钢围堰论文笔记

一、《MIDAS-CIVIL 软件在深水基础钢板桩围堰分析中的应用》[1]

0、该论文的亮点

（1）钢板桩等效为平面板单元；

（2）围堰内河床底的土层、封底混凝土采用实体单元模拟，给出了这些土层的弹性模量；

（3）表1的形式比较好，能清楚的反映设计条件； （4）该围堰为长条形围堰，其内撑的设计形式可以参考； （5）施工工况、工序说的比较清楚，可以参考。 1、概论

密扣式拉森钢板桩FSPⅣ型围堰对钢板桩进行强度和刚度计算，应用 MIDAS-CIVIL 验算钢板桩的实际受力及支护结构的稳定性。

承台基坑支护结构的设计，与地质情况、地下水位、土质参数及周围环境等都有密切的关系，涉及的内容包括：围护结构、支撑体系、挖土方案、换撑措施、降水方案和地基加固等。

钢板桩围堰具有强度高、接合紧密不易漏水、施工简便、速度快、可减少基坑土方开挖量、可多次重复使用等特点，广泛应用于水中承台的施工中。

2、基础资料

土压力系数，根据库伦理论计算。

水流压力，考虑河流水流压力，经计算，取 FW=1.5KN/m2。流水压力数值相对于静水压力而言比较小，本工程中不予考虑；波浪力按P=15KPa，浪高3m 计算。

采用16m 长密扣式拉森钢板桩FSPⅣ型，拉森钢板桩FSPⅣ型的技术参数如下：

①一根桩钢板桩：宽度 B=400mm、高度 h=170mm、厚度 t=15.5mm、截面积 A=96.99cm2、重量 W=76.1Kg/m、惯性矩 Ix=4670cm4、截面模量Wx=362cm3。

②一延米钢板桩技术参数：重量 W=190Kg/m、惯性矩 Ix=38600cm4、截面模量Wx=2270cm3、半截面面积矩Sx=96.99×（4670÷362）×（50÷40）=1564cm3。

3、钢围堰设计

围堰尺寸 1455×1198cm，围堰的支护方案为钢板桩+2 道内支撑，钢板桩长 16m 的密扣式拉森FSPⅣ型钢板，钢围檩、角斜撑均采用 2I36a的工字钢组合梁，横撑采用Φ529mm 钢筒支撑梁，采用角撑和横撑可以加强围堰的整体稳定性和刚度，钢板桩支护基本结构见图 1。

计算模型中，钢板桩按照每延米的惯性矩等效为矩形截面的钢板，用 4 节

点板单元模拟，钢围檩、水平斜杆和横撑梁按杆单元模拟，而围堰内河床底的土层、封底混凝土采用实体单元进行模拟。细圆砺土（标高 2.4m~7.0m），中密，III 级：γ1=20.5KN/m3，ψ1=30°，c1=2KN/m2，h1=4.6m，弹性模量 E1=100Mpa，泊松比为 0.3；风化岩层（岩层顶面标高 2.4m）：γ2=23KN/m3，ψ2=35°，c2=100KN/m2，弹性模量 E2=300Mpa，泊松比为0.25。3.3.2 计算荷载采用 MIDAS-CIVIL 中的自重自动加载。重力加速度值为9.806m/s2。

4、计算工况

计算工况的确定为了详细考虑围堰各施工阶段不同受力状态下，结构的刚度、强度以及稳定性是否满足施工要求，对围堰进行以下工况的分析：

工况 1：用抽水泵将围堰内积水抽到标高+10.5m 处，安装第二道内支撑（标高+11.0m）。

工况 2：当第一道内支撑安装调试完毕后，用抽水泵将围堰内积水抽到标高+7.0m 处，安装第二道内支撑（标高+7.5m）。

工况 3：当第二道内支撑安装调试完毕后，让河水回流到围堰内，当围堰内外水位持平后，开始带水开挖围堰内土方至+0.692m，并用 C35 混凝土封底。

工况 4：当封底混凝土强度达到设计要求后，用抽水泵将围堰内积水抽到封底混凝土顶面+2.692m 处。

工况 5：当主墩分次浇筑至标高为+7.0m 处并拆模后，往围堰内回填砂至标高+7.0m，同时拆掉第二道内支撑（标高+7.5m）。

工况 6：当主墩分次浇筑至标高为+10.5m 处并拆模后，往围堰内回填砂至标高+10m，同时拆掉第一道内支撑（标高+11.0m）。 5、疑问

设计方案与实测结果的对比表明，钢板桩墙的刚度随钢板桩变形而变化，当刚板桩的变形较小时，其刚度也较小，抗弯能力较差，当变形增加时，刚度和抗弯能力随之增加。

二、阿蓬江大桥深水基础双壁钢围堰施工技术研究[2]

0、本文亮点

（1）了解了深水围堰的类型，水深在20m左右的情况下该用哪种围堰施工。 1、概论

大桥位于重庆市黔江区冯家坝镇渔滩电站水库内，全桥设8墩2台。主墩4#、5#为水中墩，墩身高67.5m。桥址处水面宽120m，河中心最大水深24m，4#墩中心处最大水深19.1m，5#墩中心处最大水深20.75m。

全桥设计基础形式：0#台为挖方内桥台,1、2、7、8、9墩台为明挖扩大基础,3、4、5墩为钻孔桩基础；6墩为挖孔桩基础。主墩4、5水中墩,分别为16根1.5m钻孔灌注桩,4墩单根桩长18m,5墩单根桩长20m。

在桥梁基础工程中,所谓“浅水”或“深水”,虽没有明确及严格的定量界限,但根据一般传统的土力学地基及基础所介绍的水中围堰概念当水深在5一6m以上时,可采用钢板桩围堰由于它的强度高,能抵抗较大的弯矩,防水性能也很好,故特别适应于修筑深水基础。由此,可暂将桥梁深水基础定义为水深在5一6m以上,不能采用一般的土围堰、木板桩围堰等防水技术施工的桥梁基础,称之为桥梁深水基础。

桥梁深水基础的修建,主要困难在于防水、防流砂,同时还要考虑防止冲刷、滑坡等因素。除沉井、沉箱基础本身具有防水功能外,管柱、桩基础施工,常需配以防水围堰。防水围堰虽是临时结构,但在桥梁深水基础施工中所占的地位是很重要的。用围堰配合施工的目的,就是在堰内施工和修筑基础时,使堰外的水和沙土不至于大量涌进堰内,而待基础、墩台修筑出水面后即可将其拆除,以免堵塞水流或航道,所以它是施工用临时性结构。显然,在水深流急的大江大河或潮涌浪高的近、浅海中采用围堰法修建大型桥梁深水基础时,由于桥渡处的水文、地质、气象、航道等条件的不同,不可能有一种适合于所有桥梁基础修建的围堰结构形式和施工方法。目前,桥梁深水基础修建中采用的防水围堰大致有以下几种钢板

桩围堰、混凝土围堰、钢套箱围堰、钢吊箱围堰、锁口钢管桩围堰。其中,钢板桩围堰主要为单壁结构混凝土围堰又分为重力式钢筋混凝土围堰和双层薄壁钢筋混凝土围堰钢套箱围堰又分为单壁、双壁以及单双壁组合式钢围堰钢一混凝土组合结构围堰也可分为上钢下混凝土、下钢上混凝土形式。

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