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1钢围堰施工方案
1.1钢板桩围堰钢板桩围堰是一种传统的深水基础施工方法,基本原理是利用钢板桩作为封水结构,内支撑作为承载结构抵抗外围水土压力,形成一个综合的围堰支护系统。钢板桩是一种定型的工业产品,具有强度大,防水性能好,适用范围广等优点。钢板桩围堰施工工艺流程一般为先桩后堰,即:搭设钻机平台→打设钢护筒→进行桩基施工→打入钢板桩→水中挖基→浇注水下封底混凝土→围堰内抽水→施工内支撑→破桩头→施工承台。3#墩钢板桩围堰平面尺寸为29.5m×15.4m,高度27m,水下封底混凝土厚度3m。
1.2钢套箱围堰钢套箱围堰用各种钢构件组拼成骨架,板壁用钢板焊或铆合成一个开口箱形结构后,将其整体悬吊定位,有无底和有底两种形式,常被用于修建桩基的承台。根据本工程实际情况,采用无底钢套箱围堰,施工工艺流程一般为先桩后堰,即:搭设钻机平台→打设钢护筒→进行桩基施工→制作钢套箱→下沉钢套箱→水中挖基→浇注水下封底混凝土→围堰内抽水→破桩头→施工承台。3#墩钢套箱围堰平面尺寸为26.5m×12.4m,高度18m,水下封底混凝土厚度3m。
1.3双壁钢围堰双壁钢围堰是用角钢和钢板焊成的空腔式的壳体,一般在工厂里按设计要求制成构件,然后在船坞或船上进行拼装,入水后能自行浮于水中。双壁钢围堰施工工艺流程一般为先堰后桩,即:工厂加工制作→下水浮运到位→现场拼装成型→定位落床→下沉钢围堰→水中挖基→搭设钻机平台→打设钢护筒→浇注水下封底混凝土→进行桩基施工→围堰内抽水→破桩头→施工承台。3#墩双壁钢围堰内部尺寸为26.5m×12.4m,壁厚1m,总高度18m,分4个节段,水下封底混凝土厚度3m。
2技术经济评价
根据各围堰特点,结合现场实际情况,对钢板桩围堰、钢套箱围堰、双壁钢围堰三种方案进行技术经济评价,从而合理选择施工方案。
2.1技术评价
2.1.1地质情况虽然钢板桩围堰适用于各类土层,但由于其需要保证较大的入土深度,一般为桩长的1/4~1/3,本工程下卧层为卵石、砂岩,会增加施工难度和施工费用。而钢套箱和双壁钢围堰一般要求围堰底着岩即可,本工程的下卧层会相对降低其施工难度、节约施工成本和工期。
2.1.2水文情况在水文情况中,影响围堰选型的主要是流速和河床冲刷影响。本工程流速较小,对三种钢围堰的影响都较小,局部冲刷线为637m,三种钢围堰都需加大入岩深度。
2.1.3挡水高度钢板桩虽然可以接高,但常用的钢板桩标准长度为12m和18m,钢板桩围堰内支撑设置间距一般为2~3m,且内支撑设置不宜超过4道,否则影响施工周期,因此钢板桩围堰的挡水高度一般不宜超过11m。由于其本身强度、刚度的局限,在承台较深时,需设置强而密的支撑,对后续的承台及墩身施工干扰很大,不宜在水位较高的情况下使用。钢套箱围堰由于其结构受力特点,其挡水高度不宜超过6m,否则经济性会急剧下降。双壁钢围堰整体刚度大,一般采用分段隔舱式,压重下沉,在挡水高度较小时,由构造控制设计,反而经济性较差,因此双壁钢围堰适用于挡水高度大于8m的深水围堰。
2.1.4安全性由于桥位河段11月下旬至2月下旬凌汛,而年较大洪水集中发生在7月和9、10月两个时期,并且基础工程较大,一个枯水期很难完成,大桥施工需考虑渡洪安全。双壁钢围堰能承受较大水压,可接高,不怕洪水淹没围堰,也不怕下沉时翻砂,施工十分安全可靠,只要及时在围堰内封底,就能安全渡洪,保证7~10月份洪水时期能正常施工。钢板桩和钢套箱围堰的整体强度和稳定性均不及双壁钢围堰,不能满足渡洪要求。
2.2经济评价
2.2.1劳动消耗
2.2.2主要材料消耗
2.2.3主要机械使用
2.2.4造价通过计算,3#墩钢板桩围堰造价300万元,钢套箱围堰造价280万元,双壁钢围堰造价490万元。
2.3多指标综合评价
通过对上述地质情况、水文情况、挡水高度、安全性等技术指标及劳动消耗、主要材料消耗、主要机械使用、造价等经济指标的分析,采用多指标综合评分法评价钢围堰方案的优劣。通过计算,双壁钢围堰总得分最高,再经专家评审,反复论证比选,最后拟定实施方案采用双壁钢围堰方案。
3结语
钢板桩围堰、钢套箱围堰和双壁钢围堰作为常用的围堰类型,均有各自的结构特点和适用情况,在进行深水围堰工程的结构选型时,要根据工程的具体的环境条件,围堰结构的适用条件,并结合工程设计因素来确定最终方案,使工程项目达到最优的综合效益。本文钢围堰比选方法取得了良好的工程实践效果,为类似工程的施工方案比选提供有益的经验。
作者:张倩于剑丽潘宇威单位:黄河勘测规划设计有限公司