CN103572770B - 一种桩箱水工结构物及其建造方法 - Google Patents

一种桩箱水工结构物及其建造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种桩箱水工结构物及其建造方法,其沉箱和钢管桩一同在陆上制造并浮运至施工现场,临时锚碇就位,以沉箱为施工平台沉放钢管桩,再通过锁紧装置固定沉箱与钢管桩,形成桩-箱组合的水上临时施工平台,通过止水装置进行沉箱的底板止水,通过在沉箱体内进行干施工,浇筑后浇混凝土,形成整体受力结构。本发明前期不需进行地基处理等水下作业,能适应海上恶劣的波浪环境及复杂的地质条件;且具有现场施工快速,安全风险低的特点。

Description

一种桩箱水工结构物及其建造方法
技术领域
[0001 ] 本发明涉及水工结构基础设计与施工领域,具体地指一种粧箱水工结构物及其建造方法。
背景技术
[0002] 粧基础是由粧和连接粧顶的粧承台组成的基础,具有承载力高、沉降量小而较均匀的特点,几乎可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程,尤其是适用于软弱地基上的重型建(构)筑物。因此,粧基础在各种建(构)筑物中应用比较广泛。
[0003] 粧基础按照基础的受力原理大致可分为摩擦粧和端承粧,按照施工方式可分为预制粧和灌注粧。其中预制粧包括混凝土粧和钢管粧,通常依靠锤击或振动打入岩土中。而灌注粧系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成粧孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的粧,应用非常广泛。
[0004] 目前,钻孔灌注粧群粧基础是水中桥梁基础等应用较多的粧基形式,施工时需先设置施工平台进行粧的施工,然后再利用吊箱等围水结构形成干施工环境后,浇筑承台混凝土,形成群粧基础。
[0005] 常规粧基础施工工序转换较多,施工周期较长,在外海等现场风、浪、流自然条件恶劣时,施工质量和效率会面临较大考验。
[0006] 因此,需对现有技术进行改进。
发明内容
[0007] 本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足,提供一种粧箱水工结构物及其建造方法。
[0008] 本发明的技术方案为:一种粧箱水工结构物,它包括沉箱,所述沉箱包括顶板和底板,所述顶板和底板的边部之间通过侧壁连接,所述顶板、底板及侧壁围成一个隔舱,所述隔舱内设有将隔舱隔成多个小隔舱的隔墙,其特征在于:所述顶板和底板沿垂直方向设有预留孔,所述预留孔内装有钢管粧,所述钢管粧与沉箱固定连接。
[0009] 上述方案中:
[0010] 所述钢管粧通过锁紧装置与沉箱的顶板固定连接。
[0011] 所述锁紧装置包括套装在钢管粧外围的抱箍,所述抱箍内侧与钢管粧之间设有橡胶垫,抱箍的外侧连接有液压油缸,所述液压油缸通过油管与外置储油装置连接。
[0012] 所述隔舱沿垂直方向设有钢套筒,所述钢套筒两端与顶板和底板固定连接,所述钢管粧设置在钢套筒内。
[0013] 所述钢套筒下端与预埋在底板中的钢板固定连接,所述钢板通过牛腿与钢管粧连接。
[0014] 所述钢套筒外围设有水平隔板,水平隔板的外端部固定连接在隔舱内壁上。
[0015] 所述水平隔板设有向钢套筒内部延伸的凸起,所述凸起通过锁紧装置与钢管粧固定连接。
[0016] 所述底板与钢管粧之间设有止水装置。
[0017] 所述止水装置为止水胶囊,所述止水胶囊安装在开设在底板面向钢管粧端面的凹槽中。
[0018] —种建造上述的粧箱水工结构物的建造方法,其特征在于,它包括以下步骤:
[0019] 1)、在沉箱内安装好钢套筒和止水装置,沉箱和钢管粧组合固定连接后,将沉箱和钢管粧下水运至待安装位置;
[0020] 2)、沉箱和钢管粧初步定位后,将沉箱和钢管粧分开,钢管粧在自重作用下下沉再次定位;
[0021] 3)、将钢管粧下沉至设计标高;
[0022] 4)、再次将沉箱与钢管粧临时固定连接;
[0023] 5 )、钢管粧内浇筑混凝土 ;
[0024] 6)、利用止水装置将底板与钢管粧之间的空隙止水;
[0025] 7)、排除钢套筒内部积水,管粧与沉箱的底板焊接固定,并拆除临时固定装置;
[0026] 8)、绑扎预埋在底板和钢管粧中的钢筋,浇筑底板混凝土,使沉箱和钢管粧固结为整体。
[0027] 本发明所提供的粧箱水工结构物可作为桥梁基础、码头平台或人工岛护岸等结构使用,其所受荷载通过沉箱传递到钢管粧,再由钢管粧传入软基或岩基中;所述粧箱水工结构物通过陆上预制水上浮运至现场,沉箱临时锚泊定位后,粧打入岩土后粧与箱快速形成水上固定平台,再以此平台进行后续作业,不需要搭设临时水上施工平台,前期不需进行地基处理等水下作业,能适应海上恶劣的波浪环境及复杂的地质条件;且具有现场施工快速,安全风险低的特点。
附图说明
[0028] 图1为本发明所示的粧箱水工结构物示意图;
[0029] 图2为图1中1-1剖面示意图;
[0030] 图3为图1中2-2剖面示意图;
[0031] 图4为图1中3-3剖面示意图;
[0032] 图5为图1中A处放大示意图;
[0033] 图6为图1中B处放大示意图;
[0034] 图7为本发明中锁紧装置安装在顶板和底板处的示意图;
[0035] 图8为本发明中锁紧装置安装在水平隔板处的示意图;
[0036] 图9为本发明的建造方式中沉箱和钢管粧预制组合示意图;
[0037] 图10为本发明的建造方式中沉箱和钢管粧定位示意图;
[0038] 图11为本发明的建造方式中钢管粧下沉示意图;
[0039] 图12为本发明的建造方式中沉箱和钢管粧临时固定示意图;
[0040] 图13为本发明的建造方式中钢管粧内浇筑混凝土结构示意图;
[0041] 图14为本发明的建造方式中沉箱和钢管粧之间止水结构示意图;
[0042] 图15为本发明的建造方式中切割钢护筒示意图;
[0043] 图16为本发明的建造方式中切割多余钢管粧结构示意图;
[0044]图17为本发明的建造方式沉箱和钢管粧结为一体的结构示意图。
具体实施方式
[0045] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0046] 如图1-图6所示的一种粧箱水工结构物,它包括沉箱1,沉箱I包括顶板1.1和底板1.2,顶板1.1和底板1.2的边部之间通过侧壁1.3连接,顶板1.1、底板1.2及侧壁1.3围成一个隔舱,隔舱内设有将隔舱隔成多个小隔舱的隔墙1.6,顶板1.1和底板1.2沿垂直方向设有预留孔1.4,预留孔1.4内装有钢管粧2,钢管粧2与沉箱I固定连接。
[0047] 本实施例中:
[0048] 钢管粧2通过锁紧装置3与沉箱I的顶板1.1固定连接。
[0049] 锁紧装置3包括套装在钢管粧2外围的抱箍3.1,抱箍3.1内侧与钢管粧2之间设有橡胶垫3.2,抱箍3.1的外侧连接有液压油缸3.3,液压油缸3.3通过油管3.4与外置储油装置连接。通过控制液压油缸3.3的活塞输出,达到快速拆卸和装配锁紧装置3的目的。
[0050] 如图7所示,液压油缸3.3的输出端顶在抱箍3.1的外侧,液压液压油缸3.3的底座固定在上盖1.1o
[0051] 隔舱沿垂直方向设有钢套筒4,钢套筒4两端与顶板和底板固定连接,钢管粧2设置在钢套筒4内。
[0052] 钢套筒4下端与预埋在底板中的钢板8固定连接,钢板8通过牛腿7与钢管粧2连接。
[0053] 钢套筒4外围设有水平隔板5,水平隔板5的外端部固定连接在隔舱内壁上。
[0054] 水平隔板5设有向钢套筒4内部延伸的凸起5.1,凸起5.1通过锁紧装置3与钢管粧2固定连接。参考图8,液压油缸3.3的输出端顶在抱箍5.1的外侧,液压液压油缸3.3的底座固定在凸起5.1上。水平隔板5与顶板1.1两处用于保证在施工期钢管粧2的临时固定的稳固性。
[0055] 底板与钢管粧2之间设有止水装置6,止水装置6为止水胶囊,止水胶囊安装在开设在底板1.2面向钢管粧2端面的凹槽1.5中,止水装置6安装好后,并抽取沉箱I内的水,使沉箱I内部处于一个干施工的作业环境。
[0056] —种建造上述粧箱水工结构物的建造方法,其特征在于,它包括以下步骤:
[0057] I)、如图9所示,在沉箱I内安装好钢套筒4和止水装置6,沉箱I和钢管粧2均陆地预制,二者通过锁紧装置3初步组合固定连接后,将沉箱I和钢管粧2下水利用拖轮浮运至待安装位置;
[0058] 2)、如图10所示,沉箱I和钢管粧2利用锚缆锚碇初步定位后,松开锁紧装置3,将沉箱I和钢管粧2分开,钢管粧2在自重作用下下沉再次定位;
[0059] 3)、如图11所示,利用沉箱I顶部吊车吊放液压振动锤,依次沉放钢管粧2至设计标尚;
[0060] 4)、如图12所示,再次利用锁紧装置3将沉箱I与管粧2锁紧临时固定连接成一体,此处锁紧位置为沉箱I的顶板1.1及水平隔板5处;
[0061] 5)、如图13所示,钢管粧2内吸泥或钻孔嵌岩,并灌注粧内混凝土 ;
[0062] 6)、如图14所示,利用沉箱I底部的止水装置6,将底板1.2与钢管粧2之间的空隙止水;
[0063] 7)、如图15所示,排除钢套筒4内部积水,割除钢套筒4,管粧2与沉箱I的底板
1.2焊接固定,
[0064] 8)、如图16所示,松开锁紧装置3,割除沉箱I底板1.2以上钢管粧2 ;
[0065] 9)、如图17所示,绑扎预埋在底板1.2和钢管粧2中的钢筋8,浇筑底板混凝土,使沉箱I和钢管粧2固结为整体。
[0066] 本发明提供的一种粧箱水工结构物,其沉箱和钢管粧一同在陆上制造并浮运至施工现场,临时锚碇就位,以沉箱为施工平台沉放钢管粧,再通过锁紧装置固定沉箱与钢管粧,形成粧-箱组合的水上临时施工平台,通过止水装置进行沉箱的底板止水,通过在沉箱体内进行干施工,浇筑后浇混凝土,形成整体受力结构。
[0067] 本发明提供的一种粧箱水工结构物,具有较高的稳定性和承载能力,可承受上部结构或荷载带来的巨大竖向力、水平力和弯矩,相比传统粧基础与沉箱基础具有以下优占.V.
[0068] (I)对地形地质环境适应能力强:本发明继承了粧基础对地形地质较强的适应能力,在不宜进行沉箱沉放与受力的地形地质环境下,可以通过调整粧的布置进行有效弥补,沉放前不需要预先进行基床挖泥、基床整平等地基处理作业。
[0069] (2)对风、浪、流等外海恶劣环境的适应能力强:本发明中,预制沉箱既是永久受力结构,又是施工期水上固定式作业平台,除前期短暂的锚泊定位外,后期施工完全不受风浪等环境影响,可以方便的实施粧基础的打设、连接等无水施工;且实施中无需大型水上起重设备。
[0070] (3)本发明构件主要通过场地预制后安装形成,易于进行质量控制,减少水上作业时间。
[0071] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种粧箱水工结构物,它包括沉箱(I),所述沉箱(I)包括顶板(1.1)和底板(1.2),所述顶板(1.1)和底板(1.2)的边部之间通过侧壁(1.3)连接,所述顶板(1.1)、底板(1.2)及侧壁(1.3)围成一个隔舱,所述隔舱内设有将隔舱隔成多个小隔舱的隔墙(1.6),其特征在于:所述顶板(1.1)和底板(1.2)沿垂直方向设有预留孔(1.4),所述预留孔(1.4)内装有钢管粧(2),所述钢管粧(2)与沉箱(I)固定连接;所述钢管粧(2)通过锁紧装置(3)与沉箱(I)的顶板(1.1)固定连接;所述锁紧装置(3)包括套装在钢管粧(2)外围的抱箍(3.1),所述抱箍(3.1)内侧与钢管粧(2)之间设有橡胶垫(3.2),抱箍(3.1)的外侧连接有液压油缸(3.3),所述液压油缸(3.3)通过油管(3.4)与外置储油装置连接;所述底板(1.2)与钢管粧(2)之间设有止水装置¢);所述止水装置(6)为止水胶囊,所述止水胶囊安装在开设在底板(1.2)面向钢管粧(2)端面的凹槽(1.5)中;所述隔舱沿垂直方向设有钢套筒(4),所述钢套筒(4)两端与顶板和底板固定连接,所述钢管粧(2)设置在钢套筒(4)内。
2.根据权利要求1所述的粧箱水工结构物,其特征在于:所述钢套筒(4)下端与预埋在底板中的钢板(8)固定连接,所述钢板(8)通过牛腿(7)与钢管粧(2)连接。
3.根据权利要求1或2所述的粧箱水工结构物,其特征在于:所述钢套筒(4)外围设有水平隔板(5),水平隔板(5)的外端部固定连接在隔舱内壁上。
4.根据权利要求3所述的粧箱水工结构物,其特征在于:所述水平隔板(5)设有向钢套筒⑷内部延伸的凸起(5.1),所述凸起(5.1)通过锁紧装置(3)与钢管粧(2)固定连接。
5.一种建造权利要求1所述的粧箱水工结构物的建造方法,其特征在于,它包括以下步骤: 1)、在沉箱(I)内安装好钢套筒(4)和止水装置¢),沉箱(I)和钢管粧(2)组合固定连接后,将沉箱(I)和钢管粧(2)下水运至待安装位置; 2)、沉箱(I)和钢管粧(2)初步定位后,将沉箱(I)和钢管粧(2)分开,钢管粧(2)在自重作用下下沉再次定位; 3)、将钢管粧(2)下沉至设计标高; 4)、再次将沉箱(I)与钢管粧(2)临时固定连接; 5)、钢管粧(2)内浇筑混凝土; 6)、利用止水装置(6)将底板(1.2)与钢管粧(2)之间的空隙止水; 7)、排除钢套筒(4)内部积水,钢管粧(2)与沉箱(I)的底板(1.2)焊接固定,并拆除临时固定装置; 8)、绑扎预埋在底板(1.2)和钢管粧(2)中的钢筋,浇筑底板混凝土,使沉箱(I)和钢管粧(2)固结为整体。
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