无覆盖层深水低桩承台施工工艺探讨.pdf

168
2012年第1期
2012年2月
Sichuan Building Material
第38卷总第165期
无覆盖层深水低桩承合施工工艺探讨
祝天祥
(中铁十八局集团隧道工程有限公司)
摘要:本文通过对无覆盖层深水低桩承台的施工工
施工风评估对比亵
艺进行探计、分析,通过对施エエ艺的不断设计优化,米评估「评估洪水期
风险等级风险控倒措施
用克定位双壁钢興堰再询、正循环清孔的成孔エ艺,可エ艺」现目「施工交全风险
在保证施工工期、质量及安全的条件下藏少工程投入,提
钴孔存在平台冲击坍
严重、不可换免洪木期施
高工程效益。
平台胡风险较大
关键词:深水低桩承台;桩基础施エ;施工エ艺;双
先后「博圆风险
严,不可接要进免洪水期施
壁锕堰
団施
中图分类号:TU753.3
文标识码:B
文章编号:1672-4011(2012)01-0168-03
エエ艺裢基桩机洈没风险较严重、严防转移设备
础施工大
栈桥
存在伐桥冲击坍
1概述
塌风险较大
严重、不可接要{避免洪水期馗
深水低桩承台桩的施工工序(先桩后围堰〉-一般为:搭设
结孔平台冲击坍期风可控,可接受」严仿严控
钴孔平台→桩基础施工→堰施工(钢板桩、单壁钢围堰、双
平台险较小
壁钢围堰等)→钢堰抽泥(砂)清底下沉→钢围堰封底→
承台施工。本文着重探讨的的施工工序(先堰后桩)为
先图∫堰倾风除教严重、不可接受避免洪水期施
大
工
后柱施
河床清底一双钢施工定位→安装钢护箇一钢围類封エエど柱基机风较」较严、产防」移没备
底→搭设钴孔平台一桩基础施工→承合施工。经过施工工
础施工大
艺优化,该工程的质量、工期及经济效益目标均得以实现。
存在浮桥冲击源
浮桥移风险
较严重、严防移至岸边错固
2适用范剧
3,3施工质量、工期及扱资比较
(1)适用于深水底桩承合施工。
对重难点桥梁工程,施工措施复杂、投资大、质量要
2)适用于水中低桩承合施工。
求高,采用经济、合理、高效的施工工艺非常重要,通过
(3)适用于无覆盖层河桩桩基础施工。
对两种不同工艺施工质量、工期及效益进行比较可以看出,
(4)适用于次坚石(坚石)地质钻孔桩施工。
采用先围堰后桩基础+浮桥的施工工艺具有明显的质量、
3整体施工工艺选择
工期及效益优势见表2。
2
施工质量、工期及效益对比表
31地质水文情况调查
施工
质景
工期
施工投人
3,1.1河炷地质情况
工艺
河床基岩为云岩,河桩穫盖层为10-~30cm的河卵石。
桩碁础施工完成
3.1.2水文情况
后再爆石消底
先桩后
成后消底难度/备投入:施工船,
(1)常水位:77.5m;施工水位:78.5m;百年一遇坻施
对成桩影响扰动
浮吊;钢材投入:
水位:93.95m;
xr2z大河魔无着大、工期长;工序A
孔平合单独搭设,用
益层,钢护衛/奇接差
钢量大
(2)枯水期流速:0.2m/s;洪水期流速:2.5m/g
封难,易浆
(3)洪水期:~8月份
设备投人;施工船
(4)航道等级:Ⅲ级;通航孔:2孔
先围堰
浮吊;钢材投入;钠
3,2施工工艺风险评估
后桩前「施エ工工艺对成柱各工序肴接紧
为有效控制施工风险,分別对先桩后围堰和先围堰后
エ艺|无影响
密,工期短
孔平直搭设在钢围
堰上,钢材利用率
桩两种施工工艺的施工风险进行评估并做为施工工艺选择
高,用钢量少
的依据。针对两种施工工艺的异同点,分别对钻孔平台、
结构简单,加工用量少,设备投人
浮桥
钢围堰、桩基础施工及施工便桥的安全风险进行评估并汇
匚期短
总如表1施工风险评估对比表。通过风险评估可知,在无
结构复佘,施工!用钢量大,设备投入
栈桥
覆盖层的河道内施工深水桩基础采用先围后桩基+浮桥
工期长
的施工工艺比较合理。
3.4整体施工工艺设计
经过风险评估和施工质量、工期及投资比校,无覆盖
万方数括
2012年第1期
第38卷总第165期
Sichuan Building Materials
012年2
层深水低桩承台施工工艺设计为:河床爆破清底→國堰施流冲力及外部荷载组合工况下的受力情况。为进行准确的受
工定位→安装钢护筒→钢围堰封底→搭设孔平台→桩基力分析,采用有限元分析软件 ANSYS软件进行模似分析。
础施工→承台施工。选择在枯水期进行施工,洪水期内在4.1,1分析工况
岸上预加工钢围堰、浮桥、钢护筒及河桩清理等工作。钢
双壁钢围堰内抽完水后在外侧静水压力、水流冲力和
围堰、钻孔平台和钻孔的施工水位按照柳江枯水期水位进外部荷载作用下的受力组合。
行考虑。
4.1,2建模假设
3.4.1钢围堰形式选择
各杆件之间的连接假设为固接;杆件尽寸按实际加工
深水桩基承台施工,选择合理的钢堰形式是工程顺尺寸模拟;钢围堰骨架按梁单元考虑,内外钢板按膜单元
利成功的必要条件,双壁钢围堰、钢板桩围堰和单壁钢围考虑。
堰施工各有优点,比较见表3各型钢围堰优缺点比较表。4.1.3有限元分析结果
各型钢围墙优快点比较
对建立的模型进行分析,应力云图如图1所示。
钢固形式优点缺点适用条件
ANSYS
可自浮,运输定
ELEMENTS
JUN252009
位简单;结构受
22:32:55
力均匀;沉设定结构复杂,加工
圆型双壁钢位容易,定位精要求高:拼装工
适用于各种地
质条件和不同
堰
度高;刚度大,隔序复杂;用钢量
水深条件
水性好;适应水相对较大
深大,流速大;内
支撑系统简单
沉设定位难度
结构简单,钢材大;钢度小,容易
适用水深较浅
单壁钢围堰相对较省,拼装漏水;适用水深
326713883
24500
35117
校浅:内支撑系/况
4573
77583。g000
统复杂
图1双壁钢国堰应力云图
沉设定位难度
适用于河桩有
根据受力云图可知,随着水深的变化,双壁钢围堰的
钢板被駕」结构简单,/大钢度小,容易
相对较省,
漏水念巻教厚覆盖层地结构应力越来越小,钢围堰采用的型钢规格可以根据每层
水深
质条件和水深的应力大小按比率调整,以求最充分的利于每个杆件的力
较浅;内支撑系
较浅工况
学性能。
统复杂
42范工优化
342钻孔平台施工
双壁钢围堰采用分节分块预制、水上组拼、浮运到位
为进一步减少用钢量,降低工程投人,把双壁钢围堰的方式施工。施工工序为:分节分块预制首节钢围堰首节
和钻孔平台的施工综