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1、鋼護(hù)筒變形原因及防治對策分析護(hù)筒、泥漿和潮汐是影響海上鉆孔樁施工安全的3個重要因素。護(hù)筒變形是海上鉆孔樁施工過程中發(fā)生最多、影響最大的事故。本工程護(hù)筒變形集中發(fā)生在南、北航道橋主塔墩:北航道橋2個主塔墩共有鉆孔樁52根,發(fā)生變形的護(hù)筒13根;南航道橋主塔墩共有鉆孔樁38根,發(fā)生變形的護(hù)筒14根。護(hù)筒變形后卡鉆高度在護(hù)筒底口以上111 m不等餑】。本工程采用的護(hù)筒直徑為3. 1 m,壁厚18 mm(少數(shù)為20mm),材質(zhì)為Q235A(少數(shù)為Q345c),底部設(shè)有0. 5。3. 0 m高的加強箍,采用振動錘下沉,人土深度25。30 m左右。圖5為南航道主塔墩鉆孔樁鋼護(hù)筒人土情況示意圖。+7. on
2、l二里海水面1.:脅。可二,C:-,:,:一 一:, 一:主麟淤泥質(zhì)亞牯土,:、j汰oj?主冀(N冀。懿影羧凌緩爹彩覯臻籀獗,N7Zr zNj、細(xì)砂 N=30,-50XZK448地質(zhì)#狀幽迎70 毯二磁15jZ二鯉.45圖5鋼護(hù)筒入土范圍示意圖Fig. 5 Schematic chart for in-soil depth of steel protective barrel由圖5可以看出,鋼護(hù)筒穿過的地層大部分為淤泥 質(zhì)粘土,其主要物理力學(xué)性能指標(biāo)為容重y=18 kN/m3, 抗剪強度指標(biāo):c=2040 kPa,印=4。,標(biāo)貫擊數(shù)N8。通過分析南、北航道橋主塔墩護(hù)筒變形數(shù)據(jù),將其變形的主要原
3、因總結(jié)如下:護(hù)筒下沉所受到的下沉力和阻力較大。根據(jù)鋼護(hù)筒沉放施工現(xiàn)場記錄可知:鋼護(hù)筒在振動錘作用下,所受到的振動力在3 5006 400 kN之間,大部分都 達(dá)到了6 400 kN。而鋼護(hù)筒壁太薄,其壁厚(18 mm) 與直徑(3. 1 m)之比僅為1/172;護(hù)筒沉放時,環(huán)向應(yīng)力過大。由于在鋼護(hù)筒下 沉過程中,鋼護(hù)筒底口土體一部分?jǐn)D人護(hù)筒內(nèi),但大 部分?jǐn)D出護(hù)筒外,護(hù)筒內(nèi)土壓力按照主動土壓力公式 計算較小,護(hù)筒外按照被動土壓力計算較大。實測在 停錘時鋼護(hù)筒端部外土壓力值為1 10 MPa,比計算的 被動土壓力還大得多,故導(dǎo)致鋼護(hù)筒端部產(chǎn)生的環(huán)向 應(yīng)力也較大。根據(jù)實測資料,護(hù)筒端部環(huán)向應(yīng)力已達(dá)38。96 MPa,而按薄壁圓管非彈性屈曲環(huán)向臨界應(yīng)力計算,護(hù)筒屈曲臨界應(yīng)力僅50-71 MPao變形鋼護(hù)筒的處理方法較多,對于直徑較小、入 土較淺的護(hù)筒最好拔出重打。由于本工程的護(hù)簡直徑 較大、入土較淺,故主要采用水下電氣法切割鋼護(hù)筒 法和千斤頂水下校正變形法。水下電氣法切割鋼護(hù)筒 法是將變形部位鋼護(hù)筒進(jìn)行水下割除,讓鉆頭順利通 過,這是一種有效、簡便處理變形鋼護(hù)筒方法。在護(hù) 筒變形部分被切割后,必須另設(shè)護(hù)筒或形成相當(dāng)于護(hù) 筒的帷幕。由于在淤泥質(zhì)粘土層中,任何局部性的加 固措施都存在較大風(fēng)險,都不能夠保證鉆孔樁的施工 安全,故在切割護(hù)筒變形部分以后,須采用多種加固
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