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深水承臺鎖扣鋼管樁圍堰設計應用研究分析
為了對深水承臺鎖扣鋼管樁圍堰的設計應用進行研究分析，以某新建高速鐵路橋梁工程為背景，選取鎖扣鋼管樁圍堰和雙壁鋼圍堰兩種圍堰方案，從可行性和經濟性2個角度對2種圍堰措施進行對比研究，結果表明：在深水承臺下采用鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工是可行的，并且相對于雙壁鋼圍堰具有更強的適用性；采用鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工將節約鋼材量和混凝土量，并減少挖方量，具有良好的經濟效益。近年來，隨著我國高速鐵路的不斷發展，橋梁建設事業也得到飛躍發展，在跨越大江大河時，常出現橋梁承臺和基礎在深水條件下施工的情況，為了保證樁基承臺的正常施工，往往需要修筑臨時性的圍堰結構，而合理地選擇圍堰結構是保證整個工程項目施工安全和質量的重要前提。隨著橋梁施工技術的不斷進步和施工機械的不斷發展，各種圍堰的應用變得日益廣泛，其中，在深水基礎以及復雜地形情況下，鎖扣鋼管樁圍堰逐漸成為首選輔助措施。
結合以往的設計施工經驗，針對鎖扣鋼管樁圍堰的應用研究也越來越多，浙江浙江鋼業有限公司分析探討了鋼管樁直徑、壁厚和與樁長3個因素對鎖扣鋼管樁圍堰有限元模型抗彎剛度的影響，結果表明，冠梁是影響抗彎剛度的一個重要因素，鋼管樁采用的直徑和壁厚愈小、埋置的深度愈大，冠梁對抗彎剛度的影響就愈強；研究認為，在軟弱土質地段，鎖口鋼管樁的鎖口止水功能可以得到很好的發揮，而合理的方案和工藝是保證承臺順利施工的保證；通過某個具體的工程項目，探討了不同圍堰的優缺點，并闡述了復雜地質情況下水中鋼管樁圍堰的施工工藝和方法；著重分析了封底混凝土厚度對鋼管樁受力的影響，分析表明，隨著封底混凝土厚度的增大，鋼管樁最大應力值呈現先減小、后保持不變的趨勢；研究表明，采用鎖扣鋼管樁圍堰進行承臺基礎的施工，可以提高施工效率，并節省投資。通過以上研究分析可以看出，在深水基礎及復雜地質情況下，采用鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工具有良好的施工效果，但目前針對鎖扣鋼管樁圍堰的經濟性研究還較少，為此，本文結合一項工程實例，首先對采用鎖扣鋼管樁圍堰進行輔助施工的可行性進行了驗證，然后從經濟性對鎖扣鋼管樁圍堰進行了研究探討，為以后鎖扣鋼管樁圍堰的設計施工提供一定的依據。
雙壁鋼圍堰具有自身強度大、剛度大、穩定性好等特點，在深水基礎施工中應用較為廣泛，但是圍堰施工工藝比較復雜，有圍堰加工、下水、浮運、定位、接高、著床、下沉、封底等施工過程，并且需要大型吊機、大型運輸船等大型機械配合完成，同時，雙壁鋼圍堰所需要的鋼材種類、規格較多，用鋼量較大，鋼材的回收率較低，經濟性較差。鎖扣鋼管樁圍堰同樣具有自身強度大，剛度大，穩定好等特點，由于鋼管強度較大，因此，圍堰內部的內支撐可以相應減少，并且鎖扣鋼管樁的適應性很強，可以根據不用的環境和使用要求，選擇相應的鋼管直徑和壁厚，同時，鎖扣鋼管樁圍堰的回收率高，成本較低。由于本橋跨越處河流兩側坡度較陡，大型機械進入困難，同時對于泥巖條件，鋼板樁插打比較困難，綜合比較，本橋設計采用鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工。
根據本項目水文地質情況，分別采用雙壁鋼圍堰和鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工，其工程量匯總見表。由表可以看出，采用鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工，鋼材總量、混凝土總量和挖方總量顯著減小，同時，根據以往的工程經驗，采用鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工可以減少施工工期，具有良好的經濟效益。本文針對深水承臺下鎖扣鋼管樁圍堰設計的可行性和經濟性進行了研究探討，結果如下：在深水承臺下采用鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工是可行的，并且相對于雙壁鋼圍堰具有更強的適用性。采用鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工將節約鋼材量和混凝土量，同時減少挖方量，具有良好的經濟效益。在深水承臺和復雜地質條件下推介采用鎖扣鋼管樁圍堰輔助施工。
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