钢管桩围堰毕业设计

目录

第1章绪论 (1)

1.1 引言 (1)

1.2 本文主要研究工作 (3)

第2章钢板桩围堰的设计与施工 (4)

2.1 钢板桩长度的设计 (4)

2.1.1 钢板桩最小入土深度的计算 (4)

2.1.2 钢板桩总长度的计算 (5)

2.1.3 钢板桩围堰尺寸的拟定 (6)

2.2 钢板桩围堰所受荷载的计算 (6)

2.2.1 静水压力的计算 (6)

2.2.2 流水压力的计算 (7)

2.3 钢板桩的检算 (8)

2.4 围囹的计算 (11)

2.5 钢板桩围堰的施工 (12)

第3章结束语 (18)

参考文献 (20)

致谢 (21)

附录A (1)

第1章绪论

1.1 引言

在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形式的土堰；在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩（单层或双层）围堰，目前多使用双层薄壁钢围堰。围堰的作用既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。

钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰[]1。钢板桩是带有锁口的一种型钢,其截面有直板形、槽形及Z形等,有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。其优点为：强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰，管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。这些围堰多采用单壁封闭式围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼。如中国南京长江桥的管柱基础，曾使用钢板桩圆形围堰，其直径21.9m，钢板桩长36m，待水下混凝土封底达到强度要求后，抽水筑承台及墩身，抽水设计深度达20m。在水工建筑中，一般施工面积很大，则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成，每个单体又由许多钢板桩组成，单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大，不能用支撑支持堰壁，因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。

与沉井、钢套箱相比，沉井及钢套箱的制作场地要求高、需配置大型托运设备、一次性投入大且不易回收等不利因素，而钢板桩围堰又具有以下几个方面优越性：占用场地小；配置设备要求低；钢板桩围堰基底清淤、拆除等较钢套箱围堰安全，拆除方便，对原河道恢复较容易；可同时多套投入、多次周转，打设速度快且比较经济；钢板桩打拔方便、安全等。一般来说，钢板桩围堰是深水基础、基坑支护有效的施工方法，且施工比较简单，结构受力明确。钢板桩围堰适用条件：钢板桩围堰适用于水深4m以上，河床覆盖层较厚的砂类土、石土和半干性粘土，风化岩层等基础工程。

宁波市绕城高速公路西段工程半浦余姚江特大桥由南、北岸引桥和主桥组成，桥梁全长1489m。主桥全长230m，主桥下部结构采用单箱双室薄壁空心墩，承台采用整体式承台，高度300cm，桩基础采用钻孔灌注桩主桥的左幅25、26号、右幅26、27号

墩，均位于余姚江主河道中，水深达6～7m，且承台顶面位于河床面以下，承台施工时需水下开挖河床，因此，承台施工采用打入钢板桩围堰方案进行。水中承台平面尺寸为9.5m×15m的六边形，混凝土方量为349.131m3，为C30混凝土，承台底标高为-8.4m，混凝土一次性浇筑完成。从半浦余姚江特大桥主桥水中基础施工所采用的方案选择及结构布置的效果来看，钢板桩围堰具有施工进度快、更安全、占地空间小等优点，这对于水较深、淤泥或粉细砂等软基上与其他围堰施工相比较较为有利，而且相对钢围堰，钢板桩围堰一次性投入费用较低，占用流动资金较少，因此采用钢板桩围堰，在经过技术性、经济性、施工安全性以及便利性比较后使用在半浦余姚江特大桥主桥基础施工上还是相当合理和可行的。在此处对低桩承台的施工方案设计、施工进行了总结，可为日后同类型桥梁的施工提供一些借鉴。

石湾特大桥是佛山市禅西大道工程中跨越东平水道的一座特大桥，主桥为（90.5+150+90.5）m矮塔斜拉桥，斜拉锁为双塔单索面布置。箱梁顶板宽33.5m，底板宽16.5m，梁高3.5-5m。主墩采用空心薄壁板异形墩，墩高16.0m，采用C40混凝土。主墩承台为正方形，尺寸为17.5m×17.5m×4m,采用C30混凝土，单个承台混凝土方量为1225m3，承台下设16根Ф2.0钻孔桩。本项目位于珠江三角洲腹地，属第四纪第一级海相冲淤积阶地。场区第四纪土层主要由软土及粉细沙组成，基岩由下第三系宝月组和下白垩统白鹤洞组泥岩，粉砂质泥岩和泥质粉砂岩组成。本项目承台具有以下几个特点：（1）按航道部门要求，承台预面埋入现状河床以下，开挖深度达到11.0m；(2)汛期长，且刚好跨汛期施工，水位深且变化大给施工带来一定难度；

(3)距离石湾水厂近，一级水源保护区吸水口只有100m，环保措施方面要求高；(4)距离大堤护坡坡脚较近，水利部门要求高。如何解决承台施工的受力问题、防备洪水袭击、满足航道环保水利部门要求、满足工期要求，将是决定本桥承台施工成败的关键问题，也是其选择承台施工方案的出发点。根据现场施工条件和公司既有设备情况，可以采用钢板桩围堰、填沙筑岛围堰和钢套箱围堰三种方案进行承台施工。经比较填沙筑岛围堰方案会压缩航道，并极易造成下游水厂水质破坏同时河床起伏大使得该方案不经济，钢套箱围堰方案使用钢材较多，并且大部分不能回收，下沉时人员及设备投入多，工序复杂，且钢套箱施工的承台比较容易出现施工裂缝，质量控制上比较难以保障，为此选择钢板桩围堰施工方案，能更好的满足要求。

鉴于钢板桩围堰在桥梁基础施工中的广泛用途，本设计以管窥豹，研究学习钢板桩施工设计。

1.2 本文主要研究工作

本文主要是介绍黄河大桥的基础施工临时结构设计，应编写施工工艺。

在设计时，为了避免出现涌砂现象，首先要确保钢板桩围堰的最小入土深度，满足安全要求后，对钢板桩围堰的尺寸进行拟定，之后对围堰所受荷载进行计算，其所受荷载主要包括：静水压力、流水压力。最后还要对其进行检算，然后对围囹进行计算和检算。均满足要求后，对钢板桩围堰的用量进行计算，争取做到既节省材料，又满足设计要求。

桥梁的基础施工是一项技术复杂而涉及面极广的工作，需要有周密的计划，完善合理的施工方案和精心的组织。在黄河大桥基础施工临时架构设计中，本着学习的态度，试着设计围堰，并根据资料编写施工工艺。