深水基础超长钢板桩围堰施工技术指南€¦ · gb 50010-2010...

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ICS 93.040 P 26 T/JSTERA *—2020 深水基础超长钢板桩围堰施工技术指南 Technical guide for super-long steel sheet pile cofferdam construction of deep water foundation (报批稿) 2020 - ** - **发布 2020 - ** - **实施 江苏省交通经济研究会 江苏省交通工程建设局 发布

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  • ICS 93.040

    P 26

    团 体 标 准

    T/JSTERA *—2020

    深水基础超长钢板桩围堰施工技术指南

    Technical guide for super-long steel sheet pile cofferdam construction of

    deep water foundation

    (报批稿)

    2020 - ** - **发布 2020 - ** - **实施

    江 苏 省 交 通 经 济 研 究 会

    江 苏 省 交 通 工 程 建 设 局 发 布

  • T/JSTERA *—2020

    目 次

    前言 ....................................................................................................................................... Ⅱ

    1 范围 ..................................................................................................................................... 1

    2 规范性引用文件 ................................................................................................................. 1

    3 术语和定义 ......................................................................................................................... 1

    4 总则 ..................................................................................................................................... 2

    5 材料 ..................................................................................................................................... 2

    5.1 钢板桩 ...................................................................................................................... 2

    5.2 钢材 .......................................................................................................................... 3

    5.3 封底混凝土 .............................................................................................................. 4

    5.4 止水材料 .................................................................................................................. 4

    6 设计 ..................................................................................................................................... 4

    6.1 一般规定 .................................................................................................................. 4

    6.2 构造设计 .................................................................................................................. 6

    7 施工 ..................................................................................................................................... 6

    7.1 施工准备 .................................................................................................................. 6

    7.2 施工流程 .................................................................................................................. 7

    7.3 钢板桩焊接 .............................................................................................................. 7

    7.4 安装导向架 .............................................................................................................. 8

    7.5 钢板桩插打及合龙 .................................................................................................. 8

    7.6 内支撑制作与安装 .................................................................................................. 9

    7.7 基坑开挖 .................................................................................................................. 9

    7.8 基坑封底 .................................................................................................................. 9

    7.9 抽水和堵漏 ............................................................................................................ 10

    7.10 围堰拆除 .............................................................................................................. 10

    7.11 安全管理 .............................................................................................................. 11

    8 监测 ................................................................................................................................... 11

    8.1 一般规定 ................................................................................................................ 11

    8.2 监测方案及内容 .................................................................................................... 12

    8.3 施工监测 ................................................................................................................ 12

    8.4 监测信息反馈与预警 ............................................................................................ 13

    8.5 数据处理与应用 .................................................................................................... 14

    9 质量检验 ........................................................................................................................... 14

    9.1 钢板桩围堰质量 .................................................................................................... 14

    9.2 内支撑质量 ............................................................................................................ 14

    9.3 焊缝质量 ................................................................................................................ 15

    9.4 围堰封底混凝土质量 ............................................................................................ 15

    附录 A (资料性附录) 常用钢板桩截面参数 ................................................................. 16

    附录 B (资料性附录) 各类常用型钢截面 ..................................................................... 21

    附录 C (资料性附录) 各种打桩方法的适用条件及特点 ............................................. 22

    附录 D (规范性附录) 各类作用计算和结构验算方法 ................................................. 23

    附录 E (规范性附录) 围堰结构焊接质量的检验.......................................................... 31

    附录 F (规范性附录) 钢板桩围堰封底混凝土施工质量标准 ...................................... 32

    参考文献 ................................................................................................................................. 33

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    前言

    本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。

    本标准由江苏省交通工程建设局、江苏省交通经济研究会提出并归口。

    本标准起草单位:江苏省交通工程建设局、东南大学、中国中铁四局集团有限公司。

    本标准主要起草人:李洪涛、刘钊、林海峰、卓为顶、王亭、钱杰、沈文煜、刘昌箭、钱有伟、

    王序、王二强。

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    深水基础超长钢板桩围堰施工技术指南

    1 范围

    本标准规定了深水基础超长钢板桩围堰的术语、材料、施工、设计、监测及质量检验。

    本标准适用于采用先支撑后抽水的施工方法,围堰内外最大水头差小于 20m、桩长小于 36m 的

    超长钢板桩围堰的设计、施工、监测及质量验收,其他情况下的钢板桩围堰可参照使用。

    2 规范性引用文件

    下列文件对于本指南的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于

    本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

    GB/T 700-2006 碳素结构钢

    GB/T 706-2016 热轧型钢

    GB/T 1591-2018 低合金高强度结构钢

    GB/T 3094-2012 冷拔异型钢管

    GB/T 5293-2018 埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求

    GB/T 8162-2018 结构用无缝钢管

    GB/T 11263-2017 热轧 H 型钢和剖分 T 型钢

    GB/T 12470-2018 埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求

    GB/T 20933-2014 热轧钢板桩

    GB/T 32285-2015 热轧 H 型钢桩

    GB 50010-2010 混凝土结构设计规范(附条文说明)

    GB 50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范(附条文说明)

    GB 50017-2017 钢结构设计标准

    GB 50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范(附条文说明)

    GB 50661-2011 钢结构焊接规范

    GB/T 51295-2018 钢围堰工程技术标准(附条文说明)

    JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程(附条文说明)

    JTG D60-2015 公路桥涵设计通用规范

    JTG 3363-2019 公路桥涵地基与基础设计规范(附条文说明)

    JTG F90-2015 公路工程施工安全技术规范(附条文说明)

    JTS 144-1-2010 港口工程荷载规范(附条文说明)

    JTS 145-2015 港口与航道水文规范(附条文说明)

    JTS 205-1-2008 水运工程施工安全防护技术规范(附条文说明)

    3 术语和定义

    下列术语和定义适用于本文件。

    3.1

    钢板桩围堰 steel sheet pile cofferdam

    使用钢板桩逐根(组)插打,钢板桩之间相互咬接,必要时内加支撑体系及封底,通过挡住外侧水

    土形成施工空间的钢围堰。

    [GB/T 51295-2018,定义 2.1.2]

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    3.2

    超长钢板桩 super-long steel sheet pile

    长度超过 18m 的钢板桩。

    3.3

    内支撑 strut

    钢围堰内用于传递和平衡钢板桩围堰侧壁压力保持围堰侧壁稳定的构件。

    [GB/T 51295-2018,定义 2.1.7]

    3.4

    封底 bottom sealing

    对钢板桩围堰底部浇筑符合设计强度和厚度要求混凝土的施工作业。

    [GB/T 51295-2018,定义 2.1.6]

    3.5

    侧壁垫块 side wall block

    是指为使内支撑固定在指定位置,在内支撑与钢板桩缝隙间抄垫的钢楔块。

    3.6

    整体提升系统 integral hoisting system

    由承重梁、分配梁、液压千斤顶、吊杆及配套锚具组成,以钻孔桩钢护筒或临时平台桩作为支

    撑,通过液压千斤顶顶升回缩实现内支撑整体吊挂提升的装置。

    4 总则

    4.1 深水基础超长钢板桩工程应根据设计文件及主体工程的施工组织设计编织专项施工方案,并

    应经审批后方可实施。

    4.2 当桥位地处通航水域时,应向水利、航道等部门报批,审核通过后方可施工。

    4.3 深水基础超长钢板桩工程的设计方案和施工方案应通过专家论证,必要时应采用模型试验验

    证。

    4.4 钢板桩围堰的设计、施工、监测及质量验收,除执行本技术指南外,尚应符合国家、行业及

    地方有关标准和规定要求。

    5 材料

    5.1 钢板桩

    5.1.1 钢板桩各项性能指标应符合 GB/T 20933 相关规定。常用的钢板桩截面形式有 H 型、U 型、

    Z 型和组合型等,钢板桩的选择应结合围堰尺寸、围堰受力等情况综合考虑。各类钢板桩截面形式

    及参数见附录 A。

    5.1.2 Z 型和 U 型钢板桩容许误差见表 1,H 型钢板桩容许误差应符合 GB/T 32285 相关规定。

    表 1 Z型和 U型钢板桩容许误差表

    Z 型桩 U 型桩

    高度

    h≤200mm,±5mm h≤200mm,±4mm

    200mm

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    对桩 ±3%公称宽度

    壁厚

    t≤8.5mm,±0.5mm t≤8.5mm,±0.5mm

    t>8.5mm,±6%t t>8.5mm,±6%t

    s≤8.5mm,±0.5mm s≤8.5mm,±0.5mm

    s>8.5mm,±6%s s>8.5mm,±6%s

    垂直度 ≤0.2%桩长

    长度 +200mm

    切割面平整度 ±2%b

    重量 ±5%

    注:表中,h 为钢板桩截面高度,b 为钢板桩宽度,s、t 为钢板桩壁厚,相应截面尺寸见附录 A。

    5.1.3 堆放钢板桩时,应采用钢质的间隔装置将其层间分隔,钢板桩应用绳子或铁链捆扎,防止平

    面变形。沿桩长方向每隔 4m 应设置一个间隔装置,桩的悬臂长度不应超过 1.5m。钢板桩的堆放高

    度不宜超过 2m。钢板桩应错开堆放保持稳定,如图 1 所示。

    图 1 钢板桩堆放形式

    5.2 钢材

    5.2.1 钢板桩围堰内支撑及附件的原材料、构件、半成品和成品的质量应符合 GB/T 51295-2018 的

    规定。

    5.2.2 钢材宜采用碳素结构钢或低合金高强度结构钢,宜采用强度等级为 Q235 和 Q355。钢材质

    量等级应根据使用环境温度选用 B 级或 B 级以上。其质量应符合 GB/T 1591-2018 及 GB/T 700-

    2006 的规定。

    5.2.3 钢材的强度要求见表 2,焊缝强度要求见表 3。

    表 2 钢材的强度要求 单位:兆帕

    钢材 抗拉、抗压和抗弯 f 抗剪 fv 端面承压 (刨平顶紧)fce

    牌号 厚度或直径 (mm)

    Q235 钢 ≤16 190 110

    280 >16-40 180 105

    Q355 钢 ≤16 275 160

    355 >16-40 270 155

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    表 3 焊缝的强度要求 单位:兆帕

    焊接方法和焊条类型

    构件钢材 对接焊缝 角焊缝

    牌号 厚度或直径

    (mm)

    抗压 fcw

    焊缝质量为下列 等级

    时,抗拉 抗剪fvw

    抗拉、抗压和

    抗剪 ftw —级、二级 三级

    自动焊接、半自动焊和

    E43 型焊 条的手工焊 Q235 钢

    ≤16 190 190 160 110 140

    >16-40 180 180 155 105

    自动焊接、半自动焊和

    E50 型焊条的手工焊 Q345 钢

    ≤16 275 275 235 160 175

    >16-40 270 270 230 155

    注 1:自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂,应保证其熔敷金属的力学性能不低于 GB/T 5293-2018 和

    GB/T 12470-2018 中相关的规定。

    注 2:焊缝质量等级应符合 GB 50205-2001 的规定。其中厚度小于 8mm 钢材的对接焊缝,不应采用超声

    波探伤确定焊缝质量等级。

    注 3:对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取 fcw,在受拉区的抗弯强度设计值取 ftw。

    5.2.4 焊接材料应与结构钢材的性能相匹配,钢材的物理性能指标见表 4。当两种不同强度等级的

    钢材相焊接时,宜采用与强度较低的一种钢材相适应的焊接材料。

    表 4 钢材的物理性能指标

    弹性模量 E(MPa) 剪变模量 G(MPa) 线膨胀系数 α(/℃) 质量密度 ρ(kg/m3)

    2.06×105 0.79×105 1.2×10-5 7.85×103

    [GB 50017-2017,表 4.4.8]

    5.2.5 H 型钢截面参数按 GB/T 11263-2017 取值,工字钢和槽钢截面参数按 GB/T 706-2016 取值,

    大直径钢管截面参数按 GB/T 8162-2018 取值,方钢截面参数按 GB/T 3094-2012 取值。

    5.3 封底混凝土

    5.3.1 混凝土强度等级、标准值、设计值、弹性模量等指标,应按 GB 50010-2010 的规定取用。

    5.3.2 封底混凝土的强度等级不宜低于 C25。封底混凝土初始坍落度宜采用 20±2cm,初始流动度

    不应小于 60cm,3 小时后流动度不应小于 50cm。

    5.4 止水材料

    钢板桩围堰止水材料可选用细砂、塑料膜、粘土木屑混合物、土工布、磁性橡胶条或型钢等。

    6 设计

    6.1 一般规定

    6.1.1 施工单位可自行或委托其它单位完成钢板桩围堰的设计,并委托有资质的单位、科研院所、

    高校进行第三方复核验算。

    6.1.2 设计应考虑桥梁的基础形式、结构尺寸、施工方法、工期、周边环境及围堰使用时间等因

    素,确定钢板桩围堰的总体布局与结构设计方案。同时,设计中应提出明确的围堰控制水位等钢

    板桩围堰使用要求。

    6.1.3 施工单位应组织专家对围堰设计方案进行审查。

    6.1.4 设计文件应包括:设计说明、桥位总平面布置图、地质剖面图、围堰结构设计图、施工机

    具要求、施工流程图及计算书等。

    6.1.5 钢板桩围堰的安全等级,应按围堰平面尺寸、围堰内外最大水头差、围堰深度范围砂层和

    淤泥层厚度及可能产生的失事后果等确定。钢板桩围堰安全等级划分见表 8。

    表 8 钢板桩围堰安全等级划分

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    围堰安全

    等级

    平面尺寸

    Ac(m2)

    围堰内外最大水头差 hw(m)

    围堰深度范围砂层和淤泥层厚度

    hs(m)

    可能产生的失

    事后果

    一级 Ac≥500 hw≥15 hs≥5 特别严重

    二级 100≤Ac<500 10≤hw<15 3≤hs<5 严重

    三级 Ac<100 hw<10 hs<3 一般

    注:按围堰平面尺寸、围堰内外最大水头差、围堰深度范围砂层和淤泥层厚度及可能产生的失事后果安全

    等级中的最高级别定级。

    6.1.6 设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行:

    a) 承载能力极限状态包含但不限于以下情况:

    1) 相邻钢板桩间的连接因超过材料强度而出现屈曲、局部失稳甚至破坏,或因变形过

    大而不适于继续承受荷载;

    2) 内支撑杆件因超过材料强度出现破坏或失稳;

    3) 钢板桩围堰底部土体丧失稳固能力,导致钢板桩围堰推移或倾覆;

    4) 封底混凝土出现抗浮失效、破坏或失稳。

    b) 正常使用极限状态包含但不限于以下情况:

    1) 钢板桩围堰结构或构件的变形(挠度或侧移)影响正常使用;

    2) 钢板桩围堰结构变形过大,影响后续承台及桥墩的施工;

    3) 钢板桩围堰渗(漏)水,包括钢板桩之间或封底混凝土产生裂缝渗漏等影响主体结

    构正常施工。

    6.1.7 设计时,水位、风、波浪重现期及设计波高累积频率见表 9。

    表 9 钢板桩围堰风、波浪及水位重现期

    水位重现期(年) 风重现期(年) 波浪重现期(年) 设计波高累计频率标准 F(%)

    20 20 20 5

    6.1.8 作用包括永久作用、可变作用和偶然作用三类,其分类见表 10。

    表 10 作用分类表

    作用分类 作用名称

    永久作用

    结构重力

    附属设备和附属结构重力

    土压力

    静水压力

    浮力

    预加力

    可变作用

    流水压力

    冲击力

    风荷载

    温度作用

    冰压力

    波浪力

    靠船力

    施工临时荷载

    偶然作用 船舶或漂流物撞击力

    注:设计中计入的其他作用可根据其性质按本表进行分类。

    [GB/T 51295-2018,表 4.3.4-1]

    6.1.9 钢板桩围堰上的作用,应结合施工方法及其出现的最不利工况进行确定,详细计算方法见

    附件 D。围堰结构施工阶段的计算工况见表 11。

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    表 11 围堰结构施工阶段的计算工况

    序号 工 况

    1 最底层支撑就位前

    2 水下浇筑封底混凝土前

    3 抽水完成后

    4 拆除最底层支撑后

    6.1.10 根据围堰结构施工阶段的不同计算工况,对其进行强度、刚度、稳定性验算。结构验算

    应包括:钢板桩的受力与变形、钢板桩嵌固深度计算、内支撑强度及稳定性验算、围堰整体稳定

    性、封底混凝土强度验算和整体抗浮验算、抗隆起验算等,详细计算方法见附件 E。

    6.1.11 控制工况应结合施工过程,考虑钢板桩承受水土压力差、围堰封底层抗浮等不利情形确

    定。

    6.1.12 钢板桩围堰封底混凝土厚度应考虑围堰尺寸、内外水头差及混凝土与钢结构表面的握裹

    力等因素,根据封底混凝土抗浮验算、强度验算综合确定。

    6.2 构造设计

    6.2.1 钢板桩应采用成品桩进行设计,角桩等异形桩可采用成品桩切割组焊。

    6.2.2 钢板桩围堰平面形状可采用圆形、矩形、圆端形、哑铃形等,其具体形式宜根据承台的结构

    形式及环境条件等因素综合考虑确定。

    6.2.3 钢板桩围堰内壁与承台间距宜为 1.5m~2.0m。

    6.2.4 钢板桩围堰应在钢板桩侧壁设置联通阀。

    6.2.5 钢板桩围堰围檩宜采用 H 型钢或组合型钢;内支撑通常采用 H 型钢、钢管、方钢、工字钢

    或焊接组合型钢等;内支撑的层间支撑通常采用钢管、工字钢或槽钢。各类常用型钢截面见附录 B。

    6.2.6 内支撑结构的选型,应符合下列原则:

    a) 内支撑体系,宜受力明确,对称平衡,布置合理,连接可靠,施工方便;

    b) 内支撑结构的连接处应设置加劲板等加强措施,层间可通过设置剪刀撑提高稳定性;

    c) 应利于基坑土方开挖和运输;

    d) 内支撑结构应综合考虑承台及墩身的几何尺寸、开挖深度、永久结构施工模板和钢筋吊装

    等因素,宜避开永久结构,与承台的结构形式、施工顺序协调,便于承台及墩身施工。

    6.2.7 内支撑设计时,应考虑地质条件的复杂性、基坑开挖步序的临时变化、或个别构件提前失效

    引起的内力重分布,设置必要的赘余支撑。

    7 施工

    7.1 施工准备

    7.1.1 在桥梁基础工程施工前,应收集桥位处的地形(河床面标高)、地质(土层分布情况)、水

    文(最高水位标高、水流流速、潮汐)、气象、行洪、航运条件等基本资料。

    7.1.2 应根据桩长和地质等现场情况,进行施工设备的选择,编制专项施工方案,并宜结合类似工

    程施工经验,论证本桥深水基础施工方案的可行性。

    7.1.3 施工单位在施工前应组织作业班组进行安全技术交底,对钢板桩围堰施工方案、各工序安全

    操作要点、质量要求、工期安排等进行说明。

    7.1.4 施工前,应拆除钻孔桩平台、割除与围堰内支撑冲突的钢护筒。

    7.1.5 应根据围堰施工所需材料和设备,及时组织物资、设备进场。

    7.1.6 当外部环境条件变化,施工方案需进行较大调整时,应重新组织专家审查论证,重新报批和

    备案。

    7.1.7 钢板桩围堰施工应按审定的方案执行,施工的程序、步骤等不应随意改变。

    7.1.8 钢板桩围堰使用前应与气象、水文部门取得联系,掌握天气水文情况。

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    7.2 施工流程

    当钢板桩围堰内外最大水头差在 15m~20m 范围时,应采用先支护后抽水工艺进行围堰施工,

    工艺流程见图 2。

    图 2 施工流程图

    7.3 钢板桩焊接

    7.3.1 钢板桩运到工地后,应进行检查、分类、编号和登记。检查时将钢板桩存放在专用检查平台

    上,验证其规格型号、截面尺寸、长度等是否符合设计要求,凡翘曲、死弯和锁口扭曲残损不能校

    正修复的,不应使用。

    7.3.2 超长钢板桩插打施工前进行焊接接长,接长时应尽量减少接缝数量,并综合考虑钢板桩接长

    后运输条件等影响。

    7.3.3 超长钢板桩接长时,应采取以下措施保证焊接质量:

    a) 钢板桩接长施工前,应制作钢板桩焊接平台。施焊时两端钢板桩要对正顶紧,端头间缝隙

    不大于 3mm,断面上的错位不大于 2mm,确保钢板桩按水平线形对接,同时,接头位置

    应上下错开。

    b) 焊接时应采用坡口焊,分层施焊,焊完后应对焊缝进行打磨,并采用加固板进行双面帮焊;

    c) 为避免焊接残余应力过大产生裂纹,采用锤击焊缝法施焊,边焊边用小锤敲击近缝区,使

    焊缝在振动中结晶,晶粒有序化,减少焊缝残余应力。

    7.3.4 焊接接长后对焊缝按 100%的比例进行探伤检测,焊缝等级应满足Ⅰ级焊缝相关要求。同时

    应采用 2m 长标准锁口对每根接长钢板桩进行过锁试验,符合要求后方可用于钢板桩插打施工。

    钢板桩接长

    钢板桩插打

    内支撑安装就位

    封底混凝土浇筑

    围堰内边抽水边堵漏

    挖土至封底混凝土底设计标高

    钻孔桩桩头凿除

    承台和墩身施工

    水下挖土至最下层内支撑标高

    施工准备

    内支撑抄垫密实

    导向架定位

    内支撑整体下放

    内支撑加工成型

    封底平台搭设

    导管布置

    混凝土强度满足要求

    护筒及钢板桩冲洗

    拆除围堰

    每次抽水至内支撑处检查抄垫质量

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    7.4 安装导向架

    7.4.1 钢板桩插打前,应根据围堰尺寸及其与承台的相对位置关系,计算钢板桩的理论坐标,确保

    测量定位的准确性。

    7.4.2 钢板桩定位时可在钢护筒上安装牛腿,并在牛腿上设置围堰平面定位框,用于定位围堰的

    平面尺寸。

    7.4.3 为保证第一根钢板桩插打的垂直度,应在围堰平面定位框上安装首桩导向架。

    7.5 钢板桩插打及合龙

    7.5.1 打桩机的分类和应用

    钢板桩插打时应根据实际情况选择打桩机,常用方法有振动沉桩、静力压桩,打桩方法的分类

    和应用见表 12,各种打桩方法的特点见附录 C。

    表 12 打桩方法的分类和应用

    打桩方法和工作机理

    振动法 静压法

    振动锤 液压静压机 液压静压机配合钻机

    振动锤的上下激振力 液压产生压紧力 液压产生压紧力,钻机引孔

    7.5.2 打桩时应考虑以下因素:

    a) 打桩方法。钢板桩插打过程中应综合考虑钢板桩强度、土的类型、打桩阻力等因素按表 14

    选择合适的打桩方法;

    b) 打桩阻力。无论采用多大的打桩力,都应克服全部阻力且在打入过程中钢板桩不能损坏。

    在可打地层中,钢板桩的打桩阻力认为是土阻力和钢板桩锁口间阻力之和,总阻力可按以

    下计算:

    =app d sR F R …………………………(1)

    式中:

    appR ——打桩阻力;

    sR ——桩入土范围内侧阻力之和;

    dF ——钢板桩动阻力系数,与冲击速度、阻尼效应和锁口摩阻有关,其经验值见表 13。

    表 13 钢板桩动阻力系数 Fd的经验取值

    桩埋入深度 m 桩锤撞击速度小于 4m/s 桩锤撞击速度大于 4m/s

    0~5 1.2 1.2

    5~15 1.2~1.5 1.2~2.0

    >15 不推荐 >2.0

    7.5.3 钢板桩施打顺序应按既定的施工技术方案进行,合龙点不应位于迎水面。

    7.5.4 首根钢板桩插打时应严格控制垂直度,若不满足要求应拔出重新插打。除首桩使用导向架

    外,其余桩插打过程中每插打 5m,可使用数显式靠尺测量钢板桩垂直度偏差,插打精度应控制在

    2‰以内,超过时可采用手拉葫芦、千斤顶进行调整。

    7.5.5 首根钢板桩插打到位后,拆除首桩导向架,其余钢板桩依次通过已打入钢板桩的锁口、围堰

    平面定位框及临时限位装置进行插打。

    7.5.6 钢板桩插打过程中,应用全站仪控制每片桩的垂直度,并及时调整;钢板桩插打时注意拼接

    缝不能在围堰的同一高度上,应上下交替错开。每一片钢板桩先利用自重下插,当自重不能下插时,

    才进行击打;钢板桩插打至设计标高后,立即与定位框进行焊接,以抵抗水流冲击。

    7.5.7 钢板桩在插打过程中,受到石块或不明障碍物等不均匀侧向挤压力,应采取措施进行纠偏。

    若板桩无法打入或打入深度不够,可考虑引孔措施。

    7.5.8 钢板桩沿轴线倾斜度较大时,可采用异形桩来校正。

    7.5.9 钢板桩插打时若将邻桩带入,可将相邻的多根钢板桩临时焊接在一起。

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    7.6 内支撑制作与安装

    7.6.1 内支撑可在后场加工成型并验收后,可采用驳船浮运至施工现场,整体吊装。

    7.6.2 内支撑的加工尺寸较围堰设计尺寸宜內缩 15cm 左右,在加工场地 1:1 放样加工。

    7.6.3 内支撑制作完成后,应对焊缝需进行探伤试验和涂装防护。

    7.6.4 当最底层内支撑设计高程位于河床面以下时,应进行清土处理。

    7.6.5 吊装设备选型时应综合考虑内支撑重量、现场施工环境和施工工序等因素。

    7.6.6 内支撑整体提升系统可利用钢护筒作为支撑,其上设置承重梁,承重梁两端安装分配梁、

    液压千斤顶、吊杆及配套锚具,通过千斤顶反复顶升回缩下放内支撑,下放顺序为先下层后上

    层。

    7.6.7 内支撑安装前,可在护筒或钢板桩上焊接可收放的临时托架作为内支撑加工平台或临时放

    置平台。

    7.6.8 内支撑安装时,为保证能顺利下放至设计标高,内支撑加工尺寸较钢板桩围堰平面尺寸偏

    小。为确保作用在钢板桩上的压力能有效传递到内支撑上,应利用抄垫块进行水下抄垫,保证钢

    板桩与内支撑密贴,减少抽水后钢板桩变形。

    7.6.9 当围堰尺寸较大且有多道内支撑时,应焊接层间竖向支撑。施工时,可将最底层两道内支

    撑通过竖向支撑焊接成整体,两道内支撑整体下放;其余各道内支撑在下水前焊接竖向支撑但不

    与上层内支撑连接,单层内支撑整体下放,未与上层内支撑连接的竖向支撑在抽水后及时连接。

    7.6.10 内支撑下放后可吊挂在钢板桩内侧,吊点根据计算设置,宜对称分布。

    7.6.11 钢板桩围堰的内支撑上不应堆放重物,不应碰撞、随意拆除或擅自削弱支撑杆件。

    7.7 基坑开挖

    7.7.1 围堰清基可采用长臂挖机、抓泥斗、空气吸泥机、高压射水龙头等配合作业。

    7.7.2 钢板桩围堰各道内支撑安装完毕,并进行抄垫后,方可挖土。

    7.7.3 挖土作业前,应打开钢板桩围堰联通阀,保持围堰内外水位一致。

    7.7.4 挖土作业时,可从钢板桩围堰中部开始,逐渐向围堰内壁移动。

    7.7.5 挖土作业时,应以钢板桩顶或者钻孔桩钢护筒顶为参照,使用测绳控制基坑开挖深度。

    7.7.6 封底混凝土浇筑前,采用高压水枪或钢丝刷,对封底混凝土范围内的钢板桩及钢护筒四周进

    行清洗,可采用水下摄影、潜水员水下触探等措施对清理效果进行检验,封底混凝土范围内的钢板

    桩及钢护筒清洗干净后方可进行混凝土封底施工。

    7.8 基坑封底

    7.8.1 超长钢板桩围堰封底混凝土浇筑时,应采用垂直导管法进行水下封底。

    7.8.2 在确定封底混凝土导管平面布置时,应根据钢板桩围堰结构形式及封底混凝土流动性能,确

    定封底导管的浇筑作用半径。根据导管作用半径画出导管浇筑的位置图,所有导管作用范围的合集

    应覆盖全部围堰基底。

    7.8.3 封底混凝土作业平台可采用贝雷片或型钢放置在钢护筒或钢板桩上搭建,作业平台应设置

    人员通道及防护栏杆。

    7.8.4 导管使用前应进行水密性试验。导管安装时,每个接头需预紧检查,固定完成后导管底口距

    基底面宜为 20cm~30cm。施工过程中需对导管进行编号,严格控制导管埋置深度,并做好相应记录。

    7.8.5 应在导管混凝土作用半径交点处布设测点。浇筑封底混凝土时做好导管埋深、混凝土顶面标

    高等记录,作为现场控制的依据。

    7.8.6 首灌混凝土浇筑前,应在导管底口 1m2 范围内铺垫薄钢板,减少第一次封底时混凝土夹泥。

    7.8.7 首灌混凝土可采用拔塞法施工工艺。首灌放料前,用钢板塞盖住料斗放料口,向料斗放料,

    当料斗内充满混凝土时,拔掉钢板盖,同时向料斗连续不断放料,完成导管封口混凝土浇筑。在一

    根导管封口完成后进行其邻近导管封口时,应先测量待封导管底口处的混凝土顶标高,根据实测重

    新调整导管底口埋置深度。

    7.8.8 封底施工过程中应确保拌和、输送设备完好,保证封底混凝土浇筑的连续性。

    7.8.9 封底混凝土浇筑时,测量人员应加大测量的频率,混凝土顶面高程偏差应控制在-20cm~0cm。

    7.8.10 首灌浇筑后进行混凝土正常浇筑。为保证导管有一定埋深,不应随意提升导管,确实需要提

    升时,控制导管埋深在 3m~4m。

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    7.8.11 根据实测混凝土面高程,确定是否终浇,同时考虑导管拔出产生的混凝土壅高。混凝土浇筑

    临近结束时,全面测量混凝土面标高,重点检测导管作用半径相交处、护筒周边,钢板桩周边等部

    位,根据结果对标高偏低的测点附近导管增加浇筑量。所有测点均符合要求后,终止混凝土浇筑,

    拔除导管,冲洗堆放。

    7.8.12 钢板桩围堰抽水后,应按照设计标高对封底混凝土顶进行找平处理。

    7.9 抽水和堵漏

    7.9.1 抽水前应开启钢板桩侧壁的联通阀,抽水时将其关闭。

    7.9.2 钢板桩围堰抽水时,应满足下列要求:

    a) 封底混凝土达到设计强度 90%后,方可进行钢板桩围堰内抽水;

    b) 为保证抽水效率,在围堰各边设置抽水泵。同时,应对钢板桩围堰进行堵漏;

    c) 抽水作业阶段,应安排技术人员对钢板桩及内支撑结构进行全面检查,确保其符合设计工

    况要求;

    d) 抽水过程中,应对钢板桩围堰变形、受力及水位情况进行监测;

    e) 为确保内支撑抄垫质量,每次抽水至内支撑处时,应对抄垫情况进行检查,必要时进行补

    抄垫。

    7.9.3 钢板桩围堰内作业时,应对封底渗水、涌水情况进行监测,渗水量过大时,应进行封堵。

    7.9.4 围堰出现漏水情况时,应根据不同施工阶段分析漏水成因,见表 14。

    表 14 钢板桩渗漏水原因分析表

    施工阶段 原因分析

    钢板桩插打 钢板桩垂直度差,插打时锁口阻力大,局部锁口撕裂。

    围堰抽水时 内支撑抄垫不到位。

    围堰抽水后 水头压力大,锁口位置处渗水,抽水后钢板桩二次变形。

    7.9.5 为预防和处理围堰抽水时可能发生的渗漏,应采取以下措施:

    a) 施工前应对钢板桩进行验收,外观破损的钢板桩不应使用;

    b) 钢板桩起吊时采用钢丝绳捆绑两点起吊,并做好相应的支垫,避免钢板桩因支垫不当引起

    过度变形;

    c) 钢板桩插打时宜在钢板桩锁口内抹黄油,不应强行插打,避免损坏锁口;

    d) 钢板桩与内支撑之间应抄垫密实;

    e) 围堰内抽水后,钢板桩锁口位置不可避免的存在渗漏水现象,针对渗水程度、位置采用相

    应的堵漏措施,见表 15。

    表 15 围堰抽水时的堵漏措施

    序号 漏水位置 渗漏水程度 堵漏措施

    1 河床面以上 不严重 粘土木屑混合物堵漏

    2 河床面以上 严重 土工布堵漏

    3 不受河床面限制,主要在河床面以下 不严重 磁性橡胶条堵漏

    4 不受河床面限制,主要在河床面以下 严重 型钢堵漏

    7.9.6 钢板桩围堰按设计规定水位使用,超过设计水位时,应打开联通阀。钢板桩围堰可能被水淹

    没时,围堰顶应设置超出水面的警示标志。

    7.10 围堰拆除

    7.10.1 钢板桩拆除可采取先拆内支撑后拆钢板桩和先拆钢板桩后拆内支撑两种施工顺序。

    7.10.2 先拆内支撑后拆钢板桩工艺应符合下列规定:

    a) 内支撑拆除应按从下往上的顺序逐层切割拆除;

    b) 每道支撑拆除前,应采用回填、注水或换撑等措施;

    c) 拆除时,应先拆除斜撑,再拆除较短的杆件,最后拆除纵横通长构件;

    d) 拆除支撑后,方可拆除围檩构件,拔出钢板桩。

    https://www.baidu.com/link?url=-AexyITtcr9jVFR71cH7OqJ-0v6fDdqolvKfm-8EkdwP07u-UL8QHgR2lB119j4zsvnPTJw6tWhkojjbrGgOMkLNEikwvlWwGi8nlmDd2TvkEAGDUYIUSNwLcr1x4CcCdop_mmbwoMF52L2HV80g5Gk83lKrZdBYtcUS5i8X5W05esC96f58LQUj49c51T4N&wd=&eqid=954c583f0001766f000000055d4a8c49

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    7.10.3 先拆钢板桩后拆内支撑工艺应符合下列规定:

    a) 钢板桩拔除前,应向围堰内回填、注水使围堰内外水位一致;

    b) 拔桩起点应离开角桩 5 根以上;

    c) 内支撑拆除前可利用上部结构现浇支架搭设提升系统,自上而下依次提升拆除;

    d) 内支撑提升出水面后,在临时托架上进行切割分块后,运离施工场地。

    7.10.4 拔桩应从下游侧开始逐步向上游侧进行,拔除的钢板桩应对其锁口进行检修并涂油,堆码

    妥善保管。

    7.11 安全管理

    7.11.1 围堰施工中的安全管理应符合江苏省高速公路建设现场安全管理标准化技术指南的相关

    要求。

    7.11.2 应建立健全质量、安全、环境、职业健康管理体系,制定各项施工管理制度。

    7.11.3 应对钢板桩围堰施工全过程进行风险源分析,提出防范对策。

    7.11.4 围堰施工前,应编制应急预案,按要求针对性组织应急演练,提高施工人员应急响应和处

    置能力,应建立安全生产管理体系及相关管理制度,形成常态化管理机制。同时,应按水上作业及

    通航要求,办理相关手续。

    7.11.5 每日开展班前安全讲话,告知当日工作内容、作业要点、安全风险、防护措施等。

    7.11.6 作业前应对作业人员的安全帽、安全带、救生衣等安全防护用品检查。

    7.11.7 作业部位应先防护后作业,安全通道、操作平台、临边防护应牢固、可靠。围堰内应设置

    应急逃生通道,应有紧急避险措施。

    7.11.8 钢板桩围堰应规范设置安全防护栏、踢脚板、人行通道和安全网,并配置救生设施和消防

    器材。钢板桩围堰四周应设置人员上下安全通道,通道口、护筒口等应加盖防护,施工水域应配备

    救生圈、救生绳等应急救援设施。

    7.11.9 钢板桩围堰施工中须按相关部门的要求,悬挂设置浮标、防护桩、警示灯、信号灯等通航

    安全设施。

    7.11.10 施工船舶的驻位锚碇应自成体系,不应将作业船舶系在钢板桩围堰上。

    7.11.11 围堰施工时,应采取应力监测、预警,并制定应急措施。

    7.11.12 围堰施工时,应掌握天气、水文变化等对施工影响,及时采取相应措施。

    7.11.13 当出现六级以上大风时,应停止水上作业等工作,检查水面上的船只和锚缆等设施。

    7.11.14 现场应储备应急救援物资,不应挪作他用。

    7.11.15 氧气、乙炔进库、搬运、储存、使用应符合相关要求。

    7.11.16 临时用电符合规范标准及临时用电组织设计要求。

    7.11.17 进行水下焊接、切割的潜水员必须经过专业安全技术培训,并取得操作许可证方可作

    业。除潜水员在水下进行焊接或切割作业时间外,其他时间必须关闭电源。

    8 监测

    8.1 一般规定

    8.1.1 应针对钢板桩围堰的施工和使用阶段,宜委托第三方进行监控。

    8.1.2 钢板桩围堰安装实施前,编制围堰安全监测方案,监测方案应经专项审查论证。

    8.1.3 应根据工程特点和可能存在的主要安全问题设置监测项目,应能反映围堰的工作状况。监测

    断面和部位选择应具有代表性。

    8.1.4 钢板桩围堰所需监测元件应能适应水下以及围堰使用期间的监测参数可靠性需要;监测元

    件、传输线缆和接收机箱应有可靠的保护措施。

    8.1.5 钢板桩围堰在度汛期间应加强巡视检查。

    8.1.6 当发现变形破坏、漏水严重、涌水等异常情况时,应及时处理。

    8.1.7 监控实施基本流程见图 3。

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    图 3 施工监控流程

    8.2 监测方案及内容

    8.2.1 施工监测方案制定应包括但不限于如下内容:工程概况、钢板桩围堰结构特点与施工工艺、

    围堰施工过程结构分析、围堰施工过程状态监测方案、围堰施工状态预警、监测组织机构与管理等。

    8.2.2 实施监测项目的选择见表 16。

    表 16 超长钢板桩围堰监测项目

    监测项目 围堰安全等级

    一级 二级 三级

    平面位置监测 M M M

    桩身倾斜及变形 M M S

    钢板桩应力 M M M

    内支撑应力 M S C

    内支撑挠度 M S C

    内支撑温度 M S C

    围堰外部水位 M M M

    堰外水流速度 M M M

    封底混凝土顶底面标高 M M M

    河床冲刷深度 M M M

    注:表中,M 为应测,S 为宜测,C 为可测。

    8.2.3 变形观测基准点、观测点应在钢板桩围堰施工前布设。

    8.2.4 钢板桩围堰基准点位置应稳定、安全、可靠,且基准点数量不应少于 2 个。

    8.2.5 钢板桩围堰布设支撑前应测读所有变形观测和水位观测的初始值,且初始值应采取不少于 3

    次的测回。

    8.2.6 同一指标的监测宜采用相同的测试方法。

    8.2.7 现场使用的测量仪器精度应满足要求,并应经专业计量部门检定合格。

    8.3 施工监测

    8.3.1 施工前应对钢板桩围堰所在水位、河床地形等进行测量。

    8.3.2 钢板桩围堰抽水及使用中,应对结构进行持续监测,内容包括:

    a) 堰外水位及流速、钢板桩围堰内、外水头差;

    b) 钢板桩围堰顶面的平面位置、标高;

    安装传感器

    继续施工

    制定监控计划

    达到预警值

    数据接收

    停止施工并发出安全预警

    采取相应措施

    成因分析

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    c) 钢板桩桩身变形及关键部位应力;

    d) 内支撑变形及关键构件应力。

    8.3.3 钢板桩围堰结构应力监测元件布设方向应与其结构测点处主要受力方向一致。

    8.3.4 钢板桩围堰结构应力监测宜采用远程自动数据采集系统进行数据采集。

    8.3.5 钢板桩围堰监测项目、方法、测点、频率及预警值,应根据工程实际与施工安全控制需要执

    行,见表 17。

    表 17 钢板桩围堰监测项目、方法、测点、频率及预警值要求表

    监测项

    位置或监

    测对象 监测方法 测点布置

    监测频率

    预警

    限值 一般

    阶段

    汛期

    阶段

    抽水及

    拆撑阶

    桩顶水

    平位移

    钢板桩

    顶部 全站仪

    矩形围堰角点及中点,圆形围

    堰测点均布并不少于 4 点 1 次/2d

    1 次/1d 1 次/ld 设计

    桩身水

    平位移

    钢板桩

    桩身

    测斜管、测

    斜仪 围堰边中点,测点竖向间距

    0.5m~1m

    1 次/2d

    1 次/1d 1 次/1d 设计

    钢板桩

    应力

    钢板桩

    桩身

    钢弦

    应变计

    钢板桩与封底混凝土及内支撑

    接触部位 1 次/1h

    1 次/0.5h

    1 次/0.5h 设计

    支撑应

    内支撑

    杆件

    钢弦

    应变计 应力较大处

    1 次/1h

    1 次/0.5h

    1 次/0.5h 设计

    支撑挠

    内支撑

    杆件

    水准仪、全

    站仪 内支撑 1/2、1/4 处

    1 次/2d

    1 次/1d 1 次/1d 设计

    支撑温

    内支撑

    杆件 温度计 应力较大处

    1 次/2d

    1 次/2d 1 次/1d —

    堰外水

    位 河流水位 水位标尺 选 1 根桩

    1 次/1d

    2 次/1d 2 次/1d —

    注:表中设计值指围堰在施工最不利施工工况下,三维有限元建模的计算值。

    8.4 监测信息反馈与预警

    8.4.1 钢板桩围堰应力监测可实行三级预警,即:

    a) Ⅲ级预警(提醒报警)。当钢板桩围堰结构实测应力达到对应位置计算值的 50%或达到围

    堰结构材料设计强度的 40%时,进行Ⅲ级预警,提醒施工人员注意;

    b) Ⅱ级预警(超限报警)。当钢板桩围堰结构实测应力达到对应位置计算值的 100%或达到围

    堰结构材料设计强度的 70%时,进行Ⅱ级预警,应实行领导轮班现场带班制;

    c) Ⅰ级预警(停工报警)。当钢板桩围堰结构实测应力达到围堰结构材料设计强度的 90%时,

    进行Ⅰ级预警。此时立即停止施工,施工人员撤出现场并核实监测数据,经原因查找和分

    析,在确认围堰结构无异常并采取相应措施后恢复施工。

    8.4.2 钢板桩围堰施工监测信息反馈与预警工作内容应包括:

    a) 根据结构理论分析与监测结果比较,识别钢板桩围堰结构内力与几何状态,判别其是否处

    于容许范围;

    b) 当结构状态超过Ⅲ级预警范围时,可继续施工,但需加强施工监控;

    c) 当结构状态超过Ⅱ级预警范围时,分析其成因及影响,并根据需要发出相应指令;

    d) 当结构状态超出Ⅰ 级预警范围时,及时发出安全预警。

    8.4.3 钢板桩围堰使用中的结构变形应符合设计要求,当结构变形超出设计值时应立即进行安全

    预警。

    8.4.4 钢板桩围堰应力监测值与计算值之间的误差应符合设计要求,当设计无要求时可按照下列

    规定执行:

    a) 结构计算值≤60MPa 时,容许误差±20%;

    b) 结构计算值>60MPa 时,容许误差±15%。

    8.4.5 当钢板桩围堰结构受到任何外力撞击作用时,应立即停止作业、人员撤离现场。只有通过对

    钢板桩围堰结构的全面检测并判定结构处于安全状态时方能继续施工。

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    8.4.6 监测单位应当及时形成中间监控报告,报监理工程师核备。发现相关指标超过规定要求等

    异常情况,应立即按规定上报。

    8.5 数据处理与应用

    8.5.1 现场监测资料应符合下列规定:

    a) 应使用正式的监测记录表格;

    b) 监测记录应有相应的工况描述;

    c) 监测数据应及时整理;

    d) 对监测数据的变化及发展情况应及时分析和评述。

    8.5.2 当观测数据出现异常时应分析原因,必要时应进行重测。

    8.5.3 应绘制围堰变形及应力与时间的关系曲线,当曲线数值出现反常急骤变化或位移超过预警

    值时,应分析原因,并应采取必要的安全措施。

    8.5.4 技术成果应包括当日报表、阶段性报告、总结报告。技术成果的内容应真实、准确、完整,

    并宜采用文字阐述与绘制变化曲线或图形相结合的形式反映。阶段性分析报告应及时报送。

    8.5.5 监测数据的处理与信息反馈宜利用专门的基坑工程监测数据处理与信息管理系统软件实现

    数据采集、处理、分析、査询和管理的一体化及监测成果的可视化。

    9 质量检验

    9.1 钢板桩围堰质量

    9.1.1 施工前应对所有钢板桩的合格证和出厂检验报告进行检查,必要时对力学性能等指标进行

    抽检。

    9.1.2 钢板桩外观质量不应有严重缺陷,外形尺寸应符合设计要求。施工前应对所有拼接钢板桩

    端头的间隙进行尺量,间隙不应大于 3mm,断面错位不应大于 2mm。

    9.1.3 钢板桩围堰几何尺寸应符合设计要求。

    9.1.4 钢板桩围堰使用期间不应涌水,漏水情况不应影响施工,否则应采取相应措施。

    9.1.5 钢板桩围堰施工的允许偏差及检验方法见表 18。

    表 18 钢板桩围堰质量检验标准

    序号 项 目 允许偏差 检査频率 检查方法

    1 首桩垂直度 不大于桩长的 2‰ 首桩打入后 全站仪

    2 桩墙纵向长度 不大于 1 根钢板桩的宽度 打桩过程中适当时候,1

    次;打桩完成时,1 次 利用钢卷尺等

    3 轴线偏位 ±100mm 打桩完成一条边,1 次 利用全站仪、钢卷尺

    4 桩墙倾斜度 顶部和底部宽度差小于 1 根桩;

    宽度小于或等于 1/100 边长 打桩完成一条边,1 次

    利用全站仪、铅垂

    线、倾斜仪等

    5 钢板桩顶高程 不低于设计值 打桩完成后所有桩 利用水准仪

    6 锁口脱开 — 所有桩 观察

    9.2 内支撑质量

    9.2.1 内支撑制作质量标准规定见表 19。

    表 19 内支撑制作标准

    序号 项目 允许偏差 检查位置 检验方法

    1 内支撑杆件型号 与设计杆件型号相同 所有杆件 尺量

    2 内支撑焊缝质量 满足一级焊缝要求 杆件焊接位置连接 测量检査

    3 内支撑平面尺寸(长、宽) ±30mm 围檩 测量检査

    9.2.2 内支撑安装质量标准规定见表 20。

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    15

    表 20 内支撑安装质量标准

    序号 项目 允许偏差(mm) 检查位置 检验方法

    1 内支撑高程 ±50 4 个角点 测量检査

    2 内支撑允许挠度 Ls/250 杆件跨中 测量检査

    3 内支撑平面内高差 ±50 四分点 测量检査

    注:Ls 为支撑长度。

    9.3 焊缝质量

    围堰结构焊接质量的检验应满足 GB 50661-2011 相关要求,详细内容见附件 E。

    9.4 围堰封底混凝土质量

    围堰封底混凝土施工质量应满足 GB/T 51295-2018 相关要求,详细内容见附件 F。

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    附录 A

    (资料性附录)

    常用钢板桩截面参数

    A.1 H型钢板桩

    常用 H 型钢板桩的截面见图 A.1,截面参数见表 A.1。

    图 A.1 常用 H型钢板桩

    表 A.1 常用 H 型钢板桩截面参数表

    型号 高度

    h

    (mm)

    宽度 b

    (mm)

    厚度 回转

    半径 (mm)

    截面积(cm2)

    质量(kg/m)

    惯性矩 (cm4)

    截面模量 (cm3) t

    (mm)

    s

    (mm)

    HZ775A 775.0 460 17 12.5 329.5 257.9 202.4 280070 7230

    HZ775B 779.0 460 19 12.5 333.8 276.3 216.9 307930 7905

    HZ775C 783.0 462 21 14.0 334.2 306.8 240.8 342680 8755

    HZ775D 787.0 462 23 14.0 337.8 325.3 255.3 371220 9435

    HZ975A 975.0 460 17 14.0 400.6 297.0 233.1 476680 9780

    HZ975B 979.0 460 19 14.0 406.3 315.4 247.6 520700 10635

    HZ975C 983.0 462 21 16.0 405.6 353.9 277.8 582170 11845

    HZ975D 987.0 462 23 16.0 410.4 372.4 292.3 627120 12710

    HZ1080A 564.5 1080 23 16.0 449.9 444.6 349.0 899900 16665

    HZ1080B 564.5 1080 23 18.0 444.2 464.2 364.4 915838 16960

    HZ1080C 564.5 1080 30 19.0 451.6 542.0 425.5 1105273 20468

    HZ1080D 564.5 1080 40 22.0 454.9 660.3 518.3 1366338 25303

    HZ1180A 564.5 1180 30 20.0 487.6 571.7 448.8 1359257 23038

    HZ1180B 564.5 1180 40 22.0 494.1 682.4 535.7 1666176 28240

    HZ1080A 564.5 1080 23 16.0 449.9 444.6 349.0 899900 16665

    A.2 U型钢板桩

    常用 U 型钢板桩的截面见图 A.2,截面参数见表 A.2。

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    图 A.2 常用 U型钢板桩截面

    表 A.2 常用 U 型钢板桩截面参数表

    型号

    尺寸 每块钢板桩 壁宽每米

    宽度 b

    (mm)

    高度 h

    (mm)

    厚度 t

    (mm)

    截面

    积(cm2)

    惯性矩 (cm4)

    截面

    模量(cm3)

    单位

    净重(kg/m)

    截面积(cm2/m)

    惯性

    矩 (cm4)

    截面

    模量(cm3)

    单位

    净重 (kg/m2)

    FSP-Ⅱ 400 100 10.5 61.2 1240 152 48.0 153.0 8740 874 120

    FSP-Ⅲ 400 125 13.0 76.4 2220 223 60.0 191.0 16800 1340 150

    FSP-Ⅳ 400 170 15.5 97.0 4670 362 76.1 242.5 38600 2270 190

    FSP-ⅤL 500 200 24.3 133.8 7960 520 105.0 267.6 63000 3150 210

    FSP-ⅥL 500 225 27.6 153.0 11400 680 120.0 306.0 86000 3820 240

    NSP-ⅡW 600 130 10.3 78.7 2110 203 61.8 131.2 13000 1000 103

    NSP-ⅢW 600 180 13.4 103.9 5220 376 81.6 173.2 32400 1800 136

    NSP-ⅣW 600 210 18.0 135.3 8630 539 106.0 225.5 56700 2700 177

    A.3 Z型钢板桩

    常用 Z 型钢板桩的截面见图 A.3,截面参数见表 A.3。

    图 A.3 常用 Z型钢板桩截面形式

    表 A.3 常用 Z型钢板桩截面参数表

    型号

    尺寸 每块钢板桩 壁宽每米

    宽度b (mm)

    高度h (mm)

    厚度 截面积 (cm2)

    惯性矩 (cm4)

    截面模量 (cm3)

    质量 (kg/m)

    截面积(cm2/m)

    惯性矩 (cm4)

    截面模量 (cm3)

    质量 (kg/m2)

    t

    (mm)

    s

    (mm)

    AZ12 670 302 8.5 8.5 84 12154 804 44.3 126 18140 1200 66.1

    AZ13 670 303 9.5 9.5 92 13199 871 48.2 137 19700 1300 72.0

    AZ14 670 304 10.5 10.5 100 14271 938 52.5 149 21300 1400 78.3

    AZ17 630 329 8.5 8.5 87 19895 1062 43.1 138 31580 1685 68.4

    AZ18 630 380 9.5 9.5 95 21546 1134 46.9 150 34200 1800 74.4

    AZ19 630 381 10.5 10.5 103 23297 1222 51.0 164 36980 1940 81.0

    AZ25 630 426 12.0 11.2 117 32918 1547 57.6 185 52250 2455 91.5

    AZ26 630 427 13.0 12.2 125 34971 1638 61.6 198 55510 2600 97.8

    AZ28 630 428 14.0 13.2 133 37132 1736 65.8 211 58940 2755 104.4

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    表 A.3(续)

    AZ46 580 481 18.0 14.0 169 64061 2665 76.9 291 110450 4595 132.6

    AZ48 580 482 19.0 15.0 178 67089 2784 81.0 307 115670 4800 139.6

    AZ50 580 483 20.0 16.0 187 70215 2909 85.1 322 121060 5015 146.7 AZ13

    10/10 670 304 10.0 10.0 96 13722 905 50.4 143 20480 1350 75.2

    AZ18

    10/10 630 381 10.0 10.0 99 22390 1178 49.0 157 35540 1870 77.8

    AZ12-

    770 770 344 8.5 8.5 92 16501 959 55.9 120 21430 1245 72.6

    AZ13-

    770 770 344 9.0 9.0 97 17217 1001 58.6 126 22360 1300 76.1

    AZ14-770

    770 345 9.5 9.5 102 17941 1043 61.2 132 23300 1355 79.5

    AZ14-

    770

    -10/10 770 345 10.0 10.0 105 18665 1082 63.8 137 24240 1405 82.9

    AZ17-

    700 700 420 8.5 8.5 93 25361 1211 51.2 133 36230 1730 73.1

    AZ18-

    700 700 420 9.0 9.0 97 26460 1260 53.6 139 37800 1800 76.5

    AZ19-

    700 700 421 9.5 9.5 102 27566 1309 56.0 146 39380 1870 80.0

    AZ20-

    700 700 421 10.0 10.0 106 28672 1362 58.5 152 40960 1945 83.5

    AZ24-

    700 700 459 11.2 11.2 122 39074 1701 67.0 174 55820 2430 95.7

    AZ26-

    700 700 460 12.2 12.2 131 41804 1820 72.0 187 59720 2600 102.9

    AZ28-

    700 700 461 13.2 13.2 140 44534 1932 77.0 200 63620 2760 110.0

    AZ37-

    700 700 499 17.0 12.2 158 64680 2594 86.9 226 92400 3705 124.2

    AZ39-

    700 700 500 18.0 13.2 168 68250 2730 92.3 240 97500 3900 131.9

    AZ41-700

    700 501 19.0 14.2 178 71827 2867 97.7 254 102610 4095 139.5

    A.4 H/Z组合钢板桩

    H/Z 型组合钢板桩由单根 H 型钢板桩与 Z 型钢板桩组合而成,截面见图 A.4,常用 H/Z 组合

    钢板桩的截面参数见附录 A.4。

    图 A.4 常用 H/Z型组合钢板桩

    表 A.4 常用 H/Z组合钢板桩截面参数表

    型号 截面积 (cm2/m)

    惯性矩 (cm4/m)

    截面模量 (cm3/m)

    质量 (kg/m2)

    HZ775A/AZ18 273.0 210000 5720 214

    HZ775B/AZ18 283. 3 225980 6095 222

    HZ775C/AZ18 303. 0 248530 6660 238

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    HZ775D/AZ18 313.3 264810 7040 246

    HZ975A/AZ18 294.8 337840 7340 231

    HZ975B/AZ18 305.1 363060 7815 240

    HZ975C/AZ18 329.3 402610 8610 258

    HZ975D/AZ18 339.6 428250 9095 267

    HZ1080A/AZ14-770 312.1 531289 8531 245

    HZ1080B/AZ14-770 321.5 540957 8172 252

    HZ1080C/AZ14-770 359.0 640208 9957 282

    表 A.4(续)

    HZ1080D/AZ14-770 416.0 778882 12603 327

    HZ1180A/AZ14-770 373.3 792096 11267 293

    HZ1180B/AZ14-770 426.6 954348 14097 335

    HZ1080A/AZ50-700 448.8 635107 9550 352

    HZ1080B/AZ50-700 458.8 646204 9447 360

    HZ1080C/AZ50-700 499.0 755722 11330 392

    HZ1080D/AZ50-700 560.0 910069 14110 440

    HZ1180A/AZ50-700 514.3 927003 12612 404

    HZ1180B/AZ50-700 571.4 1109675 15607 449

    A.5 2H/Z组合钢板桩

    2H/Z 型组合钢板桩由双根 H 型钢板桩与 Z 型钢板桩组合而成,截面见图 A.5,常用 2H/Z 组

    合钢板桩的截面参数见附录 A.5。

    图 A.5 常用 2H/Z型组合钢板桩

    表 A.5 常用 2H/Z组合钢板桩截面参数表

    型号 截面积 (cm2/m)

    惯性矩 (cm4/m)

    截面模量 (cm3/m)

    质量 (kg/m2)

    2HZ775A/AZ18 346. 8 317820 7120 272

    2HZ775B/AZ18 363.0 342750 7690 285

    2HZ775C/AZ18 396.5 382550 8450 311

    2HZ775D/AZ18 412.8 407960 9120 324

    2HZ975A/AZ18 381.3 521630 9505 299

    2HZ975B/AZ18 397.5 561040 10220 312

    2HZ975C/AZ18 438.0 629940 11440 344

    2HZ975D/AZ18 454.3 670070 12170 357

    A.6 H/U组合钢板桩

  • T/JSTERA *—2020

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    H/U 型组合钢板桩由 H 型钢与 U 型钢板桩焊接而成,H/U 型组合钢板桩可根据实际工程需要

    灵活组合,截面见图 A.6, 常用 H/U 组合钢板桩的截面参数见附录 A.6。

    图 A.6 常用 H/U型组合钢板桩

    表 A.6 常用 H/U组合钢板桩截面参数表

    型号 截面积 (cm2/m)

    惯性矩 (cm4)

    截面模量 (cm3)

    质量 (kg/m2)

    H488/NSP-Ⅳw 291.3 139211 3672 228.6

    H550/NSP-Ⅳw 298.1 175603 4173 234.0

    H588/NSP-Ⅳw 320.1 217461 4939 251.3

    H700/NSP-ⅣW 364.8 344931 6922 286.4

    H800/NSP-Ⅳw 397.4 480392 8682 312.0

    H900/NSP-Ⅳw 440.9 655323 10863 346.1

  • T/JSTERA *—2020

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    附录 B

    (资料性附录)

    各类常用型钢截面

    a) H 型钢 b) 工字钢 c) 槽钢

    d) 钢管 e) 方钢

    图 B.1 常用型钢截面

  • T/JSTERA *—2020

    22

    附录 C

    (资料性附录)

    各种打桩方法的适用条件及特点

    表 C.1 各种打桩方法的适用条件及特点

    项目 振动法 静压法

    振动锤 液压静压机 液压静压机配合钻机

    软黏土 适合 适合 适合

    黏土 适合 适合 适合

    砂土 适合 适合 适合

    砾石 适合 不适合 可以

    硬黏土 可以 不适合 可以

    设备规模 大 中 大

    噪声 中 小 小

    振动 大 小 小

    耗能 大 中 中

    施工速度 慢 中 中

    优点 打桩和拔桩均可 低噪音、低振动;

    打桩和拔桩均可

    低噪音、低振动;

    打桩和拔桩均可

    缺点 噪音和振动较大 工作效率较低 工作效率较低

  • T/JSTERA *—2020

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    附录 D

    (规范性附录)

    各类作用计算和结构验算方法

    D.1 作用计算

    D.1.1 永久作用计算应按 JTG D60-2015 的规定执行。

    D.1.2 作用于钢板桩围堰四周的静水压力可按下式计算:

    o w wop h ……………………………(D.1)

    i w wip h ……………………………(D.2)

    式中:

    op 、 ip ——分别为钢板桩围堰结构外侧、内侧计算点的水压力(kPa);

    w ——水的容重(kN/m3);

    woh ——钢板桩围堰外侧水位至计算点的垂直距离(m);

    wih ——钢板桩围堰内侧水位至计算点的垂直距离(m)。

    D.1.3 钢板桩围堰承受水的浮力为作用在承台底面的由下向上的水压力,其标准值可按下式计

    算:

    wf w wF V ……………………………(D.3)

    式中:

    wfF ——水的浮力(kN);

    wV ——围堰排开水的体积(m3)。

    D.1.4 作用于钢板桩围堰上的流水压力合力的着力点,假定在设计水位线以下 0.3 倍水深处。流

    水压力标准值可按下式计算: 2

    2

    ww sh b

    vF k A

    g

    ……………………………(D.4)

    式中:

    wF ——流水压力标准值(kN);

    shk ——钢板桩围堰形状系数,见表 D.1;

    bA ——阻水面积(m2),计算至一般冲刷线处;

    w ——水的重度(kN/m3);

    v ——设计水流速度(m/s);

    g ——重力加速度,29.81( / )g m s 。

    表 D.1 钢板桩围堰形状系数

    围堰形状 ksh

    方形 1.5

    矩形(长边与水流平行) 1.3

    圆形 0.8

    尖端形 0.7

    圆端形 0.6

    D.1.5 风荷载应按 JTG/TD 60-2015 的有关规定计算。

  • T/JSTERA *—2020

    24

    D.1.6 土压力应根据 JTG 3363-2019 的有关规定计算。

    D.1.7 温度作用一般可不予考虑,需要计入其效应时宜按下列规定计算。

    a) 由温度引起的结构效应应根据当地的具体情况、钢板桩围堰所处的环境和施工条件等因素

    计算;

    b) 计算体系温差引起的效应时,宜按当地极端最高和最低气温并考虑江河湖泊水温确定。当

    桥位缺乏实际气温资料时,可按 JTG D60-2015 的规定取值;

    c) 应考虑日照等因素造成的局部温差影响;

    d) 应考虑设置内支撑情况下温度的影响。

    D.1.8 船舶挤靠力按 JTS 144-1-2010 的有关规定计算。

    D.1.9 当存在漂流物时,应考虑漂流物撞击力作用影响。撞击作用的标准值按 JTG D60-2015 及

    相关规范确定。位于通航河流或有漂流物的河流中的钢板桩围堰,漂流物撞击力标准值可按下式

    计算:

    p

    WvP

    gT ……………………………(D.5)

    式中:

    pP ——漂流物撞击力标准值(kN);

    W ——漂流物重力(kN),应根据河流中漂流物情况,按实际调查确定;

    v ——设计水流速度(m/s);

    T ——撞击时间(s),应根据实际资料估计,在无实际资料时,可取 1s。漂流物撞击力作用

    点假定在设计洪水位线上钢板桩围堰宽度的中点。

    D.1.10 施工临时荷载应根据采用的施工方法和工艺的实际情况确定。应计入施工中可能出现的

    施工荷载,包括架设机具和材料,施工人群,临时配重等。

    D.1.11 作用效应组合

    a) 钢板桩围堰设计时,对所考虑的极限状态,应采用相应的最不利的作用组合。

    1) 进行承载能力极限状态设计时,应考虑作用的基本组合,必要时尚应考虑偶然作用

    组合;

    2) 进行正常使用极限状态设计时,持久状况应考虑作用的标准组合,作用分项系数应

    取为 1.0。

    b) 围堰结构应按其可能出现的最不利组合进行计算,见表 D.2。

    表 D.2 作用组合

    作用分类 作用名称 基本组合 偶然组合

    永久作用

    结构重力 √ √

    附属设备和附属结构重力 √ √

    土压力 √ √

    静水压力 √ √

    水的浮力 √ √

    可变作用

    流水压力 √ √

    风荷载 √ √

    温度作用 √ √

    波浪力 √ √

    船舶挤靠力 √

    施工临时荷载 √

    偶然作用 漂流物撞击力 √

    c) 钢板桩围堰的计算和验算应采用下列设计表达式:

    1) 钢板桩围堰结构构件或连接因超过材料强度,或过度变形的承载能力极限状态设计,

    应符合下式要求:

    0 d dS R ……………………………(D.6)

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    25

    式中:

    0 ——钢板桩围堰结构重要性系数,一级、二级、三级安全等级的钢板桩围堰结构分别取 1.1、

    1.0、0.9;

    dS ——作用基本组合的效应(轴力、弯矩等)设计值;

    dR ——结构构件的抗力设计值。

    2) 由钢板桩围堰结构水平位移、围堰周边建(构)筑物和地面沉降等控制的正常使用

    极限状态设计,应符合下式要求:

    dS C ……………………………(D.7)

    式中:

    dS ——作用基本组合的效应(位移、沉降等)设计值;

    C ——钢板桩围堰结构水平位移、围堰周边建(构)筑物和地面沉降的限值。

    d) 钢板桩围堰结构重要性系数与作用基本组合的效应设计值的乘积( dS )可采用下列内力

    设计值表示:

    1) 弯矩设计值应符合下式要求:

    0d F kM M …………………………(D.8)

    2) 剪力设计值应符合下式要求:

    0d F kV V …………………………(D.9)

    3) 轴向力设计值应符合下式要求:

    0d F kN N …………………………(D.10) 式中:

    dM ——弯矩设计值(kN·m);

    kM ——作用标准组合的弯矩值(kN·m);

    dV ——剪力设计值(kN);

    kV ——作用标准组合的剪力值(kN);

    dN ——轴向拉力设计值或轴向压力设计值(kN);

    kN ——作用标准组合的轴向拉力设计值或轴向压力值(kN);

    F ——作用分项系数,取 1.35。

    D.2 结构验算

    D.2.1 钢板桩强度验算

    钢板桩强度可按下式计算:

    0 max 0 sh

    g

    N M

    A W ( ) ………………(D.11)

    式中:

    max ——钢板桩最大正应力(MPa);

    N ——钢板桩最大轴力设计值(kN);

    gA ——钢板桩截面面积(m2);

    M ——钢板桩最大弯矩设计值(kN·m);

    W ——钢板桩净截面模量(m3);

    sh ——钢板桩设计强度(MPa)。

    D.2.2 内支撑强度及稳定性验算

    a) 内支撑弹性刚度可按下式计算:

  • T/JSTERA *—2020

    26

    2= n aT

    aEA SK

    LS ……………………(D.12)

    式中:

    TK ——支撑结构刚度系数;

    a ——支撑松弛系数,取 0.8~1; E ——弹性模量(N/mm2);

    nA ——支撑截面积(mm2);

    L ——受压杆件计算长度(mm);

    S ——支撑的水平间距(mm);

    aS ——计算宽度(mm)。

    b) 内支撑材料抗力可按下式计算:

    yT Af ………………………(D.13)

    式中:

    T ——支撑材料抗力(N);

    ——工程形式有关的调整系数(通常对称支撑取 1.0); ——与长细比有关调整系数(通常取 0.9);

    yf ——抗压强度设计值(N/mm2)。

    c) 内支撑稳定性验算应按 GB 50017-2017 的规定执行。

    d) 内支撑结构分析应符合下列原则:

    1) 水平对撑与水平斜撑,应按偏心受压构件进行计算,支撑的轴向压力应取支撑间距

    内挡土构件的支点力之和,内支撑应按以支撑为支座的多跨连续梁计算,计算跨度

    可取相邻支撑点的中心距离;

    2) 矩形平面形状的正交支撑,可分解为纵横两个方向的结构单元,并分别按偏心受压

    构件进行计算;

    3) 不规则平面形状的平面杆系支撑、环形杆系或环形板系支撑,可按平面杆系结构采

    用平面有限元法进行计算。对环形钢板桩围堰,计算时应考虑基坑不同方向上的荷

    载不均匀性。当基坑各边的土压力相差较大时,在简化为平面杆系时,尚应考虑基

    坑各边土压力的差异产生的土体被动变形的约束作用,此时,可在水平位移最小的

    角点设置水平约束支座,在基坑阳角处不宜设置支座;

    4) 在竖向荷载作用下内支撑结构宜按空间框架计算,当作用在内支撑结构上的施工荷

    载较小时,可按连续梁计算,计算跨度可取相邻竖向支撑的中心距离;

    5) 竖向斜撑应按偏心受压杆件进行计算;

    6) 可采用三维结构分析方法,对钢板桩、内支撑及封底层进行整体分析。

    e) 内支撑结构分析时,应考虑下列作用:

    1) 当简化为平面结构计算时,由挡土构件传至内支撑结构的水平荷载;

    2) 内支撑结构自重;当内支撑作为施工平台时,尚应考虑施工荷载;

    3) 当温度改变引起的支撑结构内力不可忽略时,应考虑温度作用。

    D.2.3 宜建立三维有限元模型对钢板桩变形情况进行计算。

    D.2.4 嵌固深度验算

    a) 对多道内支撑的钢板桩围堰,嵌固深度不宜小于 0.2hca,hca为钢板桩悬臂长度。

    b) 钢板桩围堰的嵌固深度可按下式计算:

    1

    1

    pk p

    em

    ak a

    E zK

    E z ………………………(D.14)

    式中:

    emK ——嵌固稳定安全系数;安全等级为一级、二级、三级的钢板桩围堰, emK 分别不应小于

    1.25、1.2、1.15;

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    27

    ak pkE E、 ——基坑外侧水压力、主动土压力、基坑内侧被动土压力的标准值。对于碎石土及

    砂土等渗透性较好的土层,宜采用水土分算的原则进行计算;对于黏土、粉质黏土及粉土等不透

    水或弱透水的土层,宜采用水土合算的原则进行计算;

    1 1a pz z、 ——基坑外侧水压力、主动土压力、基坑内侧被动土压力合力作用点至最下层支点的

    距离。

    D.2.5 围堰整体稳定性计算

    a) 整体稳定性可采用圆弧滑动条分法进行验算,如图 D.1 所示。

    b) 采用圆弧滑动条分法时,其整体稳定性应按下式计算:

    ,1 ,2 ,min , , ,s s s i sK K K K …………………(D.15)

    ,

    [( ) cos ] tan

    ( )sin

    j j j j j j j j j

    s i

    j j j j

    c l q b G u lK

    q b G

    ………(D.16)

    式中:

    sK ——稳定安全系数;安全等级为一级、二级、三级的钢板桩围堰, sK 分别不应小于 1.35、

    1.3、1.25;

    ,s iK ——第 i 个圆弧滑动体的抗滑力矩与滑动力矩的比值;抗滑力矩与滑动力矩之比的最小值

    宜通过搜索不同圆心及半径的所有潜在滑动圆弧确定;

    j jc 、 ——分别为第 j土条滑弧面处土的黏聚力(kPa)、内摩擦角(°);

    jb ——第 j土条的宽度(m);

    j ——第 j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°);

    jl ——第 j 土条的滑弧长度(m),取 / cosj j jl b ;

    jq ——第 j 土条上的附加分布荷载标准值(kPa);

    jG ——第 j 土条的自重(kN),按天然重度计算;

    j ——第 j 土条滑弧面上的水压力(kPa);采用落底式截水帷幕时,对地下水位以下的砂土、

    碎石土、砂质粉土,在基坑外侧,可取,j w wa jh ,在基坑内侧,可取 ,j w wp jh ;滑弧面在地

    下水位以上或对地下水位以下的黏性土,取 0j ;

    w ——地下水重度(kN/m3);

    ,wa jh ——基坑外侧第 j 土条滑弧面中点的压力水头(m);

    ,wp jh ——基坑内侧第 j 土条滑弧面中点的压力水头(m)。

    c) 当钢板桩底端以下存在软弱下卧土层时,整体稳定性验算滑动面中应包括由圆弧与软弱土

    层层面组成的复合滑动面。

    图 D.1 圆弧滑动条分法整体稳定性验算

  • T/JSTERA *—2020

    28

    D.2.6 封底混凝土承载力验算

    封底混凝土厚度验算,以堰内抽水完成为最不利荷载工况,应按下式计算:

    max6 dc W

    m pl ct

    Mh D

    b f

    ……………………(D.17)

    式中:

    ch ——封底混凝土厚度(mm);

    bf ——护筒与封底混凝土间的粘结力(kPa);

    d ——素混凝土结构系数,对受弯计算,取 2.0;

    maxM ——封底混凝土的最大弯矩(kN·mm);

    m ——截面抵抗矩的塑性影响系数,取 1.55;

    plb ——封底混凝土板计算宽度,此处取 ly/2(mm),ly 为桩基纵向间距;

    ctf ——混凝土的抗拉强度设计值(MPa);

    WD ——封底混凝土调平层,宜取 300~500mm。

    封底混凝土的最大弯矩计算时,应考虑静水压力作用下桩基的支撑作用,可取 4 个相邻的桩

    基中心连线围成的封底混凝土板,按经验系数法计算。取混凝土板两个方向的总弯矩 M0x、M0y的

    较大值,再乘以弯矩分配系数,见图 D.2。

    图 D.2 封底混凝土受力计算示意图

    若 lx>ly,则可按下式计算:

    max 0p xM M ……………………(D.18) 2

    0 ( 2 / 3) / 8x y x piM ql l d ………………(D.19)

    若 ly>lx,则可按下式计算:

    max 0p yM M ……………………(D.20) 2

    0 ( 2 / 3) / 8y x y piM ql l d ………………(D.21)

    式中:

    p ——经验分配系数,考虑桩基处封底混凝土顶板的负弯矩折减,可取 0.50;

    0 0x yM M, ——两个方向封底混凝土板带的总弯矩(N·mm); q ——作用在封底混凝土上的静水压力(N/mm2);

    xl ——桩基横向间距。

    D.2.7 围堰抗浮验算可按下式计算:

  • T/JSTERA *—2020

    29

    1 2=fwf

    G T TK

    F

    ………………………(D.22)

    式中:

    fK ——抗浮系数,抗浮安全系数不小于 1.1;

    G ——封底混凝土自重;

    1T ——钢板桩与封底混凝土间的粘结力(kN);

    2T ——钢护筒与封底混凝土间的粘结力(kN);

    wfF ——封底混凝土所受浮力(kN), =wf w cF gV 。

    i i bT A f ………………………(D.23)

    式中:

    iT ——钢板桩、护筒与封底混凝土间的粘结力(kN);

    iA ——钢板桩、钢护筒与封底混凝土的接触面积(m2);

    bf ——钢与混凝土粘结力(kN/m2),一般取 100~200kN/m2。

    D.2.8 抗隆起验算

    抗隆起稳定性可按下式计算:

    2

    1( )

    q m c

    he

    m ca

    N D N cK

    h D q

    ………………(D.24)

    2 tan(45 )2

    qN tg e

    ……………(D.25)

    ( 1) / tanc qN N

    ………………(D.26)

    式中:

    heK ——抗隆起安全系数,安全等级为一级、二级、三级的支护结构, heK 分别不应小于

    1.8、1.6、1.4;

    1m ——基坑外钢板桩底面以上土的天然重度(kN/m3)。对地下水位以下的砂土、碎石土、

    粉土取浮重度;对多层土取各层土按厚度加权的平均重度;

    2m ——基坑内钢板桩底面以上土的天然重度(kN/m3)。对地下水位以下的砂土、碎石土、

    粉土取浮重度;对多层土取各层土按厚度加权的平均重度;

    D ——基坑底面至钢板桩底面的土层厚度(m);

    cah ——钢板桩悬臂长度(m);

    c qN N、 ——承载力系数; c 、 ——钢板桩底面以下土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°)。 基坑底以下为软土时,还应以最下层支点为转动轴心的圆弧滑动模式验算抗隆起稳定性,可

    按下式计算:

    [ ( )cos tan ]

    ( )sin

    j j j j j j j

    RL

    j j j j

    c l q b GK

    q b G

    ………(D.27)

    式中:

    RLK ——以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定安全系数。安全等级为一级、二级、三级的钢板

    桩围堰, RLK 分别不应小于 2.2、1.9、1.7;

    j jc 、 ——第 j 土条在滑弧面处土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°);

    jl ——第 j 土条的滑弧段长度(m),取 / cosj j jl b ;

    jq ——作用在第 j 土条上的附加分布荷载标准值(kPa);

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    30

    jb ——第 j 土条的宽度(mm);

    j ——第 j 土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°);

    jG ——第 j 土条的自重(kN),按天然重度计算。

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    31

    附录 E

    (规范性附录)

    围堰结构焊接质量的检验

    表 E.1 焊缝外观质量要求 单位为毫米

    项目 允许偏差

    缺陷类型 一级 二级 三级

    未焊满(指不

    足设计要求) 不允许

    ≤0.2+0.02tt,且≤1.0 ≤0.2+0.04 tt,且≤2.0

    每 100.0 焊缝内缺陷总长≤25.0

    根部收缩 不允许 ≤0.2+0.02 tt,且≤1.0 ≤0.2+0.04 tt,且≤2.0

    长度不限

    咬边 不允许 ≤0.05 tt,且≤0.5;连续长度≤100.0,且

    焊缝两侧咬边总长≤10%焊缝全长 ≤0.1 tt,且≤1.0,长度不限

    弧坑裂纹 不允许 允许存在个别长度≤5.0 的弧坑裂纹

    电弧擦伤 不允许 允许存在个别电弧擦伤

    接头不良 不允许 缺口深度 0.05 tt,且≤0.5 缺口深度 0.1 tt,且≤1

    每 1000.0 焊缝不应超过 1 处

    表面夹渣 不允许 深≤0.2 tt,长≤0.5 tt,且≤20.0

    表明气孔 不允许 每 50.0 焊缝长度内允许直径≤0.4 tt,且

    ≤3.0 的气孔 2 个,孔距≥6 倍孔径

    注:表内 tt 为连接处较薄的板厚。

    [GB/T 50661-2011,表 8.2.3]

    表 E.2 对接焊缝及完全熔透组合焊缝尺寸允许偏差 单位为毫米

    序号 项目 图例 允许偏差

    1 对接焊缝余高 C

    一、二级 三级

    B

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    32

    附录 F

    (规范性附录)

    钢板桩围堰封底混凝土施工质量标准

    表 F.1 钢板桩围堰封底混凝土施工质量标准

    序号 检査项目 规定值或允许

    偏差 检査数量 检验方法

    1 封底混凝土顶面

    高程(mm) +50 至少各测量 8 处 采用水准仪测量

    2 混凝土强度

    (MPa) 在合格标准内

    每 100m3 取样 1 次,总数不应少于 2 次;超

    过 1000m3 后,每 500m3 取样 1 次;最后一批

    混凝土应取样 1 次;每次取样应制作同样条

    件养护和标准养护试块各至少 1 组

    混凝土试块检测

    3 厚度(mm) 满足设计要求 至少核查 8 处

    测量封底前泥面标

    高和封底后混凝土

    顶面标高

    4 平整度(mm) 100 至少核查 8 处 采用水准仪测量

    [GB/T 51295-2018,表 5.6.1-3]

  • T/JSTERA *—2020

    33

    参考文献

    [1]江苏省高速公路建设现场安全管理标准化技术指南.江苏省交通工程建设局

    [2]五峰山过江通道公路接线工程 WFS-2 标芒稻河特大桥水中墩深水基础专项施工方案.中铁四

    局集团有限公司

    [3]五峰山过江通道公路接线工程芒稻河特大桥钢板桩围堰施工设计图.中设设计集团股份有限

    公司

    ___________________________