鋼板樁圍堰施工研究
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摘要：憑據鋼板樁圍堰的現實受力狀態創建力學模子。議決理論盤算確定鋼板樁圍堰的現實受力，并議決現實施工情況驗證該要領的可行性。比范例中采用的經驗算法具有更高的準確性和清靜性，能夠更好的饜足工程施工需要。
要害詞：鋼板樁圍堰；計劃；施工
現在，搪塞鋼板樁圍堰的計劃重要是相沿《公路橋涵施工手冊》和教科書中的經驗算法。由于經驗算法帶有很大的類似性，并紛歧定能夠真實反應鋼板樁圍堰的現實受力狀態，偶然會出現較大的毛病，給圍堰的使用帶來許多不清靜因素。筆者在洪澤蘇北灌溉總渠大橋施工中，為制止出現較大的變形，在對鋼板樁圍堰計劃時采用了理論算法。經實踐檢驗，理論算法能夠較為準確的反應圍堰的現實受力狀態，搪塞公正設置內支持和減小封底厚度起到了重要的保證作用。下面就鋼板樁圍堰的計劃與施工做細致敘述：
1已知條件
1.1承臺尺寸：10.3m（橫橋向）×6.4m（縱橋向）×2.5m（高度），底部計劃有10.7×6.8m×1.0m的封底砼。
1.2承臺及河床高程
承臺頂面計劃高程為h=5.0m，河床底高程為5.5m，河床淤集深度約為30cm。
1.3水位情況
正常水位：h常=10.8m（此時水深5.3m），最高水位hmax=11.5m（水深6.0m），圍堰計劃時按最高水位思量。
1.4水流速率
因該橋位于水電站鄙俚，水流較為湍急。計劃時速V=1.0m/s，不思量流速沿水深偏向的厘革，則動水壓力為：
P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN
式中：P-每延米板樁壁上的動水壓力的總值（KN）；
H-水深（米）；
V-水流速率（1.0m/s）；
g-重力加快度（9.8m/s2);
B-鋼板樁圍堰的盤算寬度，B=10m；
D-水的密度（10KN/m3）;
K-系數，（槽形鋼板樁圍堰K=1.8~2.0，此處取1.8）。（參照《公路施工手冊》，假定此力均勻作用于鋼板樁圍堰的迎水面一側。）
1.5河床水文地質條件
河床土質良好，多為粘土、亞粘土，局部有亞砂土，承載力較強。圍堰基底至河床部分土質為粘土(層厚約2m)、亞砂土(硬塑狀態，很濕，層間無承壓水，層厚約為1m)。
2制定方案
團結河床地質情況及施工要求，擬采用日本產鋼板樁舉行圍堰施工，長度為15m，寬度為40cm，厚度為18cm，計劃圖見圖1、圖2。
圖1鋼板樁圍堰計劃圖（立面）
圍堰頂面標高制定為12.5m，凌駕跨過最高水位1.0m。圍堰計劃圖3，全部內圍囹均采用56b工字鋼制作，節點采用焊接（施工中嚴酷實驗鋼結構施工范例）。為確保整個圍囹的剛度和穩固性，對每層中心一道工字鋼上面加焊型鋼并將上下四道工字剛用25#槽鋼焊一連接。在施工時期部署專人值班以防吊物碰撞。
圖3鋼板樁圍堰圖(平面)
3圍囹（支持）內力盤算
3.1確定受力圖式
3.1.1鋼板樁嵌制情勢
河床底部土質較為密實，假定鋼板樁底部嵌固于(鋼板樁入土深度)t/3=1.5m處，即承臺底2.0m處。（封底砼厚度采用50cm）
3.1.2動水壓力
P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN
3.1.3河床土質為亞粘土，為不透水層，但思量到鋼板樁施工中會引起板側土體的擾動，毛病里彌漫水，所以思量水壓力的影響。土壓力盤算取用浮容重，
Υ''''=19.4-9.8=9.6KN/m3，ιj=30~50Kpa，σ=100KPa。
3.1.4經闡發可知迎水面為最倒霉受力面，以此為盤算面。所遭受荷載假定由兩根工字鋼均勻負擔，盤算兩根工字鋼的配合受力，受力圖如圖4所示。
圖4鋼板樁圍堰受力圖式
由受力圖式可知，此結構為四次超靜定結構，因盤算較為繁瑣，盤算歷程不在此細致敘述，得出最大支持力為2734.95KN，最大彎矩為1117.59KN。
4驗算鋼板樁的入土深度是否饜足要求
鋼板樁入土深度達4.5m，從橋位處地質勘探資料闡發，持力層中無承壓水，如經盤算各道支持的受力均能饜足要求，可不驗算鋼板樁的入土深度。
5憑據求得的內力驗算鋼板樁的受力狀態及變形情況
5.1應力
由內力盤算效果可知，Mmax=1117.59KN·M。鋼板樁外緣拉應力σ=Mmax/W=123MPa＜340MPa(容許應力)，饜足要求。
5.2變形
經盤算，各單元跨中變形值如表1所示。
表1各單元跨中變形值
單元號橫向位移υ（mm）
9.1鋼板樁的堵漏
一樣平常的做法是在鋼板樁施打歷程中用棉絮、黃油等添補物彌漫接縫。剛開始時我們也采用此法，效果不是很理想，后在鋼板樁全部插打完畢開始抽水布置圍囹時，采用一邊抽水一邊順著鋼板樁的接縫下溜較干細砂的要領，借助水壓力將細砂吸入接逢內而到達堵漏的目的，搪塞變形較大的接縫在圍囹布置后用棉絮塞填。經現場實驗，效果非常顯著，施工時期在圍堰內僅設置一臺潛水泵即可將漏水抽凈。
9.2圍囹的布置
圍囹的布置應隨著抽水的深度逐層實驗，布置歷程中要親昵注意河床水位的厘革，并部署專人認真施工時期的抽水事情。值得注意的是工字鋼與鋼板樁的毗連，由于鋼板樁在插打歷程中受多方面的影響，整個圍堰的側面順直度較差，工字鋼布置后與鋼板樁之間有較大的間隙。為警備圍堰的變形，要求將工字鋼與鋼板樁之間的間隙全部用型鋼焊接支持毗連，圍堰的四個角更應增強。
10竣事語
用理論算法舉行鋼板樁圍堰的計劃能夠較為真實的反應鋼板樁的現實受力狀態，從而具有較大的清靜性。采用逐層抽水加固的施工方案較為方便，在基底土質良好的件下可以實現“干法施工”，不需要采汲水下封底，在質量上易于保證。
參考文獻
[1]涂緒勛，楊理準等.橋涵.公路施工手冊,1985
注：本文加入了2002年9月份江蘇省公路學會蹊徑專業委員會和南京戰區國防交通協會公路交通專業委員會配合在南京召開的2002年全省蹊徑學術交換會，并舉行了交換。
