河道围堰工程施工组织设计方案
市电厂某河综合整治工程I标
围堰施工安全方案
一、工程概况
市电厂某河 (电厂河—上塘河)综合整治工程位于市北部，涉及拱墅区，整治围北起电厂河，南至上塘河，全长约5.1公里。
I标段起点桩号电厂河（K0+000）—K1+860，长约1.86km。主体工程包括河道清淤、护岸整修、挡墙新建、桥梁新建与整修、截污排水工程。
二、围堰施工
本工程河道整治暂按不断流考虑，为确保安全，保证工期，河底清淤采用反铲式挖泥船挖土，小型自航泥驳运输，故清淤无需围堰。围堰施工主要涉及挡墙、树根桩和出水口等容。
1、挡墙、树根桩的围堰
本工程挡墙、树根桩的施工围主要涉及如下：
挡墙：东岸0+034.528—0+090、0+758—0+930、1+378—1+860、1+348—1+370，西岸0+758—0+930、1+513.6—1+700。
树根桩：东岸0+124—0+758、0+930—1+026.5、1+264—1+348，西岸0+414.5—0+758、0+930—1+026.5。
根据现场的实际情况本工程西侧0+400~0+980及东侧1+380~1+860是在原有河岸上新建挡墙可利用原有土方作为堰体，西侧0+345~0+414、1+264~1+513.6、1+700~1+860是对原有河道挡墙进行清洗、勾缝可不考虑围堰，其余部分都要进行纵向围堰。
现状桩机施工围大部分为河岸，故考虑压缩河床为桩机提供5m宽施工平台（场地标高为高出现状常水位0.5m，即3.1m），采用挖掘机取土、推土机运土或直接用挖掘机平整场地。
2、桥梁、出水口围堰
一号及二号桥在施工前先在桥的东西侧进行围堰截流施工，出水口采用燕子窝围堰，进行出水口排水管道施工。围堰采用打木桩围堰，木桩长度为6米，梢径15厘米，纵向间距为0.5米，横向间距为2.5米；待木桩施工完成后，在外排木桩侧填入草袋，然后用挖掘机缓慢填入黏土，填土时分层用挖机抖夯实，如此直到填筑到水位标高1米以上；围堰宽2.5米，河道最深处围堰高约3.35米。围堰土方采用岸上基坑开挖线的土方围堰，拆除用机械与人工配合拆除。（具体见围堰平面布置图及断面图）。围堰体计算：
1）、地基承载力
围堰底土层地基承载力f=57KPa
堰体对堰底的压力：p hγ=（1）式中：γ--------堰体重度（kN/m3）;本工程取14.6
h--------堰体高度（m）;本工程取3.35；
代入（1）计算得:p=γh
=14.6×3.35
=48.91KPa＜57KPa，安全。
2）、抗倾覆验算
（1）倾覆弯矩计算
A 、水对堰体的作用：
Es h γ= （2）
式中：γ--------水重度（kN/m 3）；取10.0；
h --------水深度（m ）
；本工程取2.35； 代入（2）式计算得Es=γh=10.0×2.35=23.5KPa 合力Ps=γhh/2=10×2.35×2.35/2=27.6m
合力点至桩底的距离：ls= (h/3)+3.35=(2.35/3)+3.35=4.1m B 、土体作用：
水下土体等效重度、等效摩擦角、等效凝聚力（采用加权平均值计算） ㈠、等效重度
1122
12()
e h h h h γγγ+=
+ （3）
式中： 1γ------第①层土重度，取15.5kN/m 3
。
2γ------第③层土重度，取11.8kN/m 3。 1h ------第①层土厚度，取1.00m 。
2h ------桩长围第③层土厚度，取0.65m 。
代入式（3）得：1122
12()
e h h h h γγγ+=+=(1γ1h +2γ2h )/(1h +2h )=14KN/m 3
㈡、等效凝聚力
1122
12()
e c h c h c h h +=
+ （4）
式中： 1c ------第①层土凝聚力，取0。
2c ------第③层土凝聚力，取3kpa 。
12h h 、-------与（3）式同；
代入（4）式计算得： 1122
12()
e c h c h c h h +=+=(1c 1h +2c 2h )/(1h +2h )=1.2kpa
㈢、等效摩擦角：
1122
12()
e h h h h ???+=
+ （5）
式中： 1?------第①层土摩擦角，取0。
2?------第③层土凝聚力，取1.0。
12h h 、-------与（3）式同；
代入（5）式计算得： 1122
12()
e h h h h ???+=+=(1?1h +2?2h )/(1h +2h )=0.4kpa
主动土压力系数： Ka=tan 2(45°-ψe/2) = tan(45°-0.4/2) =0.47；√Ka =0.66kpa 主动土压力计算： Ea 1=Es ×Ka －2×Ce ×√Ka
＝23.5×0.47－2×1.2×0.66 ＝9.5KPa
Ea 2=(Es ＋γe(1h ＋2h ))×Ka －2×Ce ×√Ka ＝(23.5＋14×(1＋0.65))×0.47－2×1.2×0.66 ＝32.8KPa
主动土压力合力Pa ＝(Ea 1＋Ea 2)×(1h ＋2h )/2＝34.9KPa
合力作用点至桩底距离la：
Pa×la＝[Ea1×(
h＋2h)×(1h＋2h)]/2＋[(Ea2－Ea1) ×(1h＋2h)
1
×(
h＋2h)]/3]
1
（6）
将前面数据代入（6）式计算得：la＝0.98m
故水压力和主动土压力产生的倾覆弯矩：
Ms＝Ps×ls＋Pa×la＝147.4KN.m
（2）抗倾覆弯矩计算
被动区土压力产生的抗倾覆弯矩
考虑到围堰侧①淤泥层土质极差，把该层土的被动土压力贡献作为，安全储备，在计算中不予考虑。
被动土压力系数：Kp=tan2(45°－5.7°/2)=0.818；√Kp =0.9kpa Ep1=2×c×√Kp
=2×10×0.9
=18 kpa
Ep2=γ×
h×Kp＋2×c×√Kp
2
=10×0.65×0.818＋2×10×0.9
＝23.3kpa
被动土压力合力Pp＝0.5×(Ep1＋Ep2) ×
h＝13.4KPa
2
合力作用点至桩底距离lp：
Pp×lp＝Ep1×
h×2h×0.5＋0.5×(Ep2－Ep1)×2h×2h/3 （7）
2
将前面数据代入（7）式计算得： lp＝0.3m
故被动土压力产生的抗倾覆弯矩：
Mp ＝Pp ×lp ＝13.4×0.3＝4.02KN.m
由围堰体自重产生的抗倾覆弯矩：
1.02
G y l
M l h γ=???? (8)
式中： l ------围堰体松木桩侧宽度。取2.5m ；
y h ------堰体高度，3.35m ；
γ-------堰体容重（kN/m 3
）;本工程取14.6。
代入（8）式解得：
1.02
G y l
M l h γ=????
＝2.5×3.35×1×14.6×2.5×0.5 ＝152.8KN.m 对堰体侧桩底取弯矩： 抗倾覆安全系数
K ＝(Mp ＋M G )/Ms ＝(4.02＋152.8)/147.4＝1.1；安全。 （3）抗滑移验算： 整体抗滑移：
p p F k pa
+=
（9）
式中：F -----围堰底土层的摩擦力； 1.0F l τ=??
tan c h τγ?=+
tan c h τγ?=+＝10.0＋14.6×3.35×tan5.7°＝14.9kp
摩擦力F ＝τ×2.5×1＝14.9×2.5×1＝37.3kN