水中筑捣围堰施工方案

水

中

墩

基

础

施

工

方

案

水中墩基础施工方案

一、工程概况

本工程按公路二级标准设计，设计洪水频率：百年一遇，地震动反应谱特征周期0.35S，地震动峰值加速度0.05g。

工程所在地势整体较平坦，西河岸较陡，河堤顶高程40.14m，东河岸有较宽的漫滩，防洪堤顶高程41.20m，河床底高程24.30m左右，防洪提顶与河床底最大高差约17.0m。

根据地质钻探资料显示，工程场地出露地层主要有四层（Q）冲击层、白垩系（K）碎屑沉积岩，两岸河堤主要由粘性土填筑，各地层岩土参数取值见下表：

地层岩石参数

地层

二、施工方案

考虑本工程量小但投入大的特点，尽量采用低投入方案：

方案一：采用填土筑捣

其设计图如下：

计算部分：

1、土压力计算

依据库仑土压力理论，按砂性土填筑计算，取单位墙长作模型计算，则有：

Ea=γH2Ka/2

砂性土中γ取19KN/m3

Ka=cosβ*( cosβ-)/( cosβ+)=0.172

查路桥计算手册表6-16，按汽挂-20级车辆荷载按填土高度换算有  h0=200/（γ（4.2+0.577(H+2a)））=1.28 m

得

Ea=19*(6+0.5+1.28)*(6+0.5+1.28)*0.172/2=98.9  KN

可知MH=0.0423ql2=0.0423*2*98.9*(6.5+1.28)=65.1  KN.m

桩入土深度为（每单位长度取4根计算）：

h===2.27m

符合要求。

方案二、采用填土路堤施工

设计图如下：

由于本河床基底基本上无软土层，河床底基岩稳定性好，不存在基底失稳问题，该部分可不作检算。

方案三、采用施工便桥加钢管桩平台的施工方案

二、计算部分

1、桥面板计算

如下图：

模板跨径按0.4m考虑，模板宽度按车轮按触桥面宽度0.3m计，车两后轮间距2.4m，车重按300KN重型车计算（后轮100KN）

得跨中弯矩：M=Pl/6=100*0.4/6=6.67 KN*m；

在此取杉木计算，其容许弯应力[]=13.0  Mpa，并可提高1.2。

得模板需要的截面模量为：

W=M/(1.2*[])=6.67/(1.2*13*1000)=4.27*10-4   m2

由W、b、得模板厚度h为：

h===0.09 m=9 cm

桥面板取δ=10木板。

2、[12槽钢分配梁计算

由于主梁[28按1m间距布置，故取1m小段按简支梁计算，[12槽钢取10根按图示布置，力的加载按车后轮集中力（200KN）在跨中时考虑，其图示如下：

可知最大弯矩为：Mmax=pl/4=200*1/4=50  KN.m

对于[12槽钢，Ix=3.01*10-6  m4

             h=0.06

=Mh/ Ix=50*0.06/(3.01*10-6 *10)=99.67  Mpa<=145  Mpa

K=145/99.67=1.45符合标准要求。

3、[28槽钢横梁计算

30T重车后轮一般都有两排，按其后轮重量作用在两根[28梁上计算，其力作用图示如下

由计算可知，最大弯矩出现在中间部位：

       Mmax=110  KN.m

最大剪应力τ=100/0.004=25 Mpa<[τ]=85Mpa

最大弯曲应力为=My/Ix=110*0.14/(0.000051184*2)= 150 Mpa≈145 Mpa

远小于屈服点应力，但需加强，在此按[32施工。

4、贝雷桁架主梁经查桥涵公路施工手册续表20-1，符合施工要求。

5、桩基计算（按D60钢管桩计算）

a、打入桩容许承载力

[ P ]= 

其中：

：桩的周长(m)；

：桩在承台面或最大冲刷线以下的第i层土层中的长度；

：与相对应的和土层与桩侧的极限摩阴力(KPa)

   在此仅取一层细粉砂，查表取其值为65Kpa；

：桩底面积；

：桩底处土的极限承载力，在粉砂中取3000Kpa；

：分别为振动下沉对各土层桩侧摩阴力和桩底抵搞力影响系数，按规范在此都取1.0；

由以上可知：

[ P ]=0.5×[0.6π×2×65+π×0.3×0.3×3000]=546.6  KN

b、以上考虑了桩底端闭塞效应及其挤土效应特点，钢管桩单桩轴向极限承载力为：

其中：

    当hb/ds<5时，；

    当hb/ds>5时， 

式中：为桩底闭塞效应系数，在此取闭口钢管： =1

      ：土的侧阻挤土效应系数，按下表取值

=0.6π×2×65+π×0.3×0.3×3000=1093.3  KN

由a及b点可知，本设计符合要求。

综合考虑各因素，方案二施工最安全，投入最少，施工速度最快；方案一次之，但施工不安全因素偏多；方案三投入最大，施工难度高，施工速度也是最慢的。