施工组织设计下载简介
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济祁高速淮合段特大桥主桥承台施工方案成员：沈维成徐大振王生涛杨凯
附件1钢板桩围堰计算书
表1钢板桩截面参数特性值表
JGJ／T 465-2019标准下载（2）水位：钢板桩围堰最大设防水位为+20.5m。围堰顶高程设置为+21.5m。
（3）河床：各墩承台参数详见表2。
（4）地质：围堰土层参数根据项目部提供的技术资料，取20#主墩地质进行结构验算，具体取值见表3和表4。
表2各主墩承台参数表（m）
表3.各土层主要物理力学性质指标表
表4.20#墩土层参数表（m）
（1）钻孔桩施工结束后拆除钻孔平台，在靠近支栈桥侧钢护筒上焊接牛腿，安装第一道圈梁作为钢板桩插打导向围檩；
（2）依次插打钢板桩至合拢，水下切割影响内支撑安装的护筒，安装第一层内支撑；
（3）围堰内吸泥至封底混凝土标高+3.37m；
（4）搭设封底平台、布置封底砼导管,水下浇筑封底砼；
（5）围堰内抽水至+16.3m，在+16.8m处安装第二道内支撑；
（6）第二道内支撑安装后，围堰内继续抽水至+12.7m，在+13.2m处安装第三道内支撑；
（7）第三道内支撑安装后，围堰内继续抽水至+9.1m，在+9.6m处安装第四道内支撑；
（8）内支撑全部安装完成后，抽光围堰内水，割除剩余钢护筒并凿除桩头进行承台、墩身施工；
（9）承台第一层（2.5m）混凝土浇筑完成，模板拆除后，向钢板桩与承台间回填细砂并在顶部浇注40cm厚C25砼冠梁，待冠梁砼达到强度后，拆除第四道内支撑；
（10）承台第二层（2.5m）混凝土浇筑完成，模板拆除后进行墩身施工。墩身施工高出围堰顶后，向围堰内回水至第三道内支撑下0.5m处，拆除第三道内支撑；
（11）围堰内继续回水至第二道内支撑下0.5m处，拆除第二道内支撑；
（12）继续向围堰内注水至围堰外水位，拆除第一道内支撑，依次拔出钢板桩。
围堰封底抽水完成后，封底混凝土需承受水头差引起的向上浮力，封底混凝土采用C25，其容重γ=24kN/m3。封底混凝土厚度不小于2.5m，施工考虑封底混凝土存在夹泥及顶面浮浆的因素，取2.2m有效厚度混凝土进行计算。
q=γ水h水－γ砼h砼
2.2.1按照四边简支板计算，Lx=5000mm，Ly=5000mm，Lx/Ly=1，查得：
αx=0.0368，αy=0.0368,
Mx=My=0.0368×118.5×25+0.0368×118.5×25/6=127.2kN·m
取b=1m单宽进行验算:
Wx=bh2/6=0.81m3
σmax=Mx/Wx=127.2/0.81/1000=0.16MPa<[σ]=0.78MPa(水下C25混凝土设计值1.55MPa，考虑为施工阶段混凝土的允许弯拉应力取2倍安全系数)。
2.2.2围堰整体抗浮验算
封底混凝土重量：G=24×431.0×2.2=22756.8kN；
钢护筒与封底混凝土的粘结力：T1=3.14×2.3×2.2×20×120=38132.2KN
钢板桩与封底混凝土的粘结力：T2=（25.2+20.4）×2×2.2×120=24235.2KN
抗浮系数，围堰抗浮满足要求。
结论：2.5m厚封底混凝土满足受力要求。
取1m宽钢板桩计算。钢板桩打设完毕，围堰内吸泥清淤完成，开挖至标高+3.37m，准备浇筑水下封底混凝土。
通过地质分层得知，20#墩工程地质对围堰影响最不利，故选择20#墩基础进行钢板桩围堰受力计算，主被动土压力系数见表4：
表4.主被动土压力系数
主动土压力系数(Ka)
被动土压力系数(KP)
被动土压力修正系数(K)
软土被动土压力系数kp=tg2（45+φ/2）=tg2（45+8.6/2）=1.352
粉质粘土被动土压力系数kp=tg2（45+φ/2）=tg2（45+13.6/2）=1.615
根据地质报告土的力学参数值，对钢板桩所受的土压力进行分层计算。为简化计算且偏安全考虑，不考虑土的粘聚力（C=0）。
利用等值梁法计算桩的入土深度
钢板桩上土压力强度等于零的的点离挖土面的距离y，求得y：
②按连续梁计算等值梁支点反力（即Ra和P0），受力图如图3所示。
图3等值梁计算示意图(KN)
建模计算得P0=18.7kN
③根据Ra和钢板桩被动土压力对钢板桩底端的力矩相等原理可求得x，
故总入土深度：=1.66+2.96=4.62m
基坑底抗隆起稳定性验算
由于围堰内吸泥、抽水，造成围堰内外压力差，使钢板桩底以下土体向上涌起。根据下式验算钢板桩底抗隆起稳定性:
图4坑底抗隆起稳定性验算示意图
对围堰基坑在最大开挖情况下进行验算，开挖面标高为+3.37m，则
,满足抗隆起稳定性要求。
第一道内支撑安装后，基坑内吸泥至封底混凝土底标高+3.37m。钢板桩承受静水压力及土压力，取1m宽钢板桩计算。因土处于饱和水状态，为简化计算且偏安全考虑，不考虑土的粘聚力。由前节计算入土深度时知，该工况下钢板桩上土压力强度等于零的点位于+1.71m处，刚梁的受力计算如下：
单片钢板桩有限元模型（KN/m）
单片钢板桩弯矩图（KN.m）
单片钢板桩反力图（KN）
由上图可知，钢板桩最大的弯矩为28.0kN.m，作用于第一道内支撑的反力为1.7kN。
水下浇筑封底混凝土后，抽水至+16.3m，取1m宽钢板桩计算，由于钢板桩与混凝土的粘结，故本工况计算封底混凝土面取设计封底面以下0.5m处，即+5.37m，将其按固结处理，则作用在钢板桩处的主动土压力和静水压力如下：
单片钢板桩有限元模型（KN/m）
单片钢板桩弯矩图（KN.m）
单片钢板桩反力图（KN）
第二道内支撑安装后，围堰内抽水至+12.7m，取1m宽钢板桩计算,则作用在钢板桩处的主动土压力和静水压力如下：
单片钢板桩有限元模型（KN/m）
单片钢板桩弯矩图（KN.m）
单片钢板桩反力图（KN）
第三道内支撑安装后，围堰内抽水至+9.1m，取1m宽钢板桩计算,则作用在钢板桩处的主动土压力和静水压力如下：
单片钢板桩有限元模型（KN/m）
单片钢板桩弯矩图（KN.m）
单片钢板桩反力图（KN）
第四道内支撑安装后，围堰内抽光水，假设钢板桩在封底混凝土面以下0.5m处固结，即+5.37m。取1m宽钢板桩计算,则作用在钢板桩处的主动土压力和静水压力如下：
单片钢板桩有限元模型（KN/m）
单片钢板桩弯矩图（KN.m）
单片钢板桩反力图（KN）
第一节承台砼浇筑完成，承台混凝土强度达到设计要求拆除模板后，向钢板桩与承台间回填细砂并在顶部浇注40cm厚C25混凝土冠梁，待冠梁混凝土达到强度后，拆除第四道内支撑。本工况下假设等值梁下嵌固点位于混凝土冠梁1/2厚度处，即+8.17m,则作用在钢板桩处的主动土压力和静水压力如下：
单片钢板桩有限元模型（KN/m）
单片钢板桩弯矩图（KN.m）
单片钢板桩反力图（KN）
根据上述工况计算，钢板桩内力及内支撑支撑反力计算结果汇总如下表：
表5钢板桩内力及内支撑支撑反力
钢板桩最大弯矩(kN.M)
第一道内支撑反力(kN)
第二道内支撑反力(kN)
第三道内支撑反力(kN)
第四道内支撑反力(kN)
由表5可知，钢板桩应力满足规范要求。
2.6.1第一层围檩及内支撑计算
第一层围檩采用2HN400*200*8*13型钢，内角撑采用2HN400*200型钢，其它支撑均采用φ630×8mm钢管。由前节计算知第一层围檀所受最大压力为60.8kN/m。则圈梁及内支撑受力分析如下图所示。
图5内支撑计算模型图（KN/m）
图6组合应力图（单位：MPa）
图7轴力图（单位：KN）
图8内支撑平面位移图（单位：mm）
由以上计算结果可知，第一道支撑圈梁的最大组合应力，最大位移。内支撑最大组合应力。
（2）内支撑稳定性验算
内支撑采用φ630×8mm钢管，，，，，，长细比：
4.6.2第二层围檩及内支撑计算
第二层围檩采用3HN600*200*11*17型钢，内角撑采用2HN600*200型钢，其它支撑均采用φ813×10mm钢管。由前节计算知第二层围檀所受最大压力为295.3kN/m。则圈梁及内支撑受力分析如下图所示。
图9内支撑计算模型图（KN/m）
图10组合应力图（单位：MPa）
图11轴力图（单位：KN）
图12内支撑平面位移图（单位：mm）
由以上计算结果可知，第二道支撑圈梁的最大组合应力，最大位移。内支撑最大组合应力。
（2）内支撑稳定性验算
内支撑采用φ813×10mm钢管，，，，，，长细比：
，满足要求。2.6.3第三层围檩及内支撑计算
第三层围檩采用2HN700*300*13*24型钢，内角撑采用2HN600*200型钢，其它内支撑均采用φ813×10mm钢管。由前节计算知第三层围檀所受最大压力为458.3kN/m。则圈梁及内支撑受力分析如下图所示。
图13内支撑计算模型图（KN/m）
图14组合应力图（单位：MPa）
图15轴力图（单位：KN）
图16内支撑平面位移图（单位：mm）
由以上计算结果可知，第三道支撑圈梁的最大组合应力，最大位移。内支撑最大组合应力。
（2）内支撑稳定性验算
内支撑采用φ813×10mm钢管，，，，，，长细比：
2.6.4第四层围檩及内支撑计算
第四层围檩采用2HN900*300*13*24型钢，内角撑采用2HN600*200型钢，其它内支撑均采用φ813×10mm钢管。由前节计算知第三层围檀所受最大压力为462.9kN/m。则圈梁及内支撑受力分析如下图所示。
图17内支撑计算模型图（KN/m）
供水管道施工方案图18组合应力图（单位：MPa）
图19轴力图（单位：KN）
图20内支撑平面位移图（单位：mm）
由以上计算结果可知，第三道支撑圈梁的最大组合应力，最大位移。内支撑最大组合应力。
污水处理池施工方案（2）内支撑稳定性验算
内支撑采用φ813×10mm钢管，，，，，，长细比：