拉森IV钢板桩围堰设计与施工

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  • 更新时间2015-09-16
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张校冬 ZHANG Xiao-dong

(北京铁城建设监理有限责任公司,北京 100855)

(Beijing Tiecheng Construction Supervision Co.,Limited,Beijing 100855,China)

摘要: 拉森钢板桩作为一种新型的建筑材料被广泛运用于桥梁深水基础围堰工程。本文结合南环高架桥101号承台施工,重点介绍钢板桩围堰施工的相关技术。

Abstract: Larsen steel sheet pile is widely used in bridge deep water foundation cofferdam as a new type of building material. Combined with the construction of Nanhuan viaduct 101 cap, this paper focuses on the relevant technology of sheet pile cofferdam construction.

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关键词 : 浅滩;拉森IV;钢板桩;设计;计算

Key words: shoal;Larsen IV;steel sheet pile;design;calculation

中图分类号:U445 文献标识码:A

文章编号:1006-4311(2015)06-0131-02

1 工程概况

某高架桥承台平面尺寸为7×6.8m,承台高3m,拟定采用拉森Ⅳ型锁口钢板桩施工。钢板桩顶标高+18.3,钢板桩底口标高+9.3。

2 地质情况

根据工程地质勘察报告,由上至下分别为粉质粘土、细砂、砾砂。粉质粘土容重为14.5kN/m,固块粘聚力14.8kPa,摩擦角13°;细砂容重19.2kN/m,固块粘聚力0kPa,摩擦角21°;承台处的地质情况见表1所示。

3 工艺流程图

工艺流程图见图1。

4 选型

根据承台地质情况,选用拉森Ⅳ型钢板桩,拉森Ⅳ型钢板桩截面参数见表2。

5 钢板桩受力分析

承台钢板桩主要受主动土压力及被动土压力、挖机自重,根据《建筑基坑工程技术规范》TGT120-2012计堆载q=17kN/m2,土压力按朗金理论计算。基坑开挖至坑底标高+13.2,基坑开挖深度为4.8m。

5.1 土压力计算

5.3 入土深度计算

根据盾恩法计算入土深度,设钢板桩入土深度为X m。

(Kp-Ka)x2—λKaHX=0

式中:Ka—主动土压力系数;Kp—被动土压力系数;H—基坑开挖深度,取4.8m;X—板桩入土深度;λ—安全系数,取1.5。解得钢板桩入土深度X=2.315m,因此钢板桩桩长2.315+4.8=7.115m,为增加钢板桩重复利用率,选取9米(标准件)。

5.4 钢板桩入土支撑反力计算

承台处于河岸浅滩,并且在旱季施工,故不考虑水压力。钢板桩及其内支撑布置图见图4。

取钢板桩受力平衡进行计算,并且考虑被动土压力1.25倍安全系数;

式中:Ea、Ep为最小入土深度1.543m时,主动土压力和被动土压力的合力。

经计算求得RA=70.9kN。

5.5 围囹受力计算

设计内围囹采用2I25b,斜支撑采用ψ529壁厚8mm钢管。

根据图5-7受力图可知:

最大弯矩为

Mmax=-55.59kN/m

最大剪力为

Qmax=138.3kN

2I25b的截面特性为W=844.4cm3,腹板断面积A=50cm2。

由公式σ=Mmax/W=65.8MPa<[σ]=170MPa,满足要求。

τ=Qmax/A=27.66MPa<[τ]=125MPa,满足要求。

综上所述,承台使用拉森Ⅳ型钢板桩围堰施工,选用9m长钢板桩,内围囹采用2I25b,斜支撑采用529壁厚8mm钢管,入土深度4.8m能够满足施工及安全需要。

6 结束语

拉森钢板桩围堰用作桥梁承台施工不仅环保、绿色而且施工速度较快、施工费用低廉,具有很好的防水功能。拉森钢板桩具有较大的前景和应用市场,在高架桥施工中具有很大的推广应用价值。

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参考文献:

[1]陈仲颐.土力学[M].清华大学出版社.

[2]JTG/T F50-2011,公路桥梁施工技术规范[S].

[3]高松,王明,王亮.水中承台钢板桩围堰施工技术研究[J]. 山西建筑,2008(07).