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1、XX多用途码头二期续建工程标段围堰设计及施工方案一、工程概况1简述XX多用途码头二期续建工程标段计划工期为2010年4月至2011年9月，要跨越2个汛期。因此合理安排各施工工序，加强综合管理，做好汛期施工预案，对整个工程安全、顺利、按期完工，起着重要的指导作用。本次编制的是一枯末期至汛期初期4#泊位施工期间的度汛预案。2水文气象条件本工程位于长江上游，属较典型的山区性河段，洪水陡涨陡落，变化频繁，呈多峰状态。一年中水位落差大，年最大落差达19.40m，历年洪枯水位最大落差为19.56m，枯水期水势较为平稳，变化缓慢。3施工期长江水位情况 码头各洪水频率水位 分期（月）频率（%）1112-345
2、-105225.78222.97224.60238.4210225.42222.83223.89236.9220225.01222.53223.15235.3550224.24222.24222.15232.90二、汛期围堰施工方案1、围堰设防标准由于受系统电源迟迟未解决的影响，前期桩基施工比计划进度滞后较多，原计划在4月底完成4#泊位3个结构段桩基和2个结构段下部结构要推迟到5月下旬，而五月下旬已进入汛期。按照08年、09年的实测水文资料，5月份长江水位将上升至224m以上，根据负责本项目设计的设计院专家推算，泸州港5月份5年一遇洪水位为225.9m（参考值）。根据业主“务必在汛期将4#泊位
3、12个结构段抢出水面”的总体要求，为确保5月底前基础和结构施工期间度汛安全，在4#泊位IX、X结构段外围施工挡水围堰。综合考虑泸州港5月份5年一遇洪水位、今年适逢枯水年、围堰施工成本等因素，初步确定围堰设计挡水位（即堰顶高程）取225.2m，设计堰顶高程为225.9m。2、围堰选型及设计布置根据现场条件，围堰计划采用桩土组合围堰，考虑结构施工所必须的作业面，围堰内侧距离承台外缘3.5m。围堰顶宽2m，围堰位置两侧分别采用 28b工字钢打桩，内外侧槽钢间距200cm，桩的纵向间距按80cm布置，桩用槽钢下端要打入地下底高程219.3m，桩外侧224.9m高程处分别采用2道14槽钢水平通长连锁，两
4、侧水平槽钢之间设置20160cm对拉螺杆拉紧。另外，在承台及水平撑梁土方开挖后，在围堰内侧在高程223.9m处用14槽钢设一道连梁，内侧加斜撑加固（斜撑为20圆木100cm，地锚桩为2m长20圆木100cm，扫地木为通长20圆木）。在预制悬臂梁安装前（为了安装悬臂梁围堰内侧靠承台部位要开挖至承台底部高程以下2.44m），再针对开挖影响部位的围堰采取临时加固措施，以保证围堰具有足够的安全稳定性。两道围堰桩靠内侧，自高程224m以上水平向满铺5cm厚木板，填土前沿“U”断面周边满铺盖一层土工布，堰身采用粘土分层压实，围堰顶部40cm厚度采用袋装土填筑以防过流冲刷顶部。在江水位将要超出225.3m以
5、上不超过80cm时可以在上部继续填筑加高袋装土子堰，用于临时应急挡水防浪。围堰与陆域挡墙连接处临水侧，用20m长幅宽为6m的土工膜或防水雨布设简易防渗层一道，以围堰与挡墙连接处为中点铺设，并用粘土与块石覆压。围堰的具体布置见平面布置图、断面示意图。3、围堰计算 、水文地质情况 施工期间最高洪水位 225.9m 施工防护水位 225.2m 围堰内填黄色粘土 1 =20。 r1=18.5KN/m3 钢桩入土的土层上部系筑岛时的杂填土（有黄粘土、风化砂岩、块石等，无详细地质资料），下部系素填土，地质资料如下： 土 名重 度kN/m3天然抗压强度标准值R(Mpa)饱和抗压强度标准值R(Mpa)内摩擦角
6、()弹性、压缩、变形模量E(Eo)容许承载力f(kpa)桩周土极限侧摩阻力标准值qsik（Kpa）泊松比基 底 摩擦 系 数临时允许开挖坡比素填土18.53.5800.300.251:1.00由于地质资料不全或没有，因此只能假定：1） 杂填土与素填土内摩擦角均为2=17。 2） 杂填土的容重和承载力指标参照素填土 容重r2=18.5KN/m3，承载力=80Kpa 、双层钢桩围堰布置图 钢桩顶标高225.9m， 填土标高225.2m； 杂填土顶部高程224.6m 钢桩暂定L=7m 采用28b工字钢 桩底标高=219.9m。、双层钢桩围堰整体稳定性1按最高水位225.9m，堰内抽水，如示意图11）
7、 围堰内填土重量W=3.12.018.5=111.6KN/m2） 水的侧压力Eh=103.10.53.1=48.05KN/m 对B点倾覆力矩MB=48.051/33.1=49.65KN-m/m 对B点抗倾覆力矩MB =111.61/22.0=111.6KN-m/m抗倾覆安全系数 K= MB / MB=111.6/49.65=2.24、钢桩受力计算 正常水位225.2m围堰内无水，如示意图2 土压力Ea=1/2LaH1 1 =20。 r1=18.5KN/m3 H2=3.1m 2 =17。 r2=18.5KN/m3 H3=2.9m H1=6.0mr平均=（18.53.1+18.52.9）/6.0=
8、18.5KN/m3平均=（203.1+172.9）/6.0=18.55。 La= r平均H1Ka=18.56.0tg2（45。-18.55。/2） =18.58.00.517=76.56 Ea=0.576.566.0=229.7KN/m H1c=1/36.0=2.0m常水位水压力（225.2m） Eh=0.5rh（H2）2=0.510（2.4）2=28.8KN/m H2c=1/32.4=0.8m被动土压力 Ep=0.5LpH3 Lp=r2H3Kp 2 =17。 r2=18.5KN/m3 H3=3.9m =18.52.9tg2（45。+17。/2） =97.98Ep=0.597.982.9=14
9、2.08 KN/mH3c=1/32.9=0.97m令H=0 R+ Ep+ Eh- Ea=0R= Ea- Eh- Ep =229.7-28.8-142.08=58.82 kN/m 各力对O点（拉筋位置）取矩，令M=0M=Ep（6.0-2.92/3）+ Eh（3.1-0.8）+R1.0- Ea（6.0-2.0）= Ep4.07+28.82.3+58.821.0-229.74.0=4.07 Ep-793.74 则 4.07 Ep-793.74=0Ep=195.02 KN/m229.7KN/m 计算A点处的弯矩 Ea=0.5 LaH1 La= r1HKa=18.53.1tg2（45。+20。/2） =
10、18.53.10.4903=28.12Ea=0.528.123.1=43.59 kN/mMA= Eh0.8+R2.1- Ea1.03 =28.80.8+58.822.1-43.591.03 =101.66 kN-m/m 钢桩强度检算钢桩采用I28b工字钢 每0.6m一根W=534/0.6=890cm3f=Mmax/W=MA/W=101.66103/890=114.22Mpa【f】结论：1 钢桩应力较小，实施过程中可适当调大桩间距。2 钢桩长6m。3 拉杆采用20 每根拉杆允许拉力R=3.142cm217kN/ cm2=53.4kN拉筋水平间距 a=53.4/58.82=0.9m一道、 钢桩受力
11、计算 围堰内已抽水，如示意图3 按自由端单支点（平衡法）计算 对O点（桩顶）取矩 令Mo=0 MEa1+ MEa2- MEp-R1.0=0 Ea1=0.5LaHLa = r1H2Ka=18.53.1tg2（45。-20。/2）=28.118Ea1=0.528.1183.1=43.58 KN/mEa2=28.118y+18.5tg2（45。-17。/2）y0.5y =28.118y+5.065y2EP=18.5tg2（45。+17。/2）y0.5y=16.894y2令H=0R=Ea1 +Ea2-EP =43.58+28.118y+5.065y2-16.894y2 =43.58+28.118y-1
12、1.829 y2对O点取矩MEa1=43.58（3.1-1.03）=90.22KN/mMEa2=28.118y（0.5y+3.1）+5.065y2（2/3y+3.1） =3.377y3+29.76y2+87.166yMEp=16.894y2（2/3y+3.1）=11.263y3+52.371y2 (90.22-43.58)+（3.377-11.263）y3+（29.76-52.371+11.829）y2+(87.166-28.118)y=07.886y3+10.782y 2-58.998y=46.64以试算法求y令y=2.6m7.886*2.63+10.782*2.6 2-58.998*2.6
13、=58.146.64y=2.53m7.886*2.533+10.782*2.53 2-58.998*2.53=47.4646.64 L=6m的钢桩是较合适的Ea2=28.1182.53+5.0652.532=103.56KN/mEP=16.8942.532=108.14 KN/mR=43.58+103.56-108.14=39.0KN/m拉杆受力不大 计算B点处弯矩MB= 39.02.1-43.581.03 =38.32 KN-mf=38.32103/890=43.05Mpa【f】 该处钢桩受力不大。结论： 1、钢桩长6m，每0.6m设一根。桩顶标高225.9m，桩底标高219.9m 。2、拉
14、筋采用20，间距可为0.9m一道，要设水平围檩（可采用2道【14槽钢）使围堰成整体。 3、双层钢桩间必须填好土，以尽可能提高值。三、围堰施工方案1、围堰施工围堰在五月上旬开始施工，在岸侧与已施工的挡土墙相连，形成一个密闭的区域。围堰钢桩采用打桩机械施工。首先，施打围堰外侧桩，并按图铺设挡土木板和土工布；然后，待一个结构段灌注桩施工结束后，开始沿轴开挖承台基坑至222.8m高程时，再开始施打围堰内侧钢桩并铺设挡土木板和土工布，最后安装槽钢围檩和对拉螺栓、填筑堰体粘土。围堰施工结束后，在承台和水平撑梁施工前要首先安装好前沿预制悬臂梁。首先，在悬臂梁所在部位开挖至220.36m高程，并对围堰受影响部
15、分采取临时加固措施；然后再在坑底铺填30cm厚的碎石垫层，利用履带吊将提前预制好的前沿悬臂梁定点安装到位，随后立即回填土方夯实至222.8m高程，确保围堰安全。围堰运行期间，工地配备不少于20台200m3/h的污水泵。平时投入数台水泵抽排渗水和雨水；围堰一旦过流，在江水回落露出堰顶后，所有水泵全部投入围堰基坑进行强排。2、围堰拆除围堰拆除时，先用人工将袋装土拆除，然后用船舶起重机将槽钢拔除，最后用挖泥船拆除其他部分。进入汛期后，在施工位置设置安全警示牌，内容为“汛期施工，江水陡升陡降，注意安全”， 以提醒施工人员时刻注意施工安全。附：短期应急围堰方案2（备选）围堰稳定性验算： 、水文地质情况
16、施工期间最高洪水位 225.9m 施工防护水位 224.8m 稳定性校核水位（最高挡水位） 225.5m 围堰内填黄色粘土 1 =20。 r1=18.5KN/m3 木桩入土的土层上部系筑岛时的杂填土（有黄粘土、风化砂岩、块石等，无详细地质资料），下部系素填土，地质资料如下： 土 名重 度kN/m3天然抗压强度标准值R(Mpa)饱和抗压强度标准值R(Mpa)内摩擦角()弹性、压缩、变形模量E(Eo)容许承载力f(kpa)桩周土极限侧摩阻力标准值qsik（Kpa）泊松比基 底 摩擦 系 数临时允许开挖坡比素填土18.53.5800.300.251:1.00由于地质资料不全或没有，因此只能假定：1）
17、 杂填土与素填土内摩擦角均为2=17。 2） 杂填土的容重和承载力指标参照素填土 容重r2=18.5KN/m3，承载力=80Kpa 、双层木桩围堰布置图桩顶标高224.3m， 填土标高225.5m； 杂填土顶部高程224.3m桩暂定L=4m 采用双排20cm50cm。、双层木桩围堰整体稳定性按最高挡水位225.5m，堰内抽水，如方案2稳定性验算示意图围堰内填土重量W=【1.52.5+1.2（2.5+1.78）/2】18.5=111.688KN/m水的侧压力Eh=102.70.52.7=36.45KN/m 对B点倾覆力矩MB=36.452.7/3=32.805KN-m/m 对B点抗倾覆力矩MB =111.6881/22.5=139.61KN-m/m抗倾覆安全系数 K= MB / MB=139.61/32.805=4.26 满足要求。
