锁口钢管桩围堰结构受力性能分析

为研究锁口钢管桩围堰受力性能,以某连续梁桥主墩基础施工所采用的锁口钢管桩围堰结构为工程背景,采用ANSYS建立其三维有限元模型,分析最不利工况条件下各构件应力,并着重分析封底混凝土厚度对锁口钢管桩受力的影响。结果表明,各构件最大应力均小于容许应力,且有一定安全富余量;钢管桩最大应力点位于钢管桩与封底混凝土顶面相交线的角部;钢管桩最大应力值随封底混凝土厚度的增大呈先线性减小、后基本保持不变的趋势。在实际设计中,建议从满足抗浮稳定性与优化钢管桩受力两方面来优化设计封底混凝土厚度。     

武汉青山长江公路大桥南主墩锁口钢管桩围堰设计

武汉青山长江公路大桥主桥为(350+938+350)m双塔双索面斜拉桥,大桥南主墩基础由大直径钻孔桩及哑铃形承台组成。承台平面尺寸巨大(98.9m×39.5m),埋置深度约15m,需进行超大型深基坑施工。承台采用锁口钢管桩围堰施工方案,围堰平面设计为101.7 m×41.3m的正多边形哑铃结构,总高35m,其中锁口钢管桩长33m,钢管桩顶部设有2m高单壁钢围堰(用以现场根据实时水位进行接高)。围堰共设有3层内支撑,内支撑为1.8m×1.2m的钢箱结构,封底混凝土厚5m,在承台系梁处设计8根1.8m辅助桩以减小封底混凝土应力。采用MIDAS软件对围堰整体及局部受力进行分析,结果表明,围堰结构各项指标均满足规范要求。     

陡峭岩面双壁钢围堰稳定性分析及风险评估

根据某长江大桥索塔基础工程施工的主要特点,综合考虑4种水中基础围堰方案的优缺点,确定该索塔基础采用锚固柱桩方案;分析现有的钢围堰计算理论,基于钢围堰的施工工艺,研究该长江大桥索塔基础的钢围堰在封底混凝土对围堰侧压力、混凝土及钢围堰重力、钢围堰刃脚摩擦力、抗滑桩及封底混凝土抗剪承载力、流水压力作用下的力学特点,基于各工况的受力特点分别建立力学模型计算公式,构建综合考虑抗滑安全系数及风险后果影响的钢围堰整体抗滑风险模型。研究结果表明:根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)要求,钢围堰在第1,2,3工况时的抗滑安全系数分别为1.607,1.716,4.684,大于规范中1.3要求;该长江大桥在钢围堰施工阶段的总体风险水平为5.6381,风险等级为3级。     

芜湖长江大桥主墩承台围堰的设计与制造

芜湖长江大桥水中主墩承台为高桩承台，采用吊箱围堰方案施工。该方案充分利用围堰封底混凝土与钢护筒之间的粘结力，取消了庞大复杂的围堰支撑悬挂系统，节约了大量钢结构并更易于制造和拼装。同时，围堰还在护筒周围采用“笔套”式结构，使封底混凝土由普通混凝土变为局部钢筋混凝土，是一项值得推广和应用的新技术。     

湘江特大桥双壁钢套箱围堰受力分析及优化处理

长湘高速公路湘江特大桥主桥为(115+195+115)m三跨预应力混凝土连续刚构桥,该桥58号、59号主墩承台采用无底双壁钢套箱围堰施工。为使围堰结构合理、施工安全,采用三维有限元软件ANSYS对该桥58号、59号主墩承台围堰进行结构分析,并结合施工现场的特点,对围堰结构进行优化处理。结果表明:围堰封底混凝土达到80%设计强度并进行堰内抽水时为最不利工况;增大环板厚度使围堰结构受力明显减小;围堰夹壁内填充混凝土较填充水可有效减少结构的最大应力和变形、提高结构的刚度和稳定性;围堰最可能的失效模式为钢围堰连同封底混凝土一起上浮,增加封底混凝土与桩护筒间的握裹力(采取围堰压重、堰壁内灌水等措施)有利于提高围堰抗浮稳定性。实践证明优化措施取得了良好的效果。     

青山长江大桥19号墩开始围堰封底施工北大核心

2016年5月2日上午,青山长江大桥19号墩锁口钢管桩围堰封底施工正式启动（见图1）,标志着该桥桥墩即将进入承台及塔座施工阶段。此次封底施工浇筑面积大,且水位较深,为保证质量,围堰封底分3个舱逐一进行,整个围堰封底浇筑混凝土总方量约19 000m～3,共需布置80根水封导管。     

青山长江大桥19号墩开始围堰封底施工

正2016年5月2日上午,青山长江大桥19号墩锁口钢管桩围堰封底施工正式启动(见图1),标志着该桥桥墩即将进入承台及塔座施工阶段。此次封底施工浇筑面积大,且水位较深,为保证质量,围堰封底分3个舱逐一进行,整个围堰封底浇筑混凝土总方量约19 000m~3,共需布置80根水封导管。     

武汉青山长江公路大桥北主墩钢围堰封底关键技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的斜拉桥,北主墩基础采用哑铃形双壁钢套箱围堰(长103.8m×宽43.3m×高37.5m)施工。围堰封底采用C30混凝土,厚6.5m、方量约20 000m3。封底施工中,在承台系梁范围内布置8根1.5m的钻孔桩作为封底施工辅助桩,与承台主体钻孔桩同期施工,在主体钻孔桩、辅助桩钢护筒外侧加焊28mm钢筋剪力环,以提高围堰封底可靠性;根据水下地形扫描绘制以围堰为中心的大范围河床高程图,采用抛填卵石吨袋、皮带运输机抛填卵石相结合的方法封堵围堰底口;将底节钢围堰分成7个区域,采用垂直导管法按区域编号顺序依次连续灌注封底混凝土,降低封底施工控制难度;在围堰外壁板布置15个振弦式应变计,实时监测围堰的受力,保证施工过程中围堰结构安全。     

长江砂层区域深基坑钢板桩围堰施工技术

沌口长江公路大桥主桥为(100+275+760+275+100)m钢箱梁斜拉桥,2号墩位于长江砂层区域,砂层厚度达7m,常年水深5m以上。2号墩钻孔桩施工完成后,采用钢板桩围堰进行水中深基坑承台施工。钢板桩采用拉森Ⅵ(600mm×210mm)钢板桩(长24m),围檩系统共3层,由3HN700×300型钢、Φ1 000mm×10mm钢管、2HN588×300型钢等组成。钢板桩围堰采用"先支法"施工工艺,首先采用导向挂靴工艺,分层整体下放围檩系统,下放到位后插打钢板桩;然后水下吸泥,浇筑封底混凝土,待封底混凝土强度达到设计要求后,以控制钢板桩内外水头差的原理进行分级抽水,并对第一、第二层围檩系统进行完善及体系转换;第三层围檩施工完成后,进行最后一级抽水及第一层承台施工,完成第三层围檩体系转换后拆除第三层围檩,进行第二层承台施工。     

黄河机场特大桥基础钢板桩围堰水下封底混凝土设计及施工

银西铁路黄河机场特大桥位于黄河之上,基础采用水中围堰施工方法。桥梁基础地基土多为粉土、粉砂和细砂土,地基土如果受较大压力差时,易造成地基产生流砂和管涌破坏,为了防止该种破坏现象,围堰封底采用水下混凝土封底。文中以13~#主墩围堰封底混凝土设计及施工为例,利用Midas软件对封底混凝土进行了应力模拟分析,并进行了混凝土扩展度试验。模拟及试验结果表明:封底混凝土最大拉应力为1.23MPa,小于混凝土允许抗拉强度1.57MPa;每1m3混凝土掺入8.8kg絮凝剂,其扩展度为540mm,掺入该掺量絮凝剂时,混凝土强度及扩张度满足规范及设计要求。     

裸岩河床水中墩基础施工技术

长昆客专罗旧舞水特大桥主桥为(48+2×80+48)m连续梁桥,1号~3号桥墩位于主河槽内,低桩承台嵌入河床裸岩中,设16根1.5m钻孔桩。根据裸岩河床、低桩承台的特点,确定水中墩基础施工采用施工栈桥为交通便道、施工平台,栈桥标准跨度18m,设4组贝雷梁、双排钢管桩基础,并在钢管桩周围抛填砂砾、投放石笼或下放钢套箱、灌注水下混凝土以及拉设缆风绳。水中墩基础采用矩形双壁钢围堰围护方案,按照"先堰后桩"顺序施工。水中墩基础施工中,采用长臂挖机清底,利用岩石乳化炸药和非电微差雷管进行水下岩石爆破;钢护筒采用振动锤夹持、插打;双壁钢围堰依靠钻孔桩护筒、平台辅助钢管桩逐块拼装,用倒链下放、汽车吊接高下沉施工;围堰封底混凝土等强后,进行钻孔桩、承台和墩柱施工,最后拆除围堰。     

特殊条件下双壁钢围堰水下混凝土封底施工方案比选

由于重庆市曾家岩嘉陵江大桥主墩墩位与嘉陵江两岸挡墙基岩持力层相交,为减少基础施工时对既有结构物的影响,在基础开挖空间受限情况下,研究了双壁钢围堰封底的施工方法。通过对型钢混凝土封底、钢筋混凝土封底以及辅助桩混凝土封底等3种方案进行对比分析,结果表明,辅助桩混凝土封底能在保证结构安全的情况下,减少基坑开挖深度,减少对既有结构物的干扰影响,有效解决了开挖空间受限双壁钢围堰封底难题,取得了较好的效果。     

武汉二七长江大桥中主塔墩基础围堰施工技术

武汉二七长江大桥通航孔主桥为三塔双索面斜拉桥,中主塔墩位于长江中心航道上,其下部结构基础为18根3.40 m钻孔灌注桩。采用双壁钢吊箱围堰法进行基础施工。钢吊箱围堰在工厂制造,完成后整体滑移下水并浮运至墩位,采用重力锚锭系统进行围堰定位;围堰定位完成后,插打定位钢护筒,将围堰与已经插打完成的钢护筒进行连接形成稳定的钻孔平台,插打剩余钢护筒,进行钻孔桩施工;钻孔桩施工完毕,将围堰下放至围堰封底设计标高,进行围堰清淤、堵漏,用垂直导管法依次浇注封底舱、底隔舱、侧舱封底水下混凝土,按照从两端向中间、从外向内的顺序分块、对称进行施工。     

深水基础超长钢板桩围堰设计与施工关键技术

芒稻河特大桥主桥为(77+3×130+82)m预应力混凝土刚构-连续梁组合体系桥,主墩基础位于深水区,承台施工时抽水最大水头达18.7m。采用钢板桩围堰施工承台,围堰最大平面尺寸为45.6m×16.8m,采用拉森Ⅳw型钢板桩,单根桩长36m,围堰内设置5道内支撑。采用有限元软件,计算围堰3个主要施工工况下钢板桩和内支撑的变形、应力,以及围堰封底抽水完成工况下封底混凝土的抗浮安全系数和应力,计算结果均满足要求。施工时,采用定位导向架和平面定位框限位插打钢板桩,内支撑采用工厂拼装现场分层整体吊装、水下抄垫等工艺,应用水下分阶段吸泥、水下二次封底等施工技术,实现了深水钢板桩围堰快速安全施工。     

拉萨河特大桥围堰封底混凝土桩周堵漏技术

拉萨河特大桥河床地质为砂夹卵石层，其透水性极强。承台采用混凝土围堰加封底施工方案。在封底混凝土抽水时发现水封混凝土在个别桩周围存在漏水现象，介绍采用在原封底混凝土以下压浆固结砂卵石层以增加封底混凝土厚度以及加强桩周混凝土强度的堵漏技术。     

重庆丰都长江二桥深水基础施工技术简介

分析三峡库区重庆丰都长江二桥其主墩深水基础施工的特点、难点,介绍钢围堰施工技术和大体积水下封底混凝土一次性浇筑施工技术,提出采用无钢护筒及部分钢护筒进行钻孔桩施工工艺.     

芜湖长江公铁大桥2号主墩基础施工关键技术

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588m的双塔双索面箱桁组合梁斜拉桥,该桥2号桥塔墩采用44根?3m的钻孔灌注桩基础、圆端形承台。2号桥塔墩基础采用围堰平台一体化的总体方案施工,围堰采用双壁结构,平面尺寸为71.2m×35.0m,高37.4m。底节围堰采用气囊法下水并浮运到位;利用锚碇系统精确定位,采用取消后定位船和加长锚链的方式压缩锚碇系统长度;围堰定位后,利用围堰作为平台施工钻孔桩;在最后1轮钻孔桩施工时,同步接高围堰,利用5 600t的提升下放系统将围堰下沉到位;采用分区灌注的方法完成封底混凝土施工,封底混凝土达到设计强度后抽水,分2层施工承台混凝土,完成基础施工。     

钢吊箱围堰水下不离析混凝土封底的施工技术

从两座公路桥钢吊箱围堰水下不离析混凝土一次成功封底的施工实践，介绍该施工工艺，施工要求，并与传统的多导管混凝土封底技术进行了比较，为新技术推广开辟途径。     

锁口钢管桩围堰的设计与施工

该文结合某斜拉桥主墩承台的施工实践,介绍了采用锁口钢管桩围堰挡土止水施工的相关技术。重点介绍了该围堰相关的设计验算、结构布置、锁口钢管桩加工、锁口桩沉桩、围堰内除土、支撑安装、水下封底、抽水堵漏等,供类似桥梁施工时参考。     

钢管桩在模袋砂围堰加固施工中的应用

沈家门港海底沉管隧道工程北岸出入口原设计采用模袋砂围堰作为主体结构施工平台,由于在施工过程中受到地质情况、海水涨落潮水流、模袋砂刚性等因素影响,模袋砂局部产生沉降、位移。为保证沉管隧道出入口的顺利修建,通过对模袋砂围堰沉降变形原因进行分析,并对各种加固施工方案进行比选,最终采用钢管桩加固模袋砂。并对钢管桩加固模袋砂的工艺、过程及施工效果进行了介绍。采用钢管桩加固既可以发挥模袋砂施工工艺成熟、机械化程度高,又可以发挥双排钢管桩的整体性好、刚度大、抗变形能力强等优点,是柔性与刚性体的很好结合,取得了较好的经济效益和社会效益。