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。

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∅1020 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。

薄土夹层作为围堰封底层的降水可行性与阻水效应研究

【目的】为了探究含薄土夹层的水下砂层作为桥墩围堰封底层时的降水可行性及其阻水效应问题,【方法】采用FLAC^(3D)分别模拟分析了混凝土封底和薄土夹层封底围堰施工的全过程,并分析了薄土夹层厚度、渗透系数、连续性、钢管桩长度、薄土夹层顶与钢管桩底距离、混凝土垫层厚度变化等对围堰钢管桩水平变形、坑底隆起变形及坑底渗水量的影响。【结果】结果表明:有、无薄土夹层时钢管桩均在围堰主墩施工完成阶段在桩顶以下14 m处达到最大水平变形,且分别为16.36 mm和20.72 mm,均满足规范要求;在薄土夹层厚度为4 m、渗透系数为5×10^(-9)cm/s、薄土夹层沿水平方向跨度为55 m、钢管桩长度为40 m、薄土夹层顶与钢管桩间距为0 m、混凝土垫层厚度为3 m的情况下,薄土夹层的阻水效果最好。【结论】薄土夹层具有很好的阻渗性,其作为围堰封底层进行降水施工是可行的,相关研究成果可为类似的工程提供参考和借鉴。

基于模糊贝叶斯网络的钢管桩围堰安全评价研究

为探明施工过程中影响钢管桩围堰事故发生率的主要因素,降低桥梁基础工程的事故发生率,建立FBN与MIDAS模型,对围堰工程进行事前安全风险研究。首先参照条例规范与4M1E原则将主要因素统筹为人、机、料、法、环五大方面,构建起具有普适性的的风险评估指标体系,其中含有5个一级指标和18个二级指标。其次根据因素间的逻辑关系构建贝叶斯网络模型,基于模糊数理论确定根节点的先验概率,后利用Leaky Noisy-OR Gate模型计算出非根节点的条件概率,通过NETICA软件得到因素耦合效应以及主要影响因素,最后依据实际案例建立MIDAS有限元模型进行定量化分析。结果表明,主要影响因素有水流压力、土体稳定性、支护体系稳定性、焊接质量以及安全防护设备配备程度。

湖中基坑-双排钢管桩围堰受力变形分析

为便于施工,位于水域中的基坑工程通常需要施作围堰来保证施工场地干燥,但目前对围堰变形的研究尚不完善。以南昌艾溪湖隧道工程为研究背景,利用Midas GTS NX有限元软件,研究围堰宽度、拉杆位置对双排钢管桩围堰变形规律的影响,并通过将模拟计算结果与实测数据进行对比,验证了模型的合理性。研究结果表明:围堰宽度有一个合适的范围,过小过大均会造成围堰变形过大。在本工程中,围堰合理宽度范围为3.5~4.5 m,围堰宽度的改变对围堰内基坑开挖变形影响较小;综合两侧钢管桩变形来看,拉杆设置在围堰顶部0.8 m处时两侧钢管桩变形较小。

钢管-钢板桩围堰结构受力与变形计算

研究钢管-钢板桩围堰结构构件在实际受力状态下的入土深度、弯矩及变形,建立并求解基于增量法和全量法的弹性地基梁法挠曲微分方程,研究支撑道数、支撑竖向间距、钢板桩刚度、支撑预加力对围堰受力变形的影响。围堰的弯矩和位移随着支撑道数增加而下移,最大正弯矩主要出现在围堰的中下部;增加支撑道数、钢板刚度和支撑预加力可以改善围堰的受力与变形。

张靖皋长江大桥南航道桥南塔防撞方案研究

张靖皋长江大桥南航道桥为主跨2300 m的双塔双吊跨钢箱梁悬索桥,桥下船舶通航密度大、船舶平均吨位大、船舶碰撞概率高、南塔所受船撞力计算值大。经综合分析,传统被动防撞方案均不能很好满足南塔防撞要求,故提出采用锁口钢管桩围堰外挂软体护舷的新型防撞方案。该防撞方案通过在承台外围设锁口钢管桩围堰形成裙墙,在围堰外侧外挂软体护舷,并在围堰与承台之间空隙处填充耗能材料实现防撞及消能,裙墙同时兼作临时施工围水设施以及起到永久冲刷防护和船撞消能作用。为验证新型防撞装置的防撞效果并选择合适的耗能材料,进行船桥碰撞有限元分析。最终采用填充沙粒的新型防撞装置方案,该方案可削减36.68%南塔承台撞击力,防撞效果好。新型防撞方案施工简单,后期仅需对钢管桩作防腐处理,撞后便于修复,工程造价低。

不平衡受力环境下钢管桩围堰结构研究与分析

以京台高速公路齐河至济南段改扩建工程主桥P3号墩为研究背景,该工程深基坑处于黄河岸边,具有下游回水冲刷较大、距离已有桥墩基础非常近、承受不平衡水土压力作用的特点,围堰施工难度大,极易导致临近桥梁、围堰变形过大等安全问题的发生。针对工程实例,结合不平衡受力的特点,探索了钢管桩围堰支护的作用机理。通过对工程实例进行有限元建模分析,对钢管桩围堰、支撑结构的变形、强度进行分析,并对临近既有桥梁的沉降影响做了进一步分析。将有限元计算结果与实际监测数据进行对比,验证了有限元模型的合理性。结果表明:钢管桩围堰随施工的进行变形逐渐增大,变形主要集中在水土分界处,且背水面变形大于迎水面,最大变形呈现在第5分析步(施工承台结构阶段),变形值为30.40mm,位于短边水中面;支撑结构在长边左右两侧受力不均较明显,尤其在第2分析步(安装上层支撑结构阶段),最大受力发生在第4分析步(土体开挖至基坑底部阶段),最不利截面强度验算为121.47MPa<215MPa,满足要求。临近的既有桥梁最大沉降值和最大倾斜度均满足规范要求。

临河深基坑中超长锁扣钢管桩围堰变形分布研究

锁扣钢管桩围堰由于自身整体刚度大、加工制作简便、回收利用率高等优点,近年来在城市轨道交通的桥梁基础工程施工中广泛应用。为了深入研究临河深基坑中超长锁扣钢管桩围堰的工作性能,以西安市地铁10号线泾河大桥为背景,通过对坑周地表竖向沉降及超长锁扣钢管桩深层水平变形进行监测,分析了临河富水砂卵石层深基坑开挖过程中坑周竖向沉降分布规律及钢管桩深层水平变形分布规律,并研究了临河距离对二者分布规律的影响。结果表明:随着基坑临河距离的增大,坑周竖向沉降分布规律发生改变;锁扣钢管桩均发生朝向深基坑方向的水平位移,曲线均呈“弓”形分布;封底混凝土浇筑后,锁扣钢管桩深层水平变形未发生明显变化,随着临河距离的减小,向河侧锁扣钢管桩水平位移由减幅逐渐变为增幅;不同临河距离的基坑,在开挖初期,锁扣钢管桩深层水平变形分布存在差异,随着开挖的进行,“弓”形趋势愈加明显。该结论可为类似工程提供参考。

复杂地质条件下锁扣钢管桩围堰施工技术控制

复杂地质条件及周边环境会在很大程度上约束施工进展,以南沿江城际铁路跨秦淮河特大桥70#墩深基坑施工为例,对其采用锁扣钢管围堰+型钢内支撑相结合的方法。经实践证明,该方法稳定可靠、止水性好、可恢复性好、经济性较好,为大型建筑深基坑开挖支护施工积累了一定的经验,对后续类似工程具有很好的借鉴作用。

嘉陵江特大桥水中承台围堰施工关键技术

以G5京昆高速广元至绵阳段扩容工程LJ3合同段嘉陵江特大桥施工为背景,结合现场施工方案、施工技术,对水中承台围堰施工技术进行分析。嘉陵江特大桥主桥采用95 m+180 m+95 m连续刚构,引桥采用25、50、48.5 m简支T梁,该文以主桥2^(#)、3^(#)墩承台为例,水中围堰采用锁扣钢管桩形式。围堰方式遵循地理环境和水文条件、工程的用途和功能、工程的经济性和可行性等原则。施工过程中合理规划施工工序,同时进行桩基栈桥的施工和围堰引孔作业。最后重点加强对锁口的检查,做好围堰关键位置的变形监测,以保证安全施工。

锁扣钢管桩围堰施工技术及质量控制

随着桥梁、码头、水坝及河流整治等项目建设的日益增加,传统的施工方法面临着诸多挑战,尤其是在水下作业环境的安全性和可控性方面。在这种背景下,锁扣钢管桩围堰技术应运而生,有力保障了水下工程施工的安全性、稳定性以及经济性。对此,本文首先对锁扣钢管桩围堰的应用范围进行介绍,然后结合实例,对锁扣钢管桩围堰结构施工技术与质量控制策略进行详细探究,以期为类似工程提供参考。

池州长江公路大桥主桥承台钢管桩围堰施工分析

文章基于池州长江公路大桥工程背景,详细介绍了钢管桩围堰设计方案,为评估承台钢管桩围堰设计方案的安全性,通过有限元软件建立三维数值模型,模拟了基坑施工全过程,分析基坑长短两侧的地表沉降规律及钢管桩水平变形规律。进一步介绍了Z4#主墩承台钢管桩围堰施工工艺。结果表明,基坑施工对基坑长边一侧的地表沉降及钢管桩水平变形影响更为显著,并且两者都在可控范围内,说明该布置方案合理、安全。

软基低阻水比模袋砂+钢管桩组合围堰受力特性分析

在总结现有水下隧道模袋砂围堰常见断面类型的基础上,针对软土地基模袋砂组合围堰断面尺寸大、阻水比高的问题,以广州某典型软土地基沉管隧道接口段围堰工程为研究背景,提出了低阻水比的模袋砂+钢管桩组合围堰方案。同时,分析了组合围堰中钢管桩的作用机制,探讨了围堰的受力特性,并研究了其对模袋充填厚度、模袋弹性模量和充填砂内摩擦角等参数的敏感性。分析结果表明:1)低阻水比组合围堰方案具有合理性,相较于常规方案,该方案中外侧围堰沉降显著增大,但其对模袋内力的影响较小,整体稳定性良好;2)围堰顶部沉降值和模袋拉力值均随模袋充填厚度的增加而增大;3)模袋弹性模量越大,围堰顶部沉降值越小,但模袋拉力值越大;4)围堰顶部沉降和模袋拉力与充填砂内摩擦角之间存在反向非线性关系。因此建议软土地基上的模袋充填厚度控制在0.5~0.7 m范围内,充填砂内摩擦角不小于28°,并可通过在底部铺设高强土工格栅来增强对围堰顶部沉降及其稳定性的控制。

特殊条件下复合钢围堰施工技术研究

在已有研究基础上,针对钢板桩应用广泛但刚度较低、锁扣钢管桩刚度高但经济性差及止水难度大的特点,结合工程实例,针对围堰结构距水管过近、承台基坑较深且面积较大、河床地质结构复杂等特殊条件,对施工方案进行优化研究,创新性提出了钢管桩、钢板桩组合“8”字形围堰施工的技术。采用围堰钢管桩精确定位方法,开创性解决了围堰锁扣钢管桩间距控制难度大的问题;锁口内采用50%石粉+25%腻子粉+20%锯末+5%水泥的集配材料进行拌和填充,成功解决了钢管桩渗水问题;采用钢管桩、钢板桩接合“8”字型围堰的设计,大幅节省了钢管桩用量且克服了小间距承台围堰结构打架的难题,极大地提升了经济性与施工便捷性。该技术在东晓南路-广州南站连接线南段某工程中得到成功应用,各项指标合格率均为100%,取得了良好的经济效益,具有较好的推广与应用价值。

锁扣钢管桩围堰在深水基坑中的设计与应用

某高速公路特大桥2^(#)主墩位于深水中,为进行承台施工,首先进行了围堰方案比选。选择锁扣钢管桩围堰方案后,再对锁扣钢管桩围堰进行专门设计,并建立模型对其进行验算,最终得以成功实施。该桥2^(#)主墩承台实施表明,该方案切实可行,成本节约35.84%,工期节约15.17%。

C-O型锁扣钢管桩在围堰工程中的实用设计方法

随着国家对水利投资大幅增长,投融资政策接连落地见效,引水涉水工程逐渐增加,围堰作为涉水工程中重要的阻水结构,其工程应用也日益广泛。锁扣钢管桩通过施加焊锁扣与相邻节点连接,形成排桩围护结构,具有施工快捷、安装效率高、截面强度刚度大、可循环利用等优点,在深基坑支护中经常被采用。目前的研究中对锁扣桩挡土结构的力学和技术优势的讨论较少,且缺乏优化设计的方法研究。本文系统总结了不同围堰类型的适用场景和构造施工方法,并以实际围堰工程为例,详细介绍了索塔超大深基坑围堰中的设计方法,旨在优化深水基础钢围堰结构设计,为今后C-O型围堰锁扣钢管桩的设计提供参考。

中马友谊大桥主桥深水基础临时结构设计及施工技术

援马尔代夫中马友谊大桥主桥为(100+2×180+140+100+60)m混合梁V形支腿连续刚构桥,主墩均采用高承台群桩基础。该桥主墩基础施工面临珊瑚礁地层、深海、长周期波涌浪、航空限高及31个月超短工期等不利条件,桩基础采用全栈桥+钻孔平台方案施工,承台采用有底单壁钢吊箱围堰方案施工。在深水基础临时结构设计时,采用高桩大跨栈桥,应用半刚构体系将栈桥跨度提高至46.4 m;通过试桩等效水平推力试验得到钢管桩在波流循环作用下礁灰岩地层承载力设计依据;研发一种带叠合底板的钢吊箱围堰,解决了素封底混凝土开裂失效的问题。施工时,通过钢管桩打入性分析验证了大直径钢管桩在礁灰岩地层中施沉的可行性;研发高精度海浪预报系统,寻找作业窗口,保证栈桥沉桩效率;应用大刚度导向架及高精度调位系统,控制钻孔平台钢护筒基础的施沉精度;采用平台装配式整体吊装工艺,提高了恶劣海况下的施工效率及安全性;采用水封+干封二次封底工艺,保证了钢吊箱的封底质量。主桥深水基础下部结构在14个月时间完成,达到施工安全和主体结构质量控制目标。

西安地铁10号线某钢管桩围堰施工与设计优化分析

以西安地铁10号线工程为依托,采用有限元分析法,研究了桩长、圈梁、支撑位置和渗水条件对支护结构内力及整体稳定性的影响。研究表明,随着嵌固深度的增加,围堰整体稳定性系数相差不大,但对抗倾覆、隆起、流土和管涌的稳定性有较大提升;随着第4道圈梁位置的上移,围堰整体稳定性及抗倾覆安全系数减弱,最大弯矩值增大,但对围堰整体稳定性影响较弱;围堰发生渗水后的整体稳定性降低,支护结构内力出现衰减,围堰内积水影响正常施工,应尽量避免。

深水浅覆盖层锁扣钢管桩围堰关键技术研究及应用

深水浅覆盖层围堰成形难度大,施工风险高,依托香炉洲大桥31号墩基础施工,提出刻槽+锁扣钢管桩围堰工艺。利用有限元软件对围堰结构进行施工阶段分析,计算结果表明各施工阶段围堰的强度、刚度及稳定性均满足规范设计指标,并对围堰刻槽、槽内吹砂、混凝土止水墙及“先支法”施工关键技术进行研究,确保该围堰顺利实施。现场实践效果表明该工艺在深水浅覆盖层承台施工过程中安全可靠,风险可控。