CN104805854B - 一种潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，属于围堰施工技术领域。该方法施工步骤如下：1）在围堰的钻孔桩施工并拆除钻孔平台后插打钢板桩；2）在钢板桩合拢后吊放千斤顶，再吊放内支撑并抄垫密实；3）浇筑封底混凝土，施工承台墩身；4）在承台与钢板桩的间隙处回填细砂，施工承台顶的抄垫圈梁；5）打开连通阀向围堰内通水，并拆除第一、二道内支撑，完成钢板桩围堰施工。该施工方法通过改变钢板桩围堰传统施工工艺，使钢板桩围堰施工技术应用推陈出新，相较于常规的施工方法而言，具有操作简单、精度控制容易、施工周期短等特点，由于围堰结构固定，内支撑尺寸即可确定，因此多数可拆卸的施工材料可重复利用，节约施工成本。

Description

一种潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢板桩围堰施工方法，属于围堰施工技术领域。

背景技术

围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。围堰高度高于施工期内可能出现的最高水位。

在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形式的土堰；在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩（单层或双层）围堰，以及很多会双层薄壁钢围堰。围堰的作用既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。

常见深水基础围堰主要有钢板桩围堰、锁扣钢管桩围堰、双壁钢围堰等。钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰，其具有：强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。

综合考虑施工工期，施工成本和精度控制等多方因素，对于水位潮汐变化明显的深水环境下的基础施工问题，常规的施工方法很难适应这一施工环境，为此急需一种可以适应这类施工环境的且可重复利用的施工方法来解决当前这一难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种施工周期短、施工操作简单、精度控制更容易、施工成本更低且施工更为安全的潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，施工步骤如下：

1）在所述围堰的钻孔桩施工完毕后，拆除钻孔平台，为所述围堰安装导向框，利用所述导向框插打钢板桩，所述钢板桩的桩背紧靠所述导向框；在所述钢板桩合拢前，在围堰周侧壁中安装若干连通管，在所述连通管的一端安装连通阀，所述连通管使所述钢板桩合拢后所述围堰内外水头一致；

2）在钢板桩合拢后安放的护筒的顶部安装千斤顶，向所述围堰内依次自下而上的吊放第四、三、二、一道内支撑，并将所述钢板桩与所述第一、二、三道内支撑的间隙抄垫密实；将所述连通管关闭之后再对所述围堰进行抽水吸泥处理至所述围堰内的泥面标高降至所述第四道内支撑以下，之后将所述第四道内支撑安装固定于所述围堰内，再继续抽水吸泥至所述围堰的底部；

3）向所述围堰内浇筑封底混凝土，当所述封底混凝土强度等级达到设计强度的80%时，凿除施工用桩头，拆除所述第四道内支撑，在所述封底混凝土表面施工承台，在所述承台上分节施工墩身至墩身高度高于高潮水位高度；

4）在所述承台与所述钢板桩之间的空隙处回填细砂，并对承台顶的抄垫圈梁进行施工，待抄垫圈梁的强度等级达到设计强度80%以上时，拆除所述第三道内支撑；

5）打开所述连通阀向所述围堰内通水，并在低潮位时拆除所述第一、二道内支撑，完成钢板桩围堰施工。

上述技术方案的改进是：所述第一、二、三道内支撑为所述墩身的施工区域，所述第四道内支撑为所述承台的施工区域；所述第一、二道内支撑的标高在低潮位以上。

上述技术方案的改进是：所述第一、二、三、四道内支撑均采用整体吊放的方式安放于所述围堰内，所述整体吊放是指将各道内支撑的梁圈、斜向支撑和垂直对撑组合成整体后进行吊放。

上述技术方案的改进是：所述第一道内支撑的圈梁采用2HM588*300型钢，所述第一道内支撑斜向支撑采用φ530×8mm钢管，所述第一道内支撑垂直对撑采用2HM588*300型钢；所述第二、三道内支撑的圈梁采用2HM700*300型钢，所述第二、三道内支撑的斜向支撑采用2HM588*300型钢，垂所述第二、三道内支撑的直对撑采用2HM700*300型钢；所述第四道内支撑的圈梁采用2HM700*300型钢，所述第四道内支撑的斜向支撑采用2HM588*300型钢，所述第四道内支撑的垂直对撑采用φ630×10mm钢管；各道内支撑的圈梁与所述钢板桩之间的连接采用牛腿形式。

上述技术方案的改进是：步骤2）中在水下完成第三道内支撑的抄垫密实工作，再在低潮位位时完成第一道、第二道内支撑的抄垫密实工作。

上述技术方案的改进是：步骤5）向所述围堰内通水使所述围堰的内外水头一致。

上述技术方案的改进是：所述钢板桩采用拉森IVw型钢板桩，材质SY295，单根长度为33m。

上述技术方案的改进是：所述围堰的平面尺寸为23.64×10.44m，所述围堰顶高与河床高差为13m，所述围堰底距所述河床20m，所述封底混凝土厚1.3m。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：

1）利用安装在围堰侧壁的连通管使得围堰内外不存在压差，可以不同水位的施工需求。

2）整体吊放四道内支撑后将围堰内的水逐步抽干以方便施工，在保证安全性的同时，不耽误施工进度，且整体吊放内支撑，提高从重复利用性，适用于大型工程，且施工操作相对简单。

3）分层逐级施工以适应不同水位的变换，保证在施工环境发生变化的情况下不会出现安全问题，使得整个施工过程更为安全。

总的来看，（该方法解决了深水基础施工的难题）该施工方法通过改变钢板桩围堰传统施工工艺，采用先加撑、后开挖的施工方法，使钢板桩围堰施工技术应用推陈出新，得到了进一步发展，相较于常规的双臂钢围堰施工方法而言具有操作更简单、精度控制更容易、施工周期更短等优点。该施工方法可以确保项目安全、顺利实施和并按目标工期完工，具有良好的社会效益和经济效益。此外，由于围堰结构固定，内支撑尺寸即可确定，因此多数可拆卸的施工材料可重复利用，节约施工成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例第一步施工后的围堰立面结构示意图。

图2是本发明实施例第二步施工后的围堰立面结构示意图。

图3是本发明实施例第三步施工后的围堰立面结构示意图。

图4是本发明实施例第四步施工后的围堰立面结构示意图。

图5是本发明实施例第五步施工后的围堰立面结构示意图。

图6是本发明实时例第一道内支撑的结构示意图。

图7是本发明实时例第二、三道内支撑的结构示意图。

图8是本发明实时例第四道内支撑的结构示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例为某市的铁路S1线一期工程SG14标段L大桥是一座大型四线双幅铁路桥梁工程所用到的施工方法，L大桥线路全长3363.30m，连接O江南岸与L岛，其中跨O江段2450m。L大桥栈桥连接O江南北两岸，是桥梁主墩施工平台和陆地连接的纽带，也是南北两岸施工运输的唯一通道,是水上施工的生命线。桥梁基础共有若干个承台位于江中，全部为深水基础，水深最深达15m，全部采用钢板桩围堰施工，最大钢板桩长度达33m,为目前国内最长钢板桩。

本实施例的一种潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，施工步骤如下：

1）在围堰的钻孔桩施工完毕后，拆除钻孔平台，为围堰安装导向框，利用导向框插打钢板桩，钢板桩的桩背紧靠导向框；在钢板桩合拢前，在围堰周侧壁中安装若干连通管，在连通管的一端安装连通阀，连通管使钢板桩合拢后围堰内外水头一致,如图1所示；

2）在钢板桩合拢后安放的护筒的顶部安装千斤顶，向所述围堰内依次自下而上的吊放第四、三、二、一道内支撑，并将钢板桩与第一、二、三道内支撑的间隙抄垫密实；将连通管关闭之后再对围堰进行抽水吸泥处理至围堰内的泥面标高降至第四道内支撑以下，值得注意的是这了一定要在第一、二、三道内支撑均在完成抄垫密实的情况下，才对围堰内进行抽水吸泥，之后将第四道内支撑安装固定于围堰内，再继续抽水吸泥至围堰的底部，如图2所示；

3）向围堰内浇筑封底混凝土，当封底混凝土强度等级达到设计强度的80%时，割除护筒多余部分，凿除施工用桩头，拆除第四道内支撑，在封底混凝土表面施工承台，在承台上分节施工墩身至墩身高度高于高潮水位高度，如图3所示；

4）在承台与钢板桩之间的空隙处回填细砂，并对承台顶的抄垫圈梁进行施工，待抄垫圈梁的强度等级达到设计强度80%以上时，拆除第三道内支撑，如图4所示；

5）打开连通阀向围堰内通水，并在低潮位时拆除第一、二道内支撑，完成钢板桩围堰施工，如图5所示。

本实施例的第一、二、三道内支撑为墩身的施工区域，第四道内支撑为承台的施工区域；第一、二道内支撑的标高在低潮位以上，正因为这个原因，第三内支撑的抄垫密实作业需要潜水员在水下进行作业，而第一、二道内支撑可以等到水位处于低潮时才进行抄垫密实作业。

本实施例的第一、二、三、四道内支撑均采用整体吊放的方式安放于围堰内，整体吊放是指将各道内支撑的梁圈、斜向支撑和垂直对撑组合成整体后进行吊放。

如图6、7和8所示，本实施例的第一道内支撑的圈梁采用2HM588*300型钢，第一道内支撑斜向支撑采用φ530×8mm钢管，第一道内支撑垂直对撑采用2HM588*300型钢；第二、三道内支撑的圈梁采用2HM700*300型钢，第二、三道内支撑的斜向支撑采用2HM588*300型钢，垂第二、三道内支撑的直对撑采用2HM700*300型钢；第四道内支撑的圈梁采用2HM700*300型钢，第四道内支撑的斜向支撑采用2HM588*300型钢，第四道内支撑的垂直对撑采用φ630×10mm钢管；各道内支撑的圈梁与钢板桩之间的连接采用牛腿形式。

考虑到施工区域的的关系，因此第二道内支撑好第三道内支撑的结构一致，与第一、四道内支撑的结构不同。

本实施例的步骤5）向围堰内通水使围堰的内外水头一致。

本实施例的钢板桩采用拉森IVw型钢板桩，材质SY295，单根长度为33m。

本实施例的围堰的平面尺寸为23.64×10.44m，围堰顶高与河床高差为13m，围堰底距河床20m，封底混凝土厚1.3m。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，其特征在于施工步骤如下：

1）在所述围堰的钻孔桩施工完毕后，拆除钻孔平台，为所述围堰安装导向框，利用所述导向框插打钢板桩，所述钢板桩的桩背紧靠所述导向框；在所述钢板桩合拢前，在围堰周侧壁中安装若干连通管，在所述连通管的一端安装连通阀，所述连通管使所述钢板桩合拢后所述围堰内外水头一致；

2）在钢板桩合拢后安放的护筒的顶部安装千斤顶，向所述围堰内依次自 下而上的吊放第四、三、二、一道内支撑，并将所述钢板桩与所述第一、二、三道内支撑的间隙抄垫密实；将所述连通管关闭之后再对所述围堰进行抽水吸泥处理至 所述围堰内的泥面标高降至所述第四道内支撑以下，之后将所述第四道内支撑安装固定于所述围堰内，再继续抽水吸泥至所述围堰的底部；

3）向所述围堰内浇筑封底混凝土，当所述封底混凝土强度等级达到设计强度的80%时，凿除施工用桩头，拆除所述第四道内支撑，在所述封底混凝土表面施工承台，在所述承台上分节施工墩身至墩身高度高于高潮水位高度；

4）在所述承台与所述钢板桩之间的空隙处回填细砂，并对承台顶的抄垫圈梁进行施工，待抄垫圈梁的强度等级达到设计强度80%以上时，拆除所述第三道内支撑；

5）打开所述连通阀向所述围堰内通水，并在低潮位时拆除所述第一、二道内支撑，完成钢板桩围堰施工；

所述第一、二、三道内支撑为所述墩身的施工区域，所述第四道内支撑为所述承台的施工区域；所述第一、二道内支撑的标高在低潮位以上。

2.如权利要求1所述的潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述第一、二、三、四道内支撑均采用整体吊放的方式安放于所述围堰内，所述整体吊放是指将各道内支撑的梁圈、斜向支撑和垂直对撑组合成整体后进行吊放。

3.如权利要求2所述的潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述第一道内支撑的圈梁采用2HM588*300型钢，所述第一道内支撑斜向支撑采用φ530×8mm钢管，所述第一道内支撑垂直对撑采用2HM588*300型钢；所述第二、三道内支撑的圈梁采用2HM700*300型钢，所述第二、三道内支撑的斜向支撑采用2HM588*300型钢，所述第二、三道内支撑的直对撑采用2HM700*300型钢；所述第四道内支撑的圈梁采用2HM700*300型钢，所述第四道内支撑的斜向支撑采用2HM588*300型钢，所述第四道内支撑的垂直对撑采用φ630×10mm钢管；各道内支撑的圈梁与所述钢板桩之间的连接采用牛腿形式。

4.如权利要求1所述的潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，其特征在于：步骤2）中在水下完成第三道内支撑的抄垫密实工作，再在低潮位位时完成第一道、第二道内支撑的抄垫密实工作。

5.如权利要求1所述的潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，其特征在于：步骤5）向所述围堰内通水使所述围堰的内外水头一致。

6.如权利要求1所述的潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述钢板桩采用拉森IVw型钢板桩，材质SY295，单根长度为33m。

7.如权利要求1所述的潮汐环境下深水超长钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述围堰的平面尺寸为23.64m×10.44m，所述围堰顶部距离河床高度差为13m，所述围堰底距所述河床20m，所述封底混凝土厚1.3m。