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        鋼板樁結(jié)構(gòu)在內(nèi)河船閘設(shè)計中的應(yīng)用

        2019-12-02 05:35:54羅彬劉淑偉賈壽良
        工程建設(shè)與設(shè)計 2019年22期
        關(guān)鍵詞:錨桿結(jié)構(gòu)施工

        羅彬,劉淑偉,賈壽良

        (1.安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司,合肥230011;2.安徽省淮南市港航管理局,安徽 淮南232007)

        1 工程概況

        沙潁河航道汾泉河楊橋船閘擴建工程地處臨泉縣楊橋鎮(zhèn),距離臨泉縣城約26km。船閘位于泉河上,楊橋分洪閘、節(jié)制閘左側(cè),上距后韓灣閘36lm,下距阜陽閘54km,級別為Ⅳ級,門檻水深、閘室長度等滿足500t 級兼顧1000t 級通航,船閘規(guī)模確定為200m×13.0m×3.5m(長×寬×門檻水深),為單線單級船閘。

        2 設(shè)計變更

        2.1 變更原因

        變更原因為:

        1)船閘原設(shè)計采用扶壁式導(dǎo)航墻結(jié)構(gòu),施工過程中發(fā)現(xiàn):原設(shè)計中上游靠船建筑物后方隔離堤與導(dǎo)航墻同樣采用了扶壁式擋土墻的結(jié)構(gòu),由于岸灘寬度較窄,放坡距離不足,擋墻施工前需首先填筑圍堰,再進(jìn)行深基坑開挖。然而由于上游靠船建筑物右側(cè)緊鄰主河道,施工過程中發(fā)現(xiàn)圍堰填筑及基坑降水等施工難度較大,繼續(xù)采用原方案施工將增加建設(shè)成本、延長施工工期,無法按照規(guī)定的工期和概算完成工程。

        2)從2000 年初開始,江蘇省開始積極推動鋼板樁在船閘、港口中的應(yīng)用,至今已建成淮安三線船閘、江陰新夏港船閘等采用鋼板樁材料的船閘,積累了大量的設(shè)計與施工經(jīng)驗[1],安徽境內(nèi)在滁州天長也有成功采用鋼板樁方案的碼頭工程實例,均獲得了較好的效果,鋼板樁結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計及施工理論也較為成熟[2]。經(jīng)建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位和監(jiān)理單位討論,以及到省內(nèi)及江蘇地區(qū)進(jìn)行實地考察后,提出將上下游導(dǎo)航墻結(jié)構(gòu)由扶壁式擋墻方案替換為鋼板樁方案,也可以進(jìn)一步促進(jìn)新技術(shù)、新材料、新工藝在安徽省水運工程領(lǐng)域的應(yīng)用。

        2.2 變更內(nèi)容

        由于后方開挖空間有限,參考江蘇已實施的鋼板樁結(jié)構(gòu)應(yīng)用于永久性船閘工程設(shè)計經(jīng)驗,最終確定采用U 型鋼板樁加雙層土錨的結(jié)構(gòu)形式(見圖1)。

        3 內(nèi)力計算

        采用理正深基坑7.0 計算軟件進(jìn)行計算,根據(jù)計算包絡(luò)圖(見圖2)可知:在雙層土錨錨碇作用下,鋼板樁頂部位移、樁身彎矩和剪力均控制在較理想的范圍內(nèi),滿足作為永久結(jié)構(gòu)使用的條件。

        圖1 計算典型斷面

        圖2 計算包絡(luò)圖

        4 變更后導(dǎo)航墻方案

        上游右岸導(dǎo)航墻長度120m,采用雙層土錨鋼板樁結(jié)構(gòu);采用冷彎U 型鋼板樁,樁長18m,樁頂標(biāo)高33.2m,樁底標(biāo)高15.2m,鋼板樁后設(shè)導(dǎo)梁,導(dǎo)梁為36c-Q345 槽鋼。錨固采用雙層分散壓縮型土錨,錨點高程31.0m、27.5m,錨桿傾角15°,土錨水平間距2.6m,錨桿自由段長度分別為6m 和8m,錨固段長度分別為15m 和19.5m,錨孔直徑180mm,錨索分別為4 束和6 束直徑為12.7mm 的無黏結(jié)鋼絞線,注漿體采用水泥砂漿,二次高壓劈裂注漿。鋼板樁墻頂設(shè)混凝土帽梁,寬度為1.2m。

        上游左岸導(dǎo)航墻長79.95m,采用雙層土錨鋼板樁結(jié)構(gòu);采用冷彎U 型鋼板樁,樁長18m,樁頂標(biāo)高33.2m,樁底標(biāo)高15.2m,鋼板樁后設(shè)導(dǎo)梁,導(dǎo)梁為36c-Q345 槽鋼。錨固采用雙層分散壓縮型土錨,錨點高程31m、27.5m,錨桿傾角20°,土錨水平間距2.6m,錨桿自由段長度分別為6m 和8m,錨固段長度分別為15m 和19.5m,錨孔直徑180mm,錨索分別為4 束和6 束直徑為12.7mm 的無黏結(jié)鋼絞線,注漿體采用水泥砂漿,二次高壓劈裂注漿。鋼板樁墻頂設(shè)砼帽梁,寬度為1.2m。

        下游右岸導(dǎo)航墻長度為100.1m,采用雙層土錨鋼板樁結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)由鋼板樁、導(dǎo)梁、土錨及混凝土帽梁組成。鋼板樁為U 型鋼板樁,樁長為19m;導(dǎo)梁為2 根25a 槽鋼組成的組合結(jié)構(gòu);錨固采用雙層分散壓縮型土錨,錨點高程29.5m、26.0m,錨桿傾角15°,土錨水平間距2.6m,錨桿自由段長度分別為6m和8m,錨固段長度分別為9m 和16m,錨孔直徑180mm,錨索6 束12.7 無黏結(jié)鋼絞線,注漿體采用水泥砂漿,二次高壓劈裂注漿。鋼板樁墻頂設(shè)混凝土帽梁,寬度為1.2m。

        下游左岸導(dǎo)航墻長度為87.1m,采用雙層土錨鋼板樁結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)由鋼板樁、導(dǎo)梁、土錨及混凝土帽梁組成。鋼板樁為U 型鋼板樁,樁長為19m;導(dǎo)梁為2 根25a 槽鋼組成的組合結(jié)構(gòu);錨固采用雙層分散壓縮型土錨,錨點高程29.5m、26.0m,錨桿傾角15°,土錨水平間距2.6m,錨桿自由段長度分別為6m和8m,錨固段長度分別為9m 和16m,錨孔直徑180mm,錨索為6 束12.7mm 的無黏結(jié)鋼絞線,注漿體采用水泥砂漿,二次高壓劈裂注漿。鋼板樁墻頂設(shè)混凝土帽梁,寬度為1.2m。

        5 變更效果

        變更采用鋼板樁導(dǎo)航墻方案后,導(dǎo)航墻造價由2161.7 萬元變?yōu)?133.54 萬元,不但造價略有降低,而且解決了基坑開挖的難題、節(jié)約了施工工期,效益顯著。

        6 結(jié)語

        沙潁河航道汾泉河楊橋船閘擴建工程已于2016 年12 月交工驗收并運營至今,通過接近3 年時間的現(xiàn)場觀測,導(dǎo)航墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,情況良好,取得了較好的設(shè)計創(chuàng)新實踐效果。通過該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用實踐證明:鋼板樁結(jié)構(gòu)不僅能作為一種臨時支護(hù)性結(jié)構(gòu),在地質(zhì)條件和施工條件滿足的前提下,完全可以應(yīng)用于永久性船閘工程以及永久性港口工程中,尤其是在一些受施工條件局限難以大范圍基坑開挖、具有干地打樁施工條件的水運工程中將大有可為。

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