钢管桩围堰支撑变更方案

钢管桩围堰内支撑变更方案

一、工程概况

主墩钢管桩围堰原设计内支撑如下图所示，考虑到承台施工时钢筋安装不便（最长钢筋为12米，原设计钢支撑间距只有5、6米，不能满足钢筋安装要求）。根据实际情况将内支撑进行调整为取消横桥向支撑，增加四个角支撑。

二、优化后钢支撑设置

内支撑设上下两层，内支撑采用Ф630×10mm钢管，设置在钢围堰中间位置；四个角设斜支撑，采用Ф630×10mm钢管。圈梁采用两根HN588×300焊接成圈梁结构，与钢管桩贴紧，在圈梁底设置牛腿结构，作为圈梁的支撑。

三、钢支撑转换

承台浇注完成后，拆除底层钢支撑，保留顶层钢支撑，将承台与钢管桩用型钢顶紧，完成体系转换，施工第一节4.5米高薄壁墩身。浇注完成第一节墩身后即可拔除钢管桩围堰。

四、钢支撑优化后受力计算

见附件一。

原设计内支撑

优化后内支撑

附件一：计算书： 一、计算参数说明

①、封底砼参数

封底混凝土采用C30水下混凝土，混凝土参数为：

14.3c f MPa =，γ=23KN/m ³，取τ：=150k a P τ。

②、钢结构参数

Q235B 钢，其容许应力[]145MPa σ=，容许剪应力[]85MPa τ=，角焊缝容许应力[]80f MPa =。

③、水文参数：承台厚度为4m ，承台底标高为-4.0m ，施工区域常水位+3.9m ，取+5.0m 作为围堰计算设计水位。

二、计算工况说明

①、计算封底混凝土； ②、计算钢管桩入土深度； ③、计算围堰内支撑及圈梁受力；

三、计算过程

3.1、封底混凝土计算

扣除钢护筒后的围堰内面积：

22A 16.26211.6826 3.14 2.8/4153m =⨯-⨯⨯=有效 3.1.1、围堰上浮计算

⑴、自重计算

封底混凝土自重为：h A =232153=7038k G N γ=⨯⨯⨯⨯砼砼封底有效

⑵、封底砼与钢护筒的粘结力计算

封底混凝土与护筒粘结应力为τ：=150k a P τ

封底砼与护筒粘结力为1f

：

1f h =1502-0.2 3.14 2.86=14424k l N

τ=⨯⨯⨯⨯⨯⨯封底护筒（）

⑶、总抗浮荷载F 抗浮： 1G +f =21462k F N =抗浮砼 围堰所受浮力为：

h A =10(245)15316830F kN

γ=⨯⨯⨯++⨯=浮力水有效水位差

上浮稳定系数：=2146216830=1.27k F =抗浮浮力/F / 满足要求。

3.1.2、围堰下沉计算

计算工况：浇筑承台时计算围堰下沉稳定。

⑴、自重计算

封底混凝土自重为：h A =232153=7038k G N

γ=⨯⨯⨯⨯砼砼封底有效

承台混凝土自重为： 1.05h A =1.05252153=8033k G N γ=⨯⨯⨯⨯⨯砼2砼1承1有效

⑵、封底砼与围堰的粘结力计算

封底混凝土与护筒、侧板粘结应力为τ：=150k a P τ

封底砼与护筒粘结力为1f

：

1f h =1502-0.2 3.14 2.86=14424k l N

τ=⨯⨯⨯⨯⨯⨯封底护筒（）

⑶、封底砼浮力计算 围堰所受浮力为：

h A =10(6 3.62)1533641F kN

γ=⨯⨯⨯-⨯=浮力水有效水位差

⑷、抗沉稳定系数

低水位时围堰所受抗沉荷载： f +=18065k F F N =1抗沉浮力 总下沉荷载：1G +G =15071k F N =下沉砼砼2

低水位时围堰下沉稳定系数：=1806515071=1.2k F =下沉抗沉/F /，满足要求。 3.1.3、封底混凝土抗弯计算

考虑水下砼表层质量较差，取C30水下砼容许拉弯应力为： []=500kPa δ

封底砼按四边固结双向板计算， x y x y 5.15 6.1/0.84

L L L L ===，，，

2

0.0246x M ql =，

2y 0.0156M ql =

取1.0m 板宽进行计算，以q 进行验算，q 最大荷载为最高水位封底：

2h -=10(1.545)-23 1.570.5/q q kN m γ=⨯⨯++⨯=水封底水位差

最低水位时浇筑承台混凝土：

2h +h -=23(2 1.5)-10-3.6247.7/q q kN m γ=⨯⨯+⨯=砼承台封底砼低水位（）（6.9）

比较两个荷载，选取

2

70.5/q kN m =进行计算。

220.0246=0.024670.5 5.15=46m x M ql kN =⨯⨯⋅

221(1.50.2)=0.2866b h W ⨯⨯-==有效， []M 46==164500W 0.28

kPa kPa

δδ==<= 满足要求。 3.2、入土深度计算 3.2.1、地质情况及参数

14#墩：

第一层：粉砂层（标高-4～-6.8）局部相变为细砂。灰色，以稍密状态为主，上部部分呈松散状态，下部部分为中密状态，饱和。砂的主要成分为石英、长石，颗粒级配较均匀，粘粒含量约0~8.4%。

第二层：残积砂质粘性土（标高-6.8～-11.6）, 灰黄色、灰白色，可塑状态为主，下部呈硬塑~坚硬状态，湿，其细粒土状态为可塑，母岩为花岗岩，母岩组织结构已全部破坏，矿物风化呈土状。

15#墩：

第一层：淤泥（标高-4～-5.89）以灰~深灰色为主，上部大都呈稀软状、下部为流~软塑，饱和。粘性强，切面光滑，手捏具有滑腻感，富含有机质，味微臭，干强度中等、韧性中等、切面光滑、摇震反应缓慢。

第二层：粉砂（标高-5.89～-11）局部为细砂，灰色，以稍密状态为主，上部部分呈松散状态，下部部分为中密状态，饱和。砂的主要成分为石英、长石，颗粒级配较均匀，粘粒含量约0~8.4%。

综合14#墩和15#墩的地质情况，选取14#墩进行检算。

主被动土压力系数

①、计算钢管桩上土压力强度等于零的点离挖土面的距离y ，求得y ：