苏虞张输水管支承方案2(定稿).doc

京沪高铁土建六标四工区一作业区苏虞张输水管道支承方案编制 曾 伟 审核： 李光敏 二00九年二月二十五日苏虞张输水管道支承方案一、工程概况271#墩水管立柱于2月5日按《271#基坑后期施工方案》对立柱周围进行混凝土封闭后，由于当时基坑内泥浆水无法抽干，混凝土封闭过程中立柱与封闭混凝土未能结合成整体，造成立柱与混凝土之间形成了剪力薄弱层，无法抵抗立柱和水管自重，另外因钢板桩围囹拆除后，立柱侧向约束解除，立柱受力发生改变，致使立柱仍处于下沉趋势由于受地质及地理条件限制，进一步加固已相当困难为彻底解除安全隐患，经研究决定采取在水管两侧浇注砼骑马桩，通过托梁承载水管重力方案二、方案限制条件1、桩基选位受现场条件限制，不能按受力情况选定桩位；2、两托梁之间跨距不得大于原水管立柱跨度；3、根据现有设备条件，桩身直径采用60cm按现场条件选定桩位如下图：三、桩长、托梁设计1、荷载计算 （1）两跨螺旋钢管自重：（管外径1.2m，壁厚1.2cm）G管=π（d2-d12）/4×7850 kg/m3×46 m×10=3.14×(1.22-1.1762)÷4×7850×46×10= 1.616×102 KN(2) 管内水重：G水=3.14×1.1762÷4×46×1000×10=4.994×102KN均布荷载q=(161.6+499.4)÷46=14.37 KN/m(3)托梁支座反力计算计算简图：查《建筑施工计算手册》(n=14/16=0.875)不等跨系数，计算得B点处最大剪力：VB左=-0.591×14.37×16=-135.88 KNVB右=0.438×14.37×16=100.7 KN则支座反力R=135.88+100.7=236.6 KN2、托梁截面尺寸设计截面按宽50cm、高80cm设计,C30混凝土,横向跨度3.2m。

则托梁自重为：G托=0.5×0.8×3.2×2550×10=32.6 KN （忽略钢筋重量）3、桩长计算按位置最低的基坑内桩设计桩长先按桩长为10m进行试算：(φ60cm)：桩身自重G桩=3.14×0.32×10×2550×10=72.06 KN则单桩总荷载为F=(R+ G托)/2+G桩=206.6 KN托梁顶标高为3.0m，承台顶标高为-1.68m，桩外露高度为4.7m 单桩承载力计算：由于回填黏土层尚未完成自重固结，故不计算其侧向摩阻力QUK= U∑qsikli+qpkAp=1.884×76×1.3+300×0.283=271 KN QUK——单桩极限承载力特征值 U——桩身周长 ……U=3.14×0.6=1.884mqsik——桩侧第i层土的极限阻力特征值li——桩穿越第i层土的厚度qpk——极限端阻力特征值 ……查表黏土塑性状态取300KpaAp——桩端面积 ……Ap=3.14×0.32=0.283m2Q=206.68 KN≤1.2QUK =325.2 KN …………可！4、桩身及托梁配筋按最小配筋百分率45ft/fy=45×1.43÷300=0.215%确定的最小配筋面积为A=858mm2选配4φ25mm纵向受拉钢筋。

另在受压区配置8φ16mm构造钢筋如下图 5、托梁承载力检算按上图托梁截面，设受压区高度为x，根据力平衡条件可得方程：fCbx=fyAs- fy’As’fy 、fy’——钢筋受拉、受压设计强度值；As、As’——受拉、受压区钢筋面积代入数值解得x=48.6托梁能承载弯矩：M承= fCbx(h0-x/2)+ fy’As’(h0-αs’)=14.3×500×48.6×(700-48.6/2)+300×803.84×(700-50)=391.6 KN·m托梁实际弯矩图如下： M中=ql2/24+Fl/8=（10.2×3.22÷24）+(236.6×3.2÷8)=99 KN·mM边= ql2/12+Fl/8=（10.2×3.22÷12）+(236.6×3.2÷8)=103.3 KN·mM承=391.6 KN·m＞M=103.3 KN·m…………可！四、施工方案（一）钻孔桩（柱）施工1、按桩位平面图，先将钻孔位置进行平整作业，提供钻机作业平台，基坑内孔位回填至与承台面平齐；2、测量组进行桩位放样和抄平，并进行钻孔深度交底施工队按钻孔桩作业流程进行钻孔桩施工作业；3、钢筋笼顶标高为原设计水管底标高减去保护层厚度5cm，桩柱的竖直度控制在规定的1%以内；4、外露部分桩身采用干灌法分次施工，委外按直径60cm，分两块加工一套1m高圆形模板，模板间通过法兰连结；5、为增大托梁的抗剪切能力，柱体顶部预留1m高与托梁同时施工。

二）提升水管在四根桩（柱）全部施工完成后同时进行两个托梁施工，托梁施工前尚需提升输水管至设计高度（下沉前标高）水管提升按以下方式进行：1、将每个支撑的四根钢管上口切割成同一水平面，再按如下平面图铺设50型钢，型钢与支撑钢管进行焊接；2、在水管两侧、支撑钢管横向支承型钢的正上方竖直焊接传力工字钢；3、在水管下半缘钢绞线下纵向垫方木以增大水管的受力面积；4、一切准备就绪后，两个支架八个倒链同时进行拉链提升作业两侧木楔随水管的提升跟进打入垫紧测量组现场进行抄平，提升至比原设计水管标高高1～2cm后即可终止提升作业，待以后新做支撑混凝土强度达到要求后再松倒链和拔除原钢管支撑提升设备如下图三）托梁施工托梁模板采用竹胶板，搭设钢管架进行支撑和加固水管定位工字钢内侧距水管中心为45cm，预埋深度为10～20cm为避免定位工字钢因侧向受力顶坏水管包裹层，工字钢内侧应割成圆弧形并垫上橡胶垫块托梁混凝土达到全部强度后方可拆除原支撑钢管架五、主要工程数量工程数量表序号项目名称单位数量备注1钻孔桩φ60cmm302C30混凝土m314孔桩、托梁3φ25螺纹钢筋kg150托梁4φ16螺纹钢筋kg1400孔桩5φ8盘条kg200孔桩、托梁 京沪六标四工区一作业区 2009年2月25日8。