摘 要：在覆盖层薄且钢管桩桩位于斜坡上时，钢管桩打设难度极大且打设后的稳定性难以保证。本文以南湾湖风景区AK3+131桥钢便桥钢管桩打设为例，提出一种可解决水中浅薄覆盖层斜坡上钢管桩打设问题的施工方法，并从理论和实施上予以验证。这对加快钢便桥搭设进度、提高钢便桥搭设期及使用期的安全性、降低搭设成本有重要意义，可为类似工程提供参考。 关键词：浅薄覆盖层；斜坡；钢管桩打设
1.引言
钢便桥即装配式建筑贝类桥，因其具有结构简单、运输方便、架设快捷、载重量大、互换性好、适应性强的特点，广泛应用于交通工程、市政工程建设中，是我国应用最为广泛的组装式承重构件。尤其是在上水桥梁施工时，常采用钢便桥作为施工便道和打桩平台。钢便桥的下部支撑结构为钢管桩，钢管桩稳定性是保证钢便桥整体稳定性的关键。工程上钢便桥常用的钢管桩采用无缝钢板卷制，刚度大，竖向支撑能力强，但对于较硬岩石地基，则无法打入，
钢管桩的入土深度和抗倾覆能力不能满足使用要求。本文中所述浅薄覆盖层是指岩石层以上的、钢管桩可打入的土层厚度薄，此种情况下钢管桩入土深度不足以支撑其稳定性和承载力要求。本文针对此种情况采用了钢管桩内钻孔、插钢棒、浇筑混凝土的方法增加了钢管桩的抗倾覆能力。
2.工程简介
本文的研究对象南湾湖风景区生态水运码头项目AK3+131桥钢便桥。钢便桥主干道净宽6m，总长162m，桥跨按1×（4×12m+1×6m）+1×（5×12m）+1×（4×12m）布置，共3联14跨，钢便桥桥面标高+108.1m（比现状水位+103m高5.1m，高于设计高水位4.6m）。钢便桥基础采用Φ630mm（δ8）钢管桩，毎墩由四根钢管桩组成，桩间距纵桥向为3m，横桥向为4.5m，墩中心纵向间距9m。每墩每2根桩设2道平联、2道剪刀撑，两桩之间的支撑形成“X”字形布置，每墩4根桩连接成马凳结构。
图一 钢便桥总平面布置图
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根据设计资料，栈桥施工区岩土层分布情况由上至下为：①粉质粘土（青灰，可塑，干强度中等，韧性一般，切面稍光泽，夹少许碎石。层厚0-1.5米）、②全风化片岩（黄褐，原岩结构基本破坏，岩芯呈柱状，手掰易散呈砂砾状，遇水易软化。层厚2.50-14.70米）、
图二 钢便桥纵断面图
3.施工工艺简介
打设钢管桩前，由专业潜水员对钢管桩桩位处进行整平处理。插打钢管桩采用“钓鱼法”施工，用70T履带吊车配合DZ90型振桩锤施打钢管桩。测量人员复测钢管桩偏位、倾斜度、
顶标高，符合要求后，立即焊接平联、剪刀撑。根据每根桩实际桩长，焊接水下剪刀撑及平联（桩长10m以上）。平联完成后，用轻型钻机对四根钢管桩进行冲孔（孔径8cm），冲孔结束后沿着轻型钻机的套管下放直径为7cm的钢棒，随后浇筑水下混凝土。待水下混凝土强度达到设计强度50%后，在钢管桩内灌入中粗砂至钢管桩顶面以下25cm。
4.1承受荷载
因单排（2根）钢管桩整体稳定性不能满足要求，故单墩采用4根钢管桩互相连接形成整体。按照控制工况：70t履带吊（自重60t+吊重15t=75t）和8方混凝土罐车（自重13.1t，+满载28.8t=41.9t）由上至下进行受力计算，单根钢管桩承受竖向荷载为229.98KN。钢管桩承受的水平荷载主要为风荷载，按8级风计算，最大风压240N/m2。
4.2钢管桩受力验算
4.2.1强度验算
单根钢管支墩Φ630mm×8mm，其承受的允许压力[N]=πDδ[σ]=3.14×0.63×0.008×215000=3402.50kN>R=229.98kN
故钢管桩强度满足要求。
4.2.2压杆稳定性验算
钢管的回转半径i=(I/A)0.5=(D2+d2)0.5/4=0.22m
电脑点菜式中：D—钢管外径
d—钢管内径
票贩子为什么叫黄牛长细比λ=μL/i=1.0×7.768/0.22=35.31。
L—杆件几何长度，取由于在钢管桩底向上10米处设置平联，平联间用剪刀撑连接，故取L=7.768m
钢管桩属于压弯构件，需要计算其在弯矩作用平面内的整体稳定性，根据《钢结构设计标准》（GB50017-2017），其稳定性可按下式计算：
22世纪杀人网络式中：N—构件轴心压力设计值（N），为229980N；
N’EX—参数，按N’EX=π2EA/(1.1λ2x)计算，结果为1471028418mm；
A—钢管桩毛截面积，A=π*D*δ=15825.6mm2；
φx—轴心受压构件稳定系数，根据长细比和钢材屈服强
度，查附录D，取0.949；
Mx—所计算构件段范围内最大弯矩设计值（N·mm），对于钢管桩主要为风荷载产生弯矩，按8级风计算，最大风压240N/m2，风荷载产生的最大弯矩为19047000N·mm；
W1x—在弯矩作用平面内对受压最大纤维的毛截面模量（mm3），按照圆环计算W=π（D4-d4）/(32D)=2400393mm3；
βmax—等效弯矩系数，钢管桩无端弯矩但有横向荷载，取1.0；
根据上述计算公式：
229980/(0.949×3.14×630×8)+1×19047000/(35.31×2400393×(1-0.8×229980/1471028418))=15.54MPa
故整体稳定性均满足要求。
4.2.3钢管桩入土深度计算
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019），按式6.3.5：Ra=1/2（uΣɑiLiqik+ɑr我的老师璐君λpApqrk）计算：
式中：[Ra]—单桩轴向受压承载力容许值（KN）；
u—桩身周长（m）；
n—土的层数，n=1；
Li—承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度（m）；
合成塔qik—与Li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa）；
qrk—桩端处土的承载力标准值（kPa）；
Ap—桩端截面积（m2）；
ɑi、ɑr—分别为振动沉桩对各土层桩侧摩阻力和桩端承载力的影响系数；根据桩径和土质ɑi=ɑr=0.7；
λp—桩端土塞效应系数。根据桩径，取1.0；
基础采用Φ630x8mm螺旋焊管，理论重量为124.3kg/m，根据I40a工字钢纵梁承载力验算中得钢管桩最大荷载P=229.98KN。
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