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摘要:钢管桩作为一种施工方便、承载力高的结构在实际工程中应用广泛，本文就某栈桥钢管桩基础在施工过程中遇到的设备选型及停锤标准问题通过定量分析探讨一种可供今后类似工程参考的估算方法。
关键词:钢管桩；振动锤；选型；停锤
1 引言
钢管桩基础具有施工快捷、安全以及机械化作业程度高的特点，常在大型海上桥梁、港口及码头下部结构中采用，海上临时平台、栈桥也广泛地应用钢管桩作为基础。
目前钢管桩的施工方法主要有冲击锤、高频液压振动锤以及电动振动锤沉桩等几种方式。冲击锤因为打击能量大、施工效率高、桩身质量较可靠及承载力高等特点，目前仍为国内大直径钢管桩的主要施工机械。高频液压振动锤是国外广泛使用的一种桩工机械，近期开始逐步在国内推广。电动振动锤以其造价低、效率高的特点仍占有钢管桩施工市场的重要份额。下表为国内几座知名桥梁施工栈桥钢管桩或主桥钢护筒应用电动锤施工的工程实例。
表1 国内电动锤沉桩工程实例
3 贯入度控制停锤标准
一般认为，桩的贯入度与其极限承载力有着直接的关系。但现行规范并没有给出承载力与贯入度的定量计算方法，相关规定可见《建筑桩基技术规范》桩终止锤击的控制规定以及《港口工程桩基规范》第9.13条。对于冲击锤沉桩，终锤贯入度通常依据的打桩动力公式，主要有海利公式、格尔谢凡诺夫公式、工程新闻修正公式、海利公式和广东打沉管灌注桩公式等，并结合现场承载力试验确定。对于振动锤沉桩终锤贯入度控制标准目前尚没有统一公式供参考，本文根据高频液压振动锤打桩的研究进展通过建立能量平衡模型进行贯入度控制分析。
根据打桩过程中的能量平衡得如下公式：
Ru vp=βt Wt+(Fi+F0) vp
式中：
Ru——土的阻力，本次计算采用桩的极限承载力；
vp——桩的平均贯入速率；
βt——经验损失系数，取0.1；
Wt——理论输入功率；
Fi——动力体系在一个循环内的最大惯性力；
F0——振动锤与钢管桩静载。
本栈桥钢管桩的容许承载力为1315.2kN，极限承载力为2630.4kN，参数Ru取值为2630.4kN，建议采用振动锤的型号为DZ120，理论输入功率为120kW，最大激振力为823kN，振动锤与30m长钢管桩总重为52+95.125kN=147.125kN。
将上述各参数取值代入公式得vp=7mm/s。
4 结语
电动振动锤在国内中小直径钢管桩的沉桩施工中仍具有一定的竞争力，本文探讨的设备选型和终锤控制标准的计算方法为今后类似工程提供了一定的借鉴意义。
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论文作者:张丛,王丹丹
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/28
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