盤海特大橋承臺鋼板樁圍堰設計計算

陳 利

1 工程概況

盤(錦)營(口)高鐵客運專線盤海特大橋主橋481號～483號墩承臺臺址處水深約3．2 m，施工期間水位相對穩定，出于該臺址附近河域后期新建港口碼頭、河道通航需要，承臺底部設計在水下埋深11．198 m處，承臺高度3．5 m，河底土質基本為滲水性粉細砂［1］。

2 施工方案確定

鋼板樁圍堰對于水下或富含水地質條件下承臺圍堰施工法插打板樁和吊裝不需大型起吊和下沉設備，尤其適宜于本施工點臺址處地層土質分布比較均勻的粉細砂(地下孤石分布極少)地質條件，同時，鋼板樁可以重復利用于本單位管段內其他多個承臺的同類施工，從經濟性及技術性角度來看，是一種良好的施工方法。

基于此，水深3．2 m范圍內采用回填高度3．6 m的滲水性填料筑島，481號～483號墩承臺施工確定采用拉森鋼板樁圍堰施工方案。

鋼板樁采用拉森Ⅳ型，長18 m，圍堰平面尺寸為21．6 m×17．6 m，按設置四道內支撐進行設計驗算。圍堰樁頂標高為+2．442 m，第一道內支撐標高為+1．942 m，第二道內支撐標高為-1．058 m，第三道內支撐標高為-3．558 m，第四道內支撐標高為-6．058 m，封底混凝土厚度為2 m，基坑底標高為-9．598 m(即封底混凝土底面標高)(見圖1)。

圖1 鋼板樁圍堰施工方案立面圖

3 圍堰結構驗算

3． 1 計算資料

3．1．1 地質資料

墩位處筑島面以下地質資料:

①筑島回填土:厚度 3．6 m，內摩擦角 φ=14°，容重 γ1=18．0 kN/m3，K1=1．4，主動土壓力系數 Ka1=tg2(45°- φ/2)=0．61，被動土壓力系數 Kp1=tg2(45°+φ/2)=1．638。

②粉細砂:內摩擦角 φ =32°，容重 γ1=19．5 kN/m3，K2=1．8，主動土壓力系數Ka2=tg2(45°-φ/2)=0．307，被動土壓力系數Kp1=tg2(45°+ φ/2)=3．255。

3．1．2 結構參數

鋼板樁采用拉森Ⅳ型，材質16 Mn，鋼板樁長18．0 m，W=2 037 cm3，抗彎容許應力［σw］=250 MPa。

3． 2 結構驗算［2，3］

計算過程中土壓力的計算采用水土分算原則，忽略粘聚力影響，同時，土層的物理力學特征值參考JTJ 024-85公路橋涵地基與基礎設計規范。……