) < fv = 215.000(MPa) 满足式中:σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(Mpa);σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(Mpa);Mw ———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m);Mn ———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m);Wx ———钢材对x轴的净截面模量(m3);f ———钢材的抗弯强度设计值(Mpa);τ———基坑最大剪力处的剪应力(Mpa)V ———基坑最大剪力设计值(kN);Sx ———计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩(m2);I ———毛截面惯性矩 (m4);tw ———钢材腹板厚度(m);fv ———钢材的抗剪强度设计值(Mpa);γ———型钢截面塑性发展系数;[ 锚杆计算 ][ 整体稳定验算 ]计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度: 1.00m滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 3.468 圆弧半径(m) R = 10.223 圆心坐标X(m) X = -0.757 圆心坐标Y(m) Y = 6.157 [ 抗倾覆稳定性验算 ]:p , 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
