出水箱涵钢板桩施工方案12.6..doc

芙蓉江泵站调蓄池及土建工程 出水箱涵施工方案（补充） 钢 板 桩 支 护 方 案 上海市第二市政工程有限公司 2005年5月10日 目 录 1、工程概况 3 2、钢板桩支护设计与施工 3 3、钢板桩支护施工安全 7 4、附图 8 1、工程概况 新建的芙蓉江泵站及调蓄池土建工程位于长宁路以南、古北支路以西，该工程为“苏州河环境综合整治二期工程子项－苏州河沿岸市政泵站雨天排江量削减工程”的子项之一。依据规划设计图纸，该工程的出水系统由二只出水箱涵组成，由新建泵站接出，穿越长宁路接入吴淞江。出水箱涵从调蓄池到防汛墙全长为45.4m，接入口包括两侧防汛墙总宽度为55.45m，开挖深度4.65m，覆土厚度2.15m，两侧采用防汛墙形式与老防汛墙连接。 出水箱涵由北边苏州河向南边调蓄池施工，并分三个阶段进行施工。第一阶段长度为14.47m，第二阶段长度为11.53m，第三阶段长度为19.4m，计划10月底之前全部完工。 2、钢板桩支护设计与施工 2.1钢板桩支护设计 2.1.1 因受场地等条件的限制，不能采用放坡法开挖基槽，则需选择直槽支护基坑，进行垂直开挖土方及地下工程施工作业，钢板桩支护为直槽支护基坑的一种支护方法，有着悠久的历史，广泛沿用至今。 钢板桩支护结构是将钢板桩打入土层，设置必要的支撑，抵抗土压力和水压力并保持周围地层的稳定，确保安全施工。 钢板桩支护的优点是：板桩材料质量可靠，在软弱土层中施工速度快，施工也较单，并具有较好的挡水性，临时性结构的钢板桩可拔出多次重复使用，降低成本。 因此出水箱涵支护结构决定采用钢板桩支护。 2.2钢板桩支护设计 2.2.1计算说明 出水箱涵部分的围护采用槽钢（[28）钢板桩（桩长L=9m）围护。经测定，原地面标高为+3.60m，考虑到在施打钢板桩之前，需凿除道路结构层（约40~50cm），现在钢板桩顶标高为+3.10m，桩底标高为-5.90m，开挖后，基坑底标高为-1.05m，即开挖深度h1为4.15m。 在开挖后，需用挖机将坑内的土挖除，所以需考虑活荷载的影响，初步拟定活荷载q=20KN/m2 。 2.2.2 计算简图 2.2.3 抗滑稳定计算 钢板桩在一侧主动土压力的作用下，另一侧产生被动土压力。钢板桩整体在主动土压力Ea、被动土压力Ep以及支撑N三者的作用下达到水平向的平衡。 H=h+h1+h2=q/γ+ h1+h2=20/17.5+9=10.143m； Ka=tg2(45°-14°/2)=0.61； Kp=tg2(45°+14°/2)=1.638； Pa=γH Ka -2c(Ka)0.5=18*10.143*0.61-2*12*0.78=92.65KN/m2； Pp=γh2 Kp+2c(Kp)0.5 =18*4.85*1.638+2*12*1.28=173.72KN/m2； Pp- Pa=81.07 KN/m2； Ea=0.5 Pa H=0.5*92.65*10.143=469.87KN/m； Ep=0.5 Pp h2=0.5*173.72*4.85=421.27KN/m； ∵Ea ＞Ep； ∴在钢板桩顶部追加二道支撑，其支撑力N = Ea- Ep=48.6KN/m； 2.2.4 抗整体倾覆稳定性计算 根据规范（Epkpk+Nl）/Eakak≥1.3,由于有两道支撑作用于钢板桩上，故对于整体倾覆稳定性就不再计算。 钢板桩刚度验算： 简图如下： 根据规范：σ=M/W≤[σ]=210MPa；其中28#槽钢的截面系数W=40.3*4=161.2cm3。在计算钢板桩强度时，我们将此情况简化成三端铰接的多跨连续梁且承受三角形荷载的力学模型。 为了计算方便，我们拟将三角形荷载看成均布荷载，q=39.37KN/m；同时将连续梁当作是简支梁来计算，以此来加大其安全系数。 σ=Mmax/W＜[σ] 其中：Mmax =ql2/8=39.37*3.14*3.14/8=48.52KNm； W合=n*Wy=n*（W+ΔW）=4*（40.3+65.76）=424.24 cm3； n—一米内槽钢的个数，取n=4； 单个槽钢钢板桩的W=40.3cm3； ΔW=ΔI/(B/2)=Ad2/(B/2)=51.2*(8.6/2-1.95)2/4.3=65.76 cm3； σ=Mmax/W合=48.52*106/424.24*103=114.37Mpa＜[σ]，满足要求 ∴综上所述，9m的钢板桩作为出水箱涵的围护可以满足要求。 2.3钢板桩支护施工 2.3.1 钢板桩排列采用咬口的形式，咬口应紧密，板桩挺直。 2.3.2 钢板桩支护的平面布置形状宜平直、整齐、避免不规则的转角。 2.3.3 打桩前，根据基坑开挖边线，开挖板桩槽至原状土，并沿板桩两侧设置导向围令。