水中筑捣围堰施工方案

长沙市黄兴大桥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：地层岩石参数地层编号地层名称容许承载力σo（KPa）极限摩擦力τi（KPa）单轴极限抗压强Ra（KPa）1筑填土100302种植土80153亚砂土801531亚粘土1302032亚粘土150354粉砂130305圆砾2501006亚粘土230707圆砾3501108强风化泥质粉砂岩400909弱风化泥质粉砂岩9501104700河槽内弱风化泥质粉砂岩9工程性状较好，强度高，为本场地桥梁基础的理想持力层。河滩及堤外基础由于覆盖较厚，适宜桩基础。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/m3Ka=cosβ*(cosβ-αcos-βcos22)/(cosβ+αcos-βcos22)=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)））=1.28m得Ea=19*(6+0.5+1.28)*(6+0.5+1.28)*0.172/2=98.9KN可知MH=0.0423ql2=0.0423*2*98.9*(6.5+1.28)=65.1KN.m桩入土深度为（每单位长度取4根计算）：h=DRMaH066.0=48.0*400*066.01.65=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：∠75平联[28@1m4.54.05[12河床4*0.4+0.7+4*0.4板面板模板跨径按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=6.67KN*m；在此取杉木计算，其容许弯应力[w]=13.0Mpa，并可提高1.2。得模板需要的截面模量为：W=M/(1.2*[w])=6.67/(1.2*13*1000)=4.27*10-4m2由W、b、得模板厚度h为：h=bW*6=3.04-10*4.27*6=0.09m=9cm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：AAPL/2L/2可知最大弯矩为：Mmax=pl/4=200*1/4=50KN.m对于[12槽钢，Ix=3.01*10-6m4h=0.06max=Mh/Ix=50*0.06/(3.01*10-6*10)=99.67Mpaw=145MpaK=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20KN20KN20KN20KN20KN20KN20KN20KN20KN20KN由计算可知，最大弯矩出现在中间部位：Mmax=110KN.m最大剪应力τ=100/0.004=25Mpa[τ]=85Mpa最大弯曲应力为max=My/Ix=110*0.14/(0.000051184*2)=150Mpa≈145Mpa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]=RiiiaAlaU21其中：U：桩的周长(m)；il：桩在承台面或最大冲刷线以下的第i层土层中的长度；i：与il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；A：桩底面积；R：桩底处土的极限承载力，在粉砂中取3000Kpa；il：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]=546.6KNb、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jP为：RpiisjAlUP其中：当hb/ds5时，ssbphh/16.0；当hb/ds5时，sp8.0式中：p为桩底闭塞效应系数，在此取闭口钢管：p=1s：土的侧阻挤土效应系数，按下表取值桩内径≤6007008009001000（mm）s1.00.930.870.820.77按此可得：jP=0.6π×2×65+π×0.3×0.3×3000=1093.3KN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。