基础工程设计l — En#neeri~fDesignoftheGround[
不 平 衡 土 压 作 用 下 锁 口 钢 管 桩 围 堰 的 设 计 与 施 工
Design and Construction of Locking Steel Pipe Pile Cofferdam
der 6alanced Earth Pressure
王 启
(中国铁路广州局集团公司长沙工程建设指挥部，长沙 410007)
WANG Qi
(ChinaRailwayGuangzhouBureauGroupChangshaConstructionHeadquarters，Changsha 410007，China)
【摘 要】锁口钢管桩围堰是桥梁水中承台施工常见的一种围堰形式，与单壁钢套箱围堰、钢板桩围堰等相比，其具有加工制作简单
快速、施工工期短、整体刚度大、材料回收利用率高、平面布置适用性强的特点。论文将着重论述桥墩水中承台施工中锁口钢管桩围
堰在不平衡土压务件下的设计与施工要点。
【Abstract]The locking steel pipe pile cofferdam is a eomm_on type of cofferdam in the construction of bridge water bearing platform．
Compared with the single wall steel cofferdam and steel sheet pile cofferdam，it has the characteristics of simple and rapid processing，short
construction period，large rigidity,high material recovery and s~ong applicability ofplane layout．This paper will focus on the design and
constructionpointsofthelockingsteelpipepilecofferdamundertheconditionofunbalancedearthpressureintheconstructionofthepierinthe
water．
【关键词】锁口钢管桩围堰；不平衡土压；设计与施工
【Keywords】lockedsteelpipepilecofferdam；unbalanceearthpressure；designandconstruction
【中图分类号1u445．5Y9 【文献标志码IB 【文章编号】1007—9467(2018)09—0053．02
[DOff 10．13616／j．cnki．gcjsysj．2018．09．225
1 工 程 概 况
武汉某大桥 3 墩承台基础采用 2O根 咖2．8m钻孔灌注
桩，桩基按端承桩设计 ，桩底持力层为微风化灰岩。承台为哑
铃形，顶高程+12．0m，厚 6．0m。采用直径 3．1m，壁厚 18mm的
钢护筒，插打至岩面。
2 设 计 参 数
2．1施 工 工序
河床清理至+12．Om，对于靠江中心侧河床低于+12．0m范
【作者简介】王启(1981一)，男，山西临猗人，工程师，从事铁路站场
及大中型旅客站房改造等工程建设管理与研究。
围，在汛期施工，不考虑回填，对于围堰两侧不平衡土压力，利
用 2根锚桩承受；下放顶、中层圈梁到位，插打锁口钢管桩；围
堰内吸泥至+6．Om，水下安装+6．5m处底层圈梁；继续吸泥至+
2．5m，封底；待封底达到强度后，围堰内抽水；拆除+6．5m处底
层圈梁，施工承台l11。
2．2 水位
按照工期安排，3 墩锁口钢管桩围堰的插打处于高水位，
所以围堰顶高程设置为+22．0m，围堰最高抽水水位为+18．0m。
2．3 河床
3 墩承台范围内河床最低按+5．0m考虑 ，主要分布在靠汉
阳侧的上游区域，其余位置河床均按清理至+12．Om考虑。岩面
高程取一3．21m计算，覆盖层按最下层 1．4m厚粉砂层 ，其余均
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l工程建设与设计 l Construction&DesignForProject
为粉质黏土层计算。
3 材 料 选 型
锁口钢管桩采用 q5820mmx14mm钢管桩 ，桩间距 1．1m，每
米管桩截面系数 W=6 385cm，；采用 ~b245mmx6mm钢管和 I22a
工字钢作为阴，阳锁口。在+20m、+13m和+6．5m处各设置 1层
圈梁 ，顶层圈梁采用 2HW588，中层圈梁采用 2HN90Ommx
300mm，底层圈梁采用 2HN700mm~300mm。中层圈梁采用
Q345B，其余材料除精轧螺纹钢和贝雷梁外，均为 Q235B。
材料容许应力：Q235B钢材 ：容许正应力[0-]=170MPa，容
许切应力[r]=100MPa。Q345B钢材 ：容许正应力[o"1=240 MPa，
容许切应力[r]=140 MPa。贝雷梁：容许正应力[o-]=210 MPa。
4 围 堰 计 算 工 况
考虑到 3 墩承台范围内靠近江中心的一侧河床较低 ，另
一 侧河床较高 ，围堰两侧受力不平衡，取定围堰外一侧河床高
程为+12．0m，另一侧河床高程为+5．0m，采用 MIDAS建立整体
模型。锚桩与土接触部分采用土弹簧进行模拟，靠武昌侧上游
新制两根同主体结构相同的锚桩，锚桩与围堰在+18m处通过
拉杆连接，以承受不平衡土压力。部分土压在钢管桩变形后变
为被动土压，计算时，作为安全储备，不予考虑。按照施工阶段
进行计算分析，考虑前一阶段变形对后阶段的结果影响和叠
加。分以下 4个工况计算分析：(1)工况 1：锁口钢管桩围堰插
打完成，围堰内吸泥至+6．Om，此工况下计算围堰人土深度 、锚
桩受力；(2)工况 2：底层圈梁下放完成后围堰内继续吸泥至+
2．5m，此工况下计算围堰入土深度、圈梁内力、锚桩受力；(3)
工况 3：封底完成后 ，围堰抽水，此工况下计算管桩内力、圈梁
内力；(4)工况 4：拆除底层圈梁，此工况下计算管桩内力、圈梁
内力和锚桩受力。考虑重力情况下 ，以上 4种工况受力条件输
入模
不平衡土压作用下锁口钢管桩围堰的设计与施工（论文）.pdf
