双壁钢管桩竹排超大围堰设计

双壁钢管桩竹排超大围堰设计【摘要】本文介绍了XX湖大桥双壁钢管桩竹排超大围堰的设计。湖区工程采用双壁钢管竹排围堰施工，安全可靠，能够确保工期，并有良好的经济效益，是较好的施工方法之一。关键词钢管桩围堰设计双壁钢管桩竹排超大围堰是采用钢管桩受力以土封水的结构，钢管桩以槽钢连接成整体，在基础施工过程中起防水挡土作用，不参与主体结构的受力，围堰内部也不须设置隔墙。围堰大小根据工程结构尺寸而定。施工时钢管桩以振动锤打设，槽钢连接加固，两排钢管间填土封水，围堰内排水清淤硬化后，变水上施工为陆上施工。1适用范围在湖区范围或内陆河流、覆盖层厚的水文、地质条件下，及承台设置较低、需大面积封水施工的情况下，可采用双壁钢管桩竹排超大围堰的方法进行施工。作为工程抽水干施工的挡水围堰，为桥梁上部主梁现浇支架基础创造条件，并作为桥梁施工期防止船舶撞击的临时结构。2应满足的使用要求21双壁钢管桩竹排超大围堰应有足够的强度和刚度，能承受抽水后工程干施工时的内外土压力差和高水位情况下的水压力，以及施工期间航运船舶的撞击力。22钢管桩应有足够的入土深度，以保证在水平荷载作用下，有足够的稳定性。23围堰顶标高应能达到在最高施工水位时，一般情况下波浪不至于侵入工程干施工工作面。24围堰所围护的平面形状必须与工程平面形状相适应，并留有一定的工作面。3结构形式一般而言，围堰的平面型式宜根据所围护施工的工程的尺寸、形状和结构分布方式及施工条件来决定。在以往成功的经验中，小围堰宜采用圆形，大围堰则采用矩形较多，这是因为矩形围堰施工较为方便，围堰内可用的操作空间较大。围堰的宽度宜根据水深情况确定，通常为4至5米。4双壁钢管桩竹排超大围堰（以XX湖大桥主桥围堰为例）41工程概况XX湖大桥主桥为上承式拱梁加斜塔悬索的组合结构，中跨钢筋砼拱形建筑，整体造型柔和，拱上无竖杆设计。主桥长150米，主跨80米，在水下6米处设置预应力钢管混凝土拉梁。设计要求主桥为全封水干施工。根据勘测资料，湖底埋深17米范围内为黏土、亚黏土，上层覆盖层为淤泥，下层地质为（2）层亚黏土，层底埋深2438米，层厚0832米，地基土容许承载力A250KPA；（3）层亚黏土，层底埋深7387米，层厚3856米，地基土容许承载力A130KPA。工程地质情况良好。可以进行大围堰施工。42结构主要尺寸拟定根据施工条件，初步确定采用双壁钢管桩竹排超大围堰的结构型式。由于围堰面积较大，受力分析采用局部结构受力计算，由于工程工期紧，围堰内填土来不及固结就要进行排水施工，因此不考虑填土参与受力，以四排钢管桩进行受力计算。围堰施工时水面高程为13米，围堰处水位最低高程为25米。H1325围堰受水压力为EA（KN/M）EA1/2WH12其中W10KN/M3H113（25）38MEA1/210382722KN/M每米宽围堰受水压力722KN7KN0EALXFEA1/27223813718KNM0L（2375X722）DX（1188X2722X）|03813712KNM根据现场条件，拟采用219CM国标钢管。安全系数取N16，每根桩承受内力为弯曲应力MWF/N（191106）145/16173KNM每米宽围堰须打设钢管桩的根数X13712/1738每根钢管桩受剪切应力FS/IT（13718/8191106）/（191010811）156MPA85MPA安全。施工设计初步定于在施工桩号K26875K28725处设置大围堰。大围堰结构形式采用内侧横向两排间距80CM钢管桩（219CML12M60CM）外侧横向两排间距80CM钢管桩（168CML10M60CM）土围堰。其中，在主航道80米长范围内，外侧亦采用横向两排间距80CM钢管桩（219CML12M60CM）。钢管桩纵、横向采用14槽钢电焊或螺栓联系成整体，横向槽钢纵向间距为1M。围堰内外两侧用毛竹片封土，毛竹片以6CML6M150CM小钢管做支撑，外侧紧贴毛竹片放置防水帆布以防止湖水冲刷围堰。围堰内侧用6米长直径20CM木桩加168CML4M100CM钢管桩做斜向支撑（见附图），围堰顶宽50米，回填粘土并压实，上面用麻袋堆高50CM。考虑到环境因素、通航航道等级为六等及工期等要素，大围堰与南大堤间设置临时施工便桥。同时协助水上交通管理部门在水面设置交通引导标志、夜间悬挂安全警示灯等措施保证水上交通安全。围堰及便桥标高按照高出设计洪水位50CM控制。施工完成后，将围堰挖除，土方弃于指定地点，以免破坏周围环境。大围堰钢管桩采用打桩船打设，钢管桩长度由现场实际水深及水底地质情况根据计算确定；根据勘测提供水文地质资料，考虑到拉梁支撑桩系梁底高程仅为466，需要从湖底向下开挖近3米，初步确定钢管桩总长度为12M，打入土中72M左右，钢管桩顶面比施工期水位高出10M左右，钢管桩底面比拉梁支撑桩系梁底面低约50米，受力可以满足要求，计算附后。由于工期较短，而主桥又是控制工期的关键因素，拟采用四台打桩船同时打设。土方远运购买，自卸车运输，推土机配合挖掘机在钢管桩之间回填土方并压实；必要时采用船运，挖泥船卸土入钢管桩间。围堰施工时先从南大堤处开始，运土车辆从便桥上逐渐向湖中心推进。计划63天内完成围堰及便桥施工。围堰施工时，开挖基坑范围之外十米范围内用白灰作硬化处理，围堰内侧距桩3米处，设置长度6米圆木桩加长度4米钢管桩做斜撑加固。开挖基坑的非淤泥土方置于围堰内侧，兼做反压护坡道。44围堰挡墙受力验算高出桩顶部分的土,折算成平均压力,则0，土的重度16T/M3。根据图一,高出桩顶部分的土H05M。护坡桩受力计算（按HBLUM）算法计算,计算图见图二（1）换算土重度HH/H16480548177T/M32土压力系数当300，0，0，2/320，查表得主动土压力系数KA0297。被动土压力系数KPCOS2/SIN（90）1SIN（）SIN/SIN（90）26105综合土压力系数KR（KPKA）10283柱嵌固深度计算UEA/KPKAEAHKAH1774802971048732T/M2U732/16610502970787MLHU559ME05559481602974842860297054822405T/MA2/3L373MM6E/KRL2029N6EA/KRL3019068XL0685724389桩嵌入深度至少为TU12X55M最大弯矩计算XM2E/KPKA177MMMAXELXMAKPKAXM3/67512TM7512KNM应力验算E242T/MMMAX7512KNM20钢管7512KNM/758CM3991MPA242KN758CM3/8282CM430MM738MPA991/8123MPA738/892MPA根据计算，围堰采用4排钢管桩（219CM168CM）。外侧桩长10米，内侧考虑到施工影响桩长采用12米。主航道处4排钢管桩均采用219CML12M钢管，桩顶设纵向14槽钢横向14槽钢10M用12螺栓联系成整体，抽水后围堰内侧距湖底3米处设一排横向支撑，间距1米。见附图。45基底处理围堰合拢后，抽干围堰内湖水，考虑到后续工程施工连续性，拉梁需在湖底安装及上部现浇拱梁支架施工。围堰内作清淤硬化处理。湖底淤泥层较厚，清淤后，换填粘土和片石至系梁底标高，对拉梁梁位处地基作硬化处理。开挖土方堆放于围堰内侧，以增强横向抗推刚度，淤泥须清除出围堰，船运至指定地点。为了使施工机械和人员能够顺利进出围堰内作业，抽水清淤换填硬化处理后，在15和16墩中间用宕渣做一条自围堰顶至围堰内的施工便道。5安全保证措施51在距围堰10KM上下游航道处各设告示牌一个，提醒来往船只注意安全。52协助水上交