围堰封底混凝土与钢管桩粘结力模型试验研究

目前跨江河大桥常采用围堰进行下部结构施工,围堰主要靠钢管桩和封底混凝土之间的粘结力抵抗水浮力和其他荷载,为研究围堰封底混凝土与钢管桩间粘结力的主要影响因素,并得到粘结力的可靠取值,制作了4组9个围堰封底混凝土与钢管桩粘结力模型。模型中部采用中空钢管模拟钢管桩,下部的封底混凝土按现场施工工艺浇筑,在钢管桩上部设置反向牛腿与下部封底混凝土构成自平衡加载体系,中间采用千斤顶模拟实际围堰的受力状况进行分级加载试验,并进行了仿真计算分析。结果表明:C25封底混凝土粘结力为0.3~0.54 MPa,目前设计使用的粘结力经验值偏安全;混凝土强度等级越高,粘结力越大;封底混凝土厚度与钢管桩直径的比值对粘结力影响不明显;施工工艺和钢管桩表面状态对粘结力影响较大。     

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。     

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥围堰设计

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥为跨度85m的连续组合梁结构,其基础采用钢管复合桩基和预制墩台结构,基础采用无内支撑结构的双壁锁口钢套箱围堰施工。围堰长17.6 m、宽13.4m、高23.2m,壁仓厚0.75m。围堰设计成可拆装式结构,平面分为8块,各分块之间采用榫头式锁口与螺栓组合的方式连接。围堰主要由侧板、水平环板与竖隔板、围堰接缝三部分组成。根据施工过程中围堰受力的不同,分4个工况,采用有限元软件MIDAS Civil 2006及ANSYS建立各工况的有限元模型,分析围堰及封底混凝土结构的位移及应力。结果表明,在各个工况下,围堰及封底混凝土结构的最大位移及应力均小于规范允许值,满足规范要求。表明围堰在施工过程中受力安全、结构合理。     

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。     

锁口吊箱围堰在Padma大桥施工的应用

孟加拉国Padma大桥主桥水中主墩采用超长大直径倾斜钢管桩基础、高桩承台结构。研究设计锁口单壁钢吊箱围堰作为桩内处理及承台施工的挡水结构。围堰平面为圆形布置,由底板、侧板、空间桁架式吊架及吊杆等组成,底板和侧板间、吊架与底板、侧板间均采用■mm精轧螺纹钢筋连接,侧板间采用锁口连接。除底板及封底混凝土范围吊杆外,其余构件均可倒用。围堰分块制作,拼装成整体后利用浮吊整体吊装。锁口吊箱围堰在Padma大桥得到了成功应用,可为类似工程提供借鉴。     

重庆官栈河大桥主桥主墩基础锁口钢管桩围堰加固

重庆官栈河大桥主桥为(62+110+62) m三跨连续刚构桥,主墩基础采用锁口钢管桩围堰施工。围堰施工正常水位+325.300 m,施工期控制水位+330.500 m。在该桥主墩围堰完成四周锁口钢管桩插打及前4道内支撑安装后,因极端天气原因,长寿湖水位上涨到+332.200 m,危及围堰安全。为解决钢管桩围堰的安全问题,提出采用水下施工内支撑的加固方案。待围堰内部水头与外部保持一致后,将已经插打的锁口钢管桩加高至标高+334.000 m,拆除已安装好的4道内支撑,重新安装6道内支撑。采用MIDAS Civil软件分别建立加固前、后钢管桩围堰结构有限元模型,分析钢管桩及内支撑的受力安全与稳定性。结果表明：施工控制水位+330.500 m下,围堰结构最大正应力由加固前的162.6 MPa下降到加固后的82.3 MPa,下降了49.3%;承载水位可从施工控制水位+330.500 m增加到目标控制水位+333.500 m,且强度和刚度等均留有一定储备。水下施工内支撑的加固方案可提升围堰的承载能力。该桥围堰加固后整体受力效果良好,已顺利完成承台浇筑施工。     

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。     

锁口钢管桩围堰逆作法施工技术

锁口钢管桩围堰在桥梁基础施工中逐渐得到广泛的应用。结合工程实践提出了深水逆作法锁口钢管桩围堰成套技术,解决了常规顺做法钢管桩围堰变形大、整体稳定性相对较低、适应水深浅等不足。以鄱阳湖二桥36号主墩深水基础施工为例,详细介绍了逆作法锁口钢管桩围堰的结构设计及施工技术,对围堰进行数值分析及应力监测。该技术较好地满足了工程经济性和安全性要求。     

基坑锁口钢管桩围堰的受力行为分析

锁口钢围堰以其良好的经济效益及施工特点常广泛应用于桥墩基坑开挖过程中,但基于其复杂的结构特征,致使其受力特征较为复杂。该文以某大桥北岸主墩承台开挖基坑过程中所采用锁口钢管桩为例,详细分析其在施工过程中的受力特性。在3种主要不利荷载工况下,基于有限元分析软件,建立了锁口钢管桩三维整体模型。分析并验算了典型不利荷载工况下,锁口钢围堰结构的变形、强度及稳定性。数值计算结果与规范值对比分析表明锁口钢围堰结构在施工过程中满足规范要求的强度、刚度及稳定性要求,具有良好的受力性能。     

嵌岩低桩承台锁口钢管桩围堰设计与施工技术

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥为(48+144+320+144+48) m无砟轨道钢箱桁组合梁斜拉桥。桥塔墩位于通航河道内,桥位处河床覆盖层浅,基岩强度高,基础由大直径钻孔桩和矩形嵌岩低桩承台组成,承台采用锁口钢管桩围堰施工方案。G33号主墩围堰平面设计尺寸54.56 m×28.52 m,锁口钢管桩采用Q345B材质■1 020 mm螺旋钢管,长28 m,钢管桩之间采用C-T形锁扣连接;围堰设置4层内支撑,单层内支撑设3道对撑,内支撑四角设型钢斜撑;基底设置混凝土垫层参与围堰结构受力。围堰采用XR360旋挖钻机在岩层中引孔,孔内换填细砂后插打钢管桩,钢管桩壁内、外两侧换填砂采用高压旋喷注浆加固。围堰设置智能化监测系统,对围堰受力、变形等进行实时动态监控。实践证明,该桥围堰结构安全可靠、止水效果良好、施工快捷高效。     

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。     

可拆装式双壁锁口钢围堰施工技术

宜宾金沙江公铁两用桥全长1 874.9m,主桥为跨径(116+120+336+120+116)m的钢箱系杆拱桥。上层桥面为4线高速铁路,下层为6车道城市快速主干道。主桥3号主墩位于河槽右侧浅滩处,主墩承台采用可拆装式双壁锁口钢围堰施工,局部受力较大位置采用厚20mm的钢板,围堰内支撑分为顶、底层2层内支撑结构,顶、底层间通过联结系连接成整体。采用船舶分块运输,内支撑现场拼装,围堰下沉及止水锁口桩插打,水下混凝土封底的方法施工。实践表明,采用可拆装式双壁锁口钢围堰施工快速、止水效果好,成功完成了3号墩围堰的封底施工工作,取得了较好的经济效益和社会效益。     

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。     

锁口钢管桩插板围堰设计与施工技术要点

经过技术经济等多方面的比较,青岛海湾大桥李村河互通立交较浅水域承台施工采用锁口钢管桩插板围堰技术,取得了较好的施工效果.重点介绍了锁口钢管桩插板围堰的设计与施工技术要点.     

锁口钢管桩围堰施工与工艺控制

介绍灌河大桥23号索塔承台采用锁口钢管桩围堰的旋工技术与工艺控制。施工实践表明：在淤泥质软土地区,锁口钢管桩充分发挥了其锁口止水的功能,是一种适宜的围堰方式,合理的方案和工艺是承台顺利施工的保证。     

无底双壁钢套箱围堰封底混凝土施工工艺及仿真分析

结合马鞍山大桥工程实例,介绍无底双壁钢套箱封底混凝土施工方法。采用ANSYS软件建立有限元仿真分析模型,计算封底混凝土达到设计强度后,关闭连通器,开始抽水工况下,无底双壁钢围堰外壁受水流力及静水压力作用,封底混凝土底受浮托力作用下无底双壁钢围堰壁体结构各构件、钢管撑强度及稳定性,封底混凝土的受弯承载力和握裹力验算等。     

港珠澳大桥海中桥梁工程埋置式承台施工方案

港珠澳大桥海中非通航孔桥承台为埋置式(最大外形尺寸16m×12m),采用预制安装工艺,通过后浇混凝土与桩基连接。为克服桥址复杂的地质情况及自然条件,承台采用3种施工方案施工(大圆筒干法安装、分离式胶囊柔性止水、无内支撑结构双壁锁口钢套箱围堰),分别利用大圆筒、钢围堰和分离式胶囊止水结构(安装在承台和钢管桩结合处)、钢套箱围堰和封底混凝土创造干施工环境,进行墩台整体安装和后浇混凝土施工。大圆筒利用大型浮吊和八锤同步液压振动锤组进行海上打拔;分离式胶囊止水结构主要由环形托盘、内侧止水胶囊、顶面GINA止水带以及张拉收紧装置组成;双壁锁口钢套箱围堰采用分块拼装,整体下沉、整体拆除的工艺。从适用性、施工效果、便捷性及经济性等方面对比分析3种施工方案。实践表明,3种施工方案均能较好地克服恶劣海况的影响,有较好的适应性和施工效益,能在预定时间内完成承台施工。     

池州长江公路大桥4号主墩钢围堰施工技术

池州长江公路大桥主桥为(3×48+96+828+280+100)m混合梁斜拉桥,4号主墩承台位于大堤压浸台的二级台阶迎水斜坡上,临近长江主航道,基坑开挖达10m,大堤侧与临江侧有较大不平衡土压力。针对此难题,通过围堰方案比选,采用锁口钢管桩加内支撑围檩结构围堰,锁口钢管桩采用刚度相对较大的820×10主钢管,钢围檩采用H型钢(沿管桩围堰四周设置2层),围堰结构受力合理。施工时,先安装第一层围檩,以第一层围檩为导向,采用DZ120振动锤施打钢管桩,控制垂直度,优化合龙工艺,完成钢管桩围堰施工。基坑土方开挖前,利用弃土修筑临江侧反压坡道,抵消不平衡土压力。基坑采用分层台阶法开挖,在枯水季节干挖土方。施工监测结果表明,围堰结构安全稳定,大堤结构安全,抗渗性能良好。