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浅谈锁口钢管桩围堰施工在桥梁工程应用 　　摘要: 本文结合工程案例，首先介绍锁口钢管桩围堰工作原理，分析了围堰设计要求规范，详细介绍钢管桩围堰施工工艺及方法措施。 　　关键词: 桥梁工程；钢管桩;围堰; 设计; 施工 　　Abstract: combining with engineering case, first introduces lock mouth steel pipe pile cofferdam working principle, this paper analyzes the design requirements specification cofferdam, detailed introduction steel pipe piles construction technology and method cofferdam measures. 　　Keywords: bridge engineering; Steel pipe pile; Cofferdam; Design; construction 　　 　　 　　中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号： 　　1 工程概况 　　 本大桥梁全长528. 16 m，主桥长280 m，为预应力混凝土连续钢构 －混凝土钢管拱组合桥，主桥跨径布置为75 +130 +75 m，其中5#、6#主墩为群桩基础分离式实体墩，承台尺寸为35. 0 m×13. 5 m×4. 0 m，承台底标高为106. 182 m，承台顶标高为110. 182 m。桥位处常水位为114. 4 m，水位变化为±2 m。 　　2 锁口钢管桩围堰工作原理 　　 钢管桩围堰是将单片钢管桩逐片插打入土中，相邻桩间通过锁口拼接，形成能阻水和有一定强度的连续结构物。其工作原理为: 利用机械挖出及清除( 或抽砂方式) 围堰内泥砂，并在清除过程中根据结构的安全性要求设置必要的内支撑，达到设计标高后，根据围堰内基底透水情况，选用水下浇筑或直接干处方式完成封底混凝土施工，最后抽干围堰内积水，形成安全、无水的承台施工空间。基础或承台施工完成后，向围堰内回填砂土，达到内外平衡后即可用吊机配合振动锤将钢管桩拔出。 　　3 围堰设计 　　 由于钢管桩围堰在施工期间要承受较大的外围主动土压力、静水压力、施工荷载等作用，因此应对整个围堰进行验算，并综合考虑施工偏差和承台施工的立模空间，最终确定竹洲大桥主墩承台锁口钢管桩围堰平面内尺寸为38. 0 m×15. 8 m，钢管桩顶标高为115. 5 m，打入软岩层深度≮1 m，钢管桩长12 m，截面尺寸为520 mm×8 mm，并采用100 mm×50mm × 6mm的 L 型钢两两组合成阴阳锁口。由于桩径较大，桩尖不封闭有利于桩下沉，故桩尖不采取桩靴封闭加强，而采用桩尖补强圈补强，即在桩尖钢管50cm处外焊10mm厚的钢板补强圈。为确保整个围堰的稳定性，在基坑地表以下50cm处利用400mm×10 mm的钢管设置一道内支撑。为利于承台及后续桥墩身的施工，内支撑设置成斜撑形式。锁口钢管桩构造如图1所示。 　　 　　图1 锁口钢管桩构造示意图 　　4 锁口钢管桩围堰验算 　　4. 1 围堰钢结构强度 　　 由于基坑开挖采用不排水开挖，钢管桩的不利工况如下: ( 1) 开挖至支撑处，支撑未安装; ( 2) 抽水至封底混凝土顶( 承台底) 。在基坑开挖过程及开挖完成后，钢管桩外侧承受静水压力、主动土压力、施工荷载等3 种荷载作用。采用 MIDAS 对其进行整体建模验算，验算结果见表1。 　　 表1 锁口钢管桩围堰计算结果表 　　围堰部位 弯曲应力( MPa) 剪应力( MPa) 组合应力 变形( mm) 　　工况一 13. 2 22. 5 26. 8 1. 2 　　工况二 29. 3 65. 2 71. 5 3. 5 　　4. 2 封底混凝土抗浮验算 　　 封底混凝土厚度 h =0. 5 m，长 a =38. 05 m，宽b = 15. 84 m，则: 　　 混凝土自重G =a×b×h×g =38. 05×15. 84×0. 5 × 25 = 7534 kN; 　　 水浮力 G1= ρ gv = 38. 05 × 15. 84 × 8 × 10 =48216 kN; 　　 封底混凝土与钢管桩之间的摩擦力为: 　　 F1= s × τ = ( 38. 05 + 15. 84) × 0. 5 × 2 ×120 + 2× 3. 14 × 21 × 0. 5 = 6533 kN; 　　查路桥计算施工手册，τ 取120 kN/m2。 　　 封底混凝土以上钢管桩与土体的摩阻力按1/3极限摩阻力计算，得: 　　 F2=