28-63#墩钢板桩围堰施工方案

新建南广铁路NGZQ－8标逢远河特大桥

钢板桩围堰及井点降水施工方案

编制：

审核：

审批：

中铁大桥局+南京铁路枢纽土建工程NJ-3标七工区

二OO九年七月十一日

逢远河特大桥钢板桩围堰及井点降水施工方案

一、编制依据

1.1 《新建铁路南宁至广州线桂平西至肇庆北段逢远河特大桥施工设计图》

1.2 《新建南广铁路NGZQ-8标逢远河特大桥实施性施工组织设计》

1.3 现场调查的资料及本单位作业架子队伍、技术装备能力及施工实践经验；

1.4 国家、铁道部现行设计施工规范及验收标准；

《客运专线铁路桥涵施工技术指南》(TZ213-2005)

《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2005)

《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)

《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)

《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(铁建设[2005]157号)

《铁路工程结构混凝土强度检测规程》(TB10426-2004)

《铁路工程施工安全技术规程》(TB10401.1-2003)

1.5 本工程所涉及的地方和国家有关政策和法规，特别是环境保护、水土保持方面的政策和法规。

1.6《逢远河特大桥地质资料》

二、工程概况

逢远河特大桥28#墩~63#墩位于水田及池塘区，以粉质黏土、淤泥质粉质黏土为主，厚9～10米，地基承载力不大，局部存在可液化土层。

孔隙潜水位于粉质黏土层中，埋藏较浅，一般1.0～2.0m，水位受季节性降雨影响，但升降幅度不大。

经现场测定，各墩位地面标高及开挖深度见下表：

承台开挖深度一览表

三、施工方案

逢远河特大桥28#~63#墩除28#～30#墩、40#、42#～45#、56#、57#墩位于鱼塘中的承台采用钢板桩围堰施工外，其余墩位均采用1:0.5放坡开挖辅以井点降水施工。

采用钢板桩防护墩位承台平面均为矩形。承台地基均为粉质黏土、淤泥质粉质黏土地基，基坑开挖深度除40#墩外，其余均在5m以上，为防止承台基坑开挖过程中出现坍塌及流砂现象，所以该部分墩位承台基坑开挖采用钢板桩进行防护。

井点降水施工墩位承台平面均为矩形，基坑开挖深度均在5m以内，先利用挖掘机放坡开挖至地下水位标高处，然后在基坑周围设置井点降水，辅以水泵抽水，再继续开挖基坑。

四、钢板桩围堰设计、计算(以44#墩为例)

钢板桩围堰大小根据承台尺寸而定，其内框尺寸比承台尺寸大1.5米左右，钢板桩围堰的刚度根据地面标高、基坑开挖深度及钢板桩受力等因素决定。钢板桩围堰设计时保证足够的强度、刚度和稳定性，钢板桩围堰顶面标高、入土深度、支撑位置设置，根据墩位不同而异。

钢板桩采用WRU13型钢板桩，利用挖掘机配合机械手插打。桩长根据施工需要配备15m和12m两种规格。

40#墩地面标高+10.027m，承台底标高5.265m，混凝土垫层厚0.1m，封底厚度为0.5米，基坑底开挖至4.665m，开挖深度为5.362m，然后插打12m长钢板桩开挖承台基坑。

第一层土质为回填土，厚度为8米，取土的内摩擦角为ψ1=35°，重度γ1=18KN/m3，粘聚力C1=10KPa；第二层土为粉质粘土，厚度取3米，内摩擦角为ψ2=7.8°，重度γ2=18.5KN/m3，粘聚力取C2=12.3KPa；第三层为淤泥质粉质粘土，内摩擦角为ψ3=11°，重度γ3=17.1KN/m3，粘聚力取C3=14.8Kpa。基坑开挖时基坑附近会有挖掘机荷载，计q=20KN/㎡。

钢板桩及内支撑布置见下图：

（一）钢板桩的受力计算

桩

顶

标

高

+8.9m

，

单

根

截

面

积

2

7.98cm A =，

31346/W cm m =,424224/I cm m =。

计算工况：在标高+3.0米处安装一道支撑，挖深为8.63米。 Ψ、γ、C 按地面下15米范围内的加权平均值计算： γ=818118.5

9⨯+⨯=17.1KN/m 3

Ψ=

735215615.6

15

⨯+⨯+⨯=24.6°

C=710215651

15

⨯+⨯+⨯

=27.1 KPa

查表可知: Ka=0.412 Ka=0.642 Kp=2.427 Kp=1.558

h=

20

1.17

17.1

q

γ

==m

设土压强为0处离地面的距离Zo：

hγKa+（γ’ Ka+γw）Zo-2C Ka=0

Zo=

227.10.642 1.1717.10.412

7.10.41210

w

⨯⨯-⨯⨯

==

⨯+

2米

故知压强为0的位置在地面一下2米处即标高为+7.9米处。

钢板桩底即标高为-6.1米处的主动土压强

pa=1.17γKa+15γ’Ka +15γw -2C Ka

=1.17×17.1×0.412+15×7.1×0.412+15×10-2×27.1×0.642 = 167.3KN/㎡

基坑底即标高为0.17米处的被动土压强：

p p=2C Kp

=2×27.1×1.557 =84.4 KN/㎡

钢板桩底即标高为-6.1米处的被动土压强： p p =H ’γ’Kp+ H ’γw +2C Kp

=6.27×7.1×2.427+6.27×10+2×27.1×1.557 = 255.1 KN/㎡

取1米宽的单元作为计算对象，将其简化为有悬臂端的简支梁，如下图所示：

R1R2

p=167.3KN/m

p=-255.1KN/m

2 2.7 6.37

p=-84.4KN/m

1.2

4.03

由上图可知，在基坑底部以下，被动土压力明显比主动土压力大，故可知基坑底部以下土的主被动土压力相互抵消，主动土压力与被动土压力绝对值相等的位置大约位于基坑底部。用等梁法进行计算，土压力强度为0的点位于基坑底部。则上图可以简化为下图进行计算：

用sap2000计算得知