锁口钢套箱围堰运用于深水基础的可行性研究与探讨

锁口钢套箱围堰运用于深水基础的可行性研究与探讨 锁口钢套箱围堰运用于深水基础的可行性研究与探讨 【摘 要】在目前深水基础施工当中，绝大多数技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 采用单/双壁钢套箱或钢吊箱围堰。单/双壁钢围堰确实有技术成熟、可靠性高等优点，却也有着一定的限制，围堰浮运拼装对河流的通航和净高均有一定要求。本文对组合式截面围堰-锁口钢套箱围堰在深水基础施工中应用性进行探讨研究。 【关键词】深水基础;锁口钢套箱;组合截面;围堰插打 1 工程概况 武汉鹦鹉洲长江大桥2#墩为悬索桥的中主塔墩，其下部结构基础为39根φ2.8m钻孔灌注桩，承台截面为圆端矩形，顺桥向尺寸34.0m，横桥向尺寸70.0m，主墩布置见“图1-1 2,墩基础布置图” 墩位处覆盖层厚16.2,19.8m，上部为?2层新近沉积松散状粉细中砂(厚度6.7,10.0m)，下部为?3层稍密,中密状粉砂(厚度6.2,12.4 m)。 下伏基岩为二叠系下统孤峰组(p1g)生物碎屑灰岩，岩面高程-10.1,-12.8m。岩体较完整，岩质硬，强弱风化带不发育。该岩层天然抗压强度为54.60mpa,115.3mpa。 2 钢围堰结构布置 锁口钢套箱围堰由钢管主体、侧板、加劲板、阴阳锁口和止水口等部分组成，锁口式钢套箱围堰与传统钢套箱围堰所不同的是:现场安装时侧板的连接是通过锁口，而不是通过螺栓连接。 锁口钢套箱围堰总体布置见:图2-1 锁口钢套箱围堰平面图。 钢套箱围堰单片由φ150cm钢管桩外侧贴厚度为1cm钢板组成，从而形成四方形，钢管桩与外侧板设加劲肋，沿钢管桩高度方向每40cm布置一层。四方形围堰体两侧均安装锁口。 锁口式套箱围堰设计的关键部位是侧板的锁口。锁口的刚度、强度、止水功能及施工便捷程度是成功与否的关键。锁口钢套箱围堰采用双子母扣锁口结构，锁口选用φ300mm 、φ36mm两种型号的无缝钢管，子母扣结构见 图2-2 子母扣结构平面图;图2-3 子母扣连接示意图。为了便于锁口钢套箱围堰的插打施工，锁口子母扣之间间隙设置为2cm，因此锁口的封水能力不高，设计上也未要求两单片锁口钢套箱围堰侧板紧密连接。围堰的封水依靠图中阴影部分的封水填充区 ,采用导管法灌筑水下絮凝砂浆。施工中,通过锁口可以对侧板的垂直度、 平面位置进行调整。 为保证在施工中锁口钢套箱围堰底部稳定，对围堰底部进行加强，拟定在锁口钢套箱φ150cm钢管桩内进行钻孔灌注桩施工，桩径采用120cm，桩长布置为15m，其中10m桩长嵌入弱风化岩层中。 钻孔桩间隔布置，即每隔一片锁口钢套箱布置一根钻孔桩。围堰共需78片锁口钢套箱，39根管桩内钻孔桩。 3 设计计算 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 设计计算 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 : 设计施工最高水位:+24.0m; 设计流速:2.0m/s; 3.1 主要计算工况的选定 锁口钢套箱围堰施工的主要计算工况选择。 3.1.1 锁口钢套箱插打阶段，受水流冲击力等影响，单片锁口钢套箱围堰的稳定。 3.1.2 锁口钢套箱围堰插打完成后，围堰内清淤阶段，围堰内清淤降低围堰内土压力，形成围堰内外较大土压力差，检验此阶段围堰，特别的底部的稳定性。 3.1.3 完成围堰插打和钢护筒内钻孔后，围堰内抽水，围堰内外最大水头差阶段，检验围堰的整体稳定。 主要计算工况的划分和设计条件见 图3-1 3-2 3-3锁口钢套箱围堰计算工况。 3.2 进行模型建立 依据计算，最大弯矩及应力出现在第二工况阶段，第二工况结算计算如下: 工况二:围堰内清土至基底后单桩稳定 进行围堰内清理基底开挖后，管桩受到主动土压力、动水压力，被动土压力还是按土弹簧模拟， 此时土层还有一层，m=12.88。在清理前先进行围堰顶内撑施工。 模型计算如下 桩底最大支反力为f=7995 kn 参照桩底剪力对管桩内钻孔桩进行配筋。 桩底最大弯矩为m=1943 knm 参照此弯矩进行桩底配筋及计算入岩 深度。 最大变形为21.3mm 对于临时围护是可以接受的变形。 最大弯矩m=1943 knm 位置为桩底，参照此弯矩对基底嵌固桩配筋计算及入岩深度计算。 最大应力位于基底 71 mpa 3.3 围堰抗浮力计算 钢围堰面积约2836平方米，按设防水位+24.0m，基底面高程-5.5m计，围堰最大浮力为8.366万吨。钢围堰自重4842t;封底混凝土14558.4m3，重3.49万吨。 钢护筒与封底混凝土接触面粘结力: 2#墩桩基采用φ300cm钢护筒，单根钢护筒与封底混凝土接触面为61.26m2,2#墩共39根桩基，接触面共2389.2m2,粘结力取值15t/m2，即全部钢护筒与封底混凝土粘结力为3.583万吨。 钢管桩内钻孔桩摩阻力:钢管桩内采用φ120cm直径钻孔桩，桩长设计为15m，嵌入岩层10m，桩基础与岩层摩阻力取值25t/ m2，管桩内钻孔桩产生摩阻力3.67万吨。 锁口钢套箱钢管桩内注水，注水重量为4066.2t 围堰的抗浮力为:钢围堰自重0.483万吨+封底混凝土自重3.49万吨+封底混凝土与钢护筒粘结力3.583万吨+钢管桩内钻孔桩产生摩阻力3.67万吨+管桩内填充水0.406万吨=11.632万吨。围堰抗浮力大于围堰排水量8.366万吨，抗浮力系数达1.39。围堰不会上浮。 4 施工方案 4.1 施工方案简述 完成钻孔桩的施工后，拆除施工作业平台上部分辅助设置，搭设锁口钢套箱围堰插打施工作业平台，插打导向定位桩，第一道支撑的内围囹首先布置好，内围囹由截面为50cm×100cm的钢箱梁构成，沿着内围囹逐片插打锁口钢套箱围堰。插打的顺序先从上游至下游，在下游处合拢。 锁口钢套箱插打深度由进入弱风化生物碎屑岩为准，插打的位置、倾斜度均应符合设计要求。 完成全部78片锁口钢套箱围堰插打后，布置完成第一道围堰内撑，安排冲击钻机在锁口钢套箱围堰的φ150cm钢管桩中进行钻孔，钻孔桩的深度为岩层以上5m至嵌入弱风化岩层10m，钻孔桩有效桩长约为15m，完成钻孔后，按照钻孔桩的要求，下放钢筋笼，采用垂直导管法进行水下混凝土灌注。 全部锁口钢套箱的钢管桩不采用逐桩钻孔，而是每两片锁口钢套箱设置一个钻孔桩，间隔一片，均匀布置。 5 锁口钢套箱围堰初步研究结论 与常规的单/双壁钢套箱、钢吊箱围堰相比较。 优点 缺点 1.避开了双壁钢围堰浮运方案中围堰浮运施工，避免了围堰定位锚锭系统的工序;不需要大面积占用航道;不受2#墩河底防护的影响。 1. 锁口钢套箱围堰制作钢材用量较大，与双壁钢围堰方案 的钢材用量相当。 2.与双壁钢套箱围堰整体下水浮运不同，锁口钢套箱围堰为单片锁口套箱插打，施工较为便利。 2. 施工中需要进行两次钻孔桩施工:桥梁桩基和围堰底部加强桩基。两次钻孔桩施工均要布置作业平台，工序较多，材料用量较多。 3.可以克服和规避河床面高差对施工带来的不利影响。 3. 此施工方案尚未有过施工实例，没有施工经验可借鉴。 4.锁口钢套箱围堰所制作的材料均为施工常用材料，完成施工后，易于周转、回收再利用。 参考文献: [1] jtj041-2000 《公路桥涵施工技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》 [2] gb50017-2003《钢结构 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 》 [3] jtj215-98 《港口工程荷载规范》 [4] jtj 213-98 《海港水文规范》 [5] 陈绍蕃《钢结构设计原理》 [6] 华孝良 徐光辉 《桥梁结构非线性分析》