深水承台锁扣钢管桩围堰设计应用研究分析

发布时间：2020-10-26 09:24:09 丨 浏览次数：

  为了对深水承台锁扣钢管桩围堰的设计应用进行研究分析，以某新建高速铁路桥梁工程为背景，选取锁扣钢管桩围堰和双壁钢围堰两种围堰方案，从可行性和经济性2个角度对2种围堰措施进行对比研究，结果表明：在深水承台下采用锁扣钢管桩围堰辅助施工是可行的，并且相对于双壁钢围堰具有更强的适用性；采用锁扣钢管桩围堰辅助施工将节约钢材量和混凝土量，并减少挖方量，具有良好的经济效益。近年来，随着我国高速铁路的不断发展，桥梁建设事业也得到飞跃发展，在跨越大江大河时，常出现桥梁承台和基础在深水条件下施工的情况，为了保证桩基承台的正常施工，往往需要修筑临时性的围堰结构，而合理地选择围堰结构是保证整个工程项目施工安全和质量的重要前提。随着桥梁施工技术的不断进步和施工机械的不断发展，各种围堰的应用变得日益广泛，其中，在深水基础以及复杂地形情况下，锁扣钢管桩围堰逐渐成为首选辅助措施。

   结合以往的设计施工经验，针对锁扣钢管桩围堰的应用研究也越来越多，浙江浙江钢业有限公司分析探讨了钢管桩直径、壁厚和与桩长3个因素对锁扣钢管桩围堰有限元模型抗弯刚度的影响，结果表明，冠梁是影响抗弯刚度的一个重要因素，钢管桩采用的直径和壁厚愈小、埋置的深度愈大，冠梁对抗弯刚度的影响就愈强；研究认为，在软弱土质地段，锁口钢管桩的锁口止水功能可以得到很好的发挥，而合理的方案和工艺是保证承台顺利施工的保证；通过某个具体的工程项目，探讨了不同围堰的优缺点，并阐述了复杂地质情况下水中钢管桩围堰的施工工艺和方法；着重分析了封底混凝土厚度对钢管桩受力的影响，分析表明，随着封底混凝土厚度的增大，钢管桩最大应力值呈现先减小、后保持不变的趋势；研究表明，采用锁扣钢管桩围堰进行承台基础的施工，可以提高施工效率，并节省投资。通过以上研究分析可以看出，在深水基础及复杂地质情况下，采用锁扣钢管桩围堰辅助施工具有良好的施工效果，但目前针对锁扣钢管桩围堰的经济性研究还较少，为此，本文结合一项工程实例，首先对采用锁扣钢管桩围堰进行辅助施工的可行性进行了验证，然后从经济性对锁扣钢管桩围堰进行了研究探讨，为以后锁扣钢管桩围堰的设计施工提供一定的依据。

  双壁钢围堰具有自身强度大、刚度大、稳定性好等特点，在深水基础施工中应用较为广泛，但是围堰施工工艺比较复杂，有围堰加工、下水、浮运、定位、接高、着床、下沉、封底等施工过程，并且需要大型吊机、大型运输船等大型机械配合完成，同时，双壁钢围堰所需要的钢材种类、规格较多，用钢量较大，钢材的回收率较低，经济性较差。锁扣钢管桩围堰同样具有自身强度大，刚度大，稳定好等特点，由于钢管强度较大，因此，围堰内部的内支撑可以相应减少，并且锁扣钢管桩的适应性很强，可以根据不用的环境和使用要求，选择相应的钢管直径和壁厚，同时，锁扣钢管桩围堰的回收率高，成本较低。由于本桥跨越处河流两侧坡度较陡，大型机械进入困难，同时对于泥岩条件，钢板桩插打比较困难，综合比较，本桥设计采用锁扣钢管桩围堰辅助施工。

  根据本项目水文地质情况，分别采用双壁钢围堰和锁扣钢管桩围堰辅助施工，其工程量汇总见表。由表可以看出，采用锁扣钢管桩围堰辅助施工，钢材总量、混凝土总量和挖方总量显著减小，同时，根据以往的工程经验，采用锁扣钢管桩围堰辅助施工可以减少施工工期，具有良好的经济效益。本文针对深水承台下锁扣钢管桩围堰设计的可行性和经济性进行了研究探讨，结果如下：在深水承台下采用锁扣钢管桩围堰辅助施工是可行的，并且相对于双壁钢围堰具有更强的适用性。采用锁扣钢管桩围堰辅助施工将节约钢材量和混凝土量，同时减少挖方量，具有良好的经济效益。在深水承台和复杂地质条件下推介采用锁扣钢管桩围堰辅助施工。