高速拼宽段钢板桩防护计算与施工方法.doc

.高速拼宽段钢板桩防护计算与施工方法对于桥头路段、涵台后、挡土墙路段路基的拼接施工，由于原来的旧结构物施工时采用透水性材料填筑，导致可能开挖到砂性土层。且此类拼宽施工需要开挖基础，开挖深度大；放坡开挖场地受到限制，开挖坡度设置较陡。需要结合实际情况选择适宜的支护方案，做好坑壁支护。结构物拼宽施工段路基钢板桩支护开挖示意图根据基坑所处地条件，结合开坑深度和坑壁地层地质、地下水特点，基坑开挖中钢板桩无支撑支护，加强防排水措施，确保基坑坑壁稳定。开挖深度大于3.0m，地质状况较差，基坑开挖施工防护选用钢板桩防护，要求钢板桩入土深度不小于桩长0.5倍，钢板桩桩长和型号选用按施工实际计算确定。1、钢板桩计算说明案例以XK46+862.93 1*13m 拼宽桥0#桥台扩大基础开挖钢板桩防护为例进行计算：1）、工程概况XK46+862.93拼宽桥为1-13m预应力混凝土空心板结构，桥梁全长26.70m。在原广惠高速桥梁基础上右侧拼宽。右侧拼宽566.9cm-509.6cm。桥台为U型桥台；基础采用扩大基础。主要工程数量有：混凝土58.5m3，钢纤维砼4.2m3，钢筋9686.3kg，钢绞线651.1 kg，支座16个，13m预应力混凝土空心板4片。0#桥台扩大基础底面高程为6.508m，稳定地下水位为0.70m。本基坑开挖施工时，施工作业层将不会有地下水存在。2）、钢板桩选用计算基坑深度：3.803m =11.311m（桥台台身底面高程）-7.508m（扩大基础底面高程），广惠高速公路填料按照砂质粉质粘土或者粉质粘土考虑，内摩擦角为30，板桩支撑形式为无撑，水文地质为第2种情况，坑沿活载8.5kN/m2(坑顶护道上均布荷载4.5 kN/m2+广惠高速公路行驶客车均布活荷载标准值4 kN/m2)，计算钢板桩所需入土深度和钢板桩型号。查公路施工手册桥涵(上)（交通部第一公路工程总公司 主编）图5-42板桩计算图（一），曲线2-2计算如下：（1）固定荷载h=1.01H=1.01*3.803=3.84 mM=2.1H3=2.1*3.803=115.5 KNm（2）活载0.25h=0.25*(1.6+0.16H)=0.55 m0.25M=0.25*(13H+15H2)=66.60 KNm（3）固+活h+0.25h=3.84+0.55=4.4(m)M+0.25M=115.5+66.60=182.1 KNm（4）钢板桩是3号钢，常用容许弯曲应力为180Mpa，W=（M+0.25M）/ =182100/(180*1.35)=749.4 cm3选用德国拉森IIa型钢板桩（W=849 cm3,见公路施工手册桥涵(上)表5-14）。3） 结论选用德国拉森IIa型钢板桩，桩长9m，考虑到挡土的效果，桩顶外露土体0.197m，钢板桩外露量为4m，入土深度为5m，能够满足XK46+862.93拼宽桥0#桥台扩大基础开挖防护要求。2、钢板桩施工方法桥梁在拼宽时，要先拆除桥台右侧锥坡需要拼宽位置的M7.5浆砌片石，再进行开挖拼宽位置的锥坡坡体土方。涵洞在接长时，要先拆除入口梯形节盖板、翼墙及基础，利用入口梯形节墙身和基础，反拼梯形节墙身及基础。在拆除前，要对路基本体进行钢板桩防护和对轨道进行加强。打桩设备，投入钢板桩打拔桩机1台用于施工。打拔桩机为挖掘机（KATO1250）加振动锤改装而成 ，振动锤为日本产选用NPKHP7SXB型，激振力200kN。钢板桩防护施工顺序为：修整施工道路测量放线-打钢板桩-基坑开挖-基础施工完成-回填土-拔钢板桩。钢板桩插打方法：钢板桩采用正反扣插打。主要施工技术要求如下：（1）、 采用单根打入法插打钢板桩。相对桩长的垂直度允许偏差一般不得超过 2%；桩顶高程允许偏差为+5cm、-10cm。 （2）、 对靠近广惠高速边坡的位置，单根钢板桩打桩持续时间应小于 20min，打桩的顺序首先从距广惠高速最近点附近开始。 （3）、钢板桩施工工序：采用 9 米长钢板桩正反扣打入土中，在距桩顶 50cm 处，用 25cm 宽工字钢制作一道连续围檩。在距围檩7 米处进行打桩拉锚，锚钉桩为 6 米长钢板桩，间距 3 米，拉锚采用16 螺纹钢，用电焊焊接进行连接。 a、 先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。 b、 打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。 c、单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。d、拔桩:施工中我们在基础土方回填完成后方可进行拔桩，桩经修理后重新 利用。先用打桩机夹住钢板桩头部振动 1min2min，使钢板桩周围的土松动，产 生