CN104947697A - 一种利用拉森钢板桩快速围堰的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用拉森钢板桩快速围堰的施工方法，包括：1)定位；2)预打桩；3)加固；4)铺设打桩道路；5)打桩；6)加固；7)铺设打桩道路；8)回填；9)重复5)～8)工序，完成围堰。该方法具有拉森钢板桩围堰施工速度快、成本低、工艺简便等，特别适合在围堰施工工期特别短的项目使用。

Description

一种利用拉森钢板桩快速围堰的施工方法

技术领域

本发明涉及一种用于淤泥质土地基的围堰的施工方法，特别是利用拉森钢板桩进行快速围堰的施工方法。

背景技术

随着经济的发展，国内泵站、水闸、堤防工程呈井喷式建设，而为满足建筑物干地施工条件，结合施工程序安排，施工前均需要先完成施工导流任务。水上拉森钢板桩围堰根据自身的施工速度快、成本低等特点被广泛采用。

国内目前拉森钢板桩围堰普遍施工方法主要有以下两种：

1、采用预填筑打桩道路的施工方法。该方法是通过沿围堰轴线预填筑石渣道路，断面呈梯形，围堰顶高程高出水面约50cm，顶面宽度5m以上，两侧坡度1:1.5左右。再通过将打桩机放置于预填筑道路进行拉森钢板桩打桩使该预填筑道路加固后，将两排拉森钢板桩之间的石渣挖除，铺设防渗土工膜，重新填筑石渣完成围堰施工。这种施工方法耗时较长，并且施工成本较高。在一些围堰工期要求短的施工中，就不能被使用。

2、采用驳船辅助打桩的施工方法。该方法是利用驳船作为打桩机施工平台先完成拉森桩的打桩作业，然后铺设土工膜回填石渣。利用驳船施工的方法优点是施工速度快，施工程序简便，但利用驳船施工成本较高，同时受河道过船能力限制，有些围堰工程中不能使用。

发明内容

本发明提供了一种新的利用拉森钢板桩快速围堰的施工方法，该施工方法能够快速对淤泥质地基进行围堰施工，且施工工艺简单，成本低廉，特别适用于要求施工工期短的围堰工程。

本发明的利用拉森钢板桩快速围堰的施工方法，包括以下步骤：

1)定位：通过测量，确定围堰轴线位置，并确定打桩位置和桩体之间的间距；在河道上利用标杆设置打桩点；

2)预打桩：从河道一侧的河岸路基3-5米处开始两排拉森钢板桩插打；

3)加固：利用槽钢加对穿拉条对已插打入路基内的拉森钢板桩进行加固；

4)铺设打桩道路：拉森钢板桩插打3-5米长度后，在已插打并固定好的拉森钢板桩上铺设大于或等于10cm厚的路基板，作为打桩道路；

5)打桩：将打桩机放置到路基板上，沿围堰轴线方向在河道内进行两排拉森钢板桩插打；

6)加固：利用槽钢加对穿拉条对拉森钢板桩进行加固；

7)铺设打桩道路：在已插打并固定于河道内的拉森钢板桩上铺设大于或等于10cm厚路基板，作为打桩道路；

8)回填：拉森钢板桩打桩施工每推进5米，拆除后面的路基板，在两排拉森钢板桩之间铺设防渗土工膜，回填石碴；

9)重复5)～8)工序，完成围堰。

本发明中，利用直接在已插打的拉森钢板桩上铺设路基板作为打桩机作业的平台来推进打桩施工，既不需要通过先预填土筑路来安置打桩机，也不需要通过驳船来作为打桩机的作业平台，不但加快了施工的速度，同时还节省了人力和物力。在围堰工程工期要求紧的情况下，其优势更为突出，因此，本发明的快速围堰的方法特别适用于工期要求短的围堰工程。

本发明中，为了提高拉森钢板桩整体稳定性，在两排拉森桩之间利用槽钢加对穿拉条对拉森钢板桩进行加固。

一些实施方式中，在拉森钢板桩上包括刚牛腿，所述槽钢连接在钢牛腿上。该钢牛腿用于支撑和固定槽钢。通过在拉森桩上设置槽钢及拉条以固定拉森桩的横向和纵向，使得拉森钢板桩形成整体，并且使拉森桩更为稳固。

一些优选的方式中，两排桩体之间的间距为4.5-5.5米。这一宽度既能够满足围堰的要求，同时也在打桩机能够插打拉森桩的工作范围内。

另一具体的实施方式中，拉森钢板桩插入河底部分为桩长2/3及以上。拉森桩在插入河床地面以下部分的多少决定了拉森桩的稳定性，本发明中，因拉森桩除了作为围堰断流的截流工具，还同时作为支撑打桩机的承重平台，因此，需要拉森桩的2/3及以上打插入河底，以加强其稳定性及承重能力。

另一些实施方式中，围堰从河道的一侧向另一侧推进。更为具体的，拉森钢板桩围堰施工程序为从河床一侧河岸的路基3-5米处，采用嵌入式开始打桩。

一个优选的实施方式中，在施工过程中，步骤5)打桩作业和步骤8)回填作业可以同时进行。这样，围堰的速度可以整体加快。

有益效果：

相对现有技术，本发明具有以下经济社会效益：

1)经济：

若采用驳船配合打、拔桩作业，需要驳船配合，施工成本大幅提高，同时受河道过船能力影响较大；若采用预设打桩道路施工，需要铺设打桩道路，由于需要铺设土工膜防渗，又需要将拉森钢板桩内侧道路石渣挖除，待土工膜铺设完成后，再次回填石渣，成本高；而本发明的施工方法工艺简单，从而人力成本和时间成本大幅降低。

2)环保

根据以往预设道路施工方法，需要多次挖、填石渣，在挖填过程中，对河道水源污染相对较大；采用本发明，石渣回填通过在拉森钢板桩内部完成，受拉森钢板桩保护，且一次施工成型，对生态环境起到了积极作用。

3)简捷快速

本发明可采用现有打桩设备，通过铺设路基板，直接在拉森钢板桩上进行作业，优化了以往采用预设道路或采用驳船配合，施工工艺简便，施工进度大幅提高。

4)技术可靠

本发明施工工艺简便，利用现有成熟机械进行施工，施工技术可靠性强。

附图说明

图1为拉森钢板桩示意图；

图2为拉森钢板桩围堰横断面图；

附图标记说明：

图中：1拉森钢板桩，2钢牛腿，3槽钢，4拉条，5路基板，6复合防渗土工膜。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容，特点和功效，特例举以下实施例并结合附图进行详细说明。在下面的详细描述中，图例附带的参考文字是这里的一个部分，它以举例说明本发明可能实行的特定具体方案的方式来说明。我们并不排除本发明还可以实行其它的具体方案和在不违背本发明的情况下改变本发明的结构和方法。

以宁波市甬新闸泵站外河围堰并结合附图来具体描述本发明的施工方法。

在施工过程中，首先，根据河道的具体参数：土质，宽度，水流速度，水深等等，选定需要的拉森钢板桩的型号及桩体的长度。需要围堰的外河河面宽度约为155m，水深2.5-3米，河床为淤泥质土，因此，需要围堰全长155m，本工程中，使用的是Ⅳ拉森钢板桩，如图1所示，本发明中所使用的拉森钢板桩长度为15m。

其次，利用选定的拉森钢板桩进行快速围堰，具体步骤如下：

1.对打桩点进行定位，即确定打桩点。具体来说，通过测量，确定该甬新闸泵站外河围堰轴线位置，通过在轴线位置处打桩的原则来确定打桩位置，同时，根据该河面的水流及水深等参数确定两排拉森桩之间的间距；最后，在该河道上利用标杆设置并表示打桩点。在此工程中，采用双排拉森钢板桩进行围堰，围堰堰体宽在4.5-5.5m之间，也即拉森桩之间的间距在4.5-5.5m之间。更为具体的实施例中，该两排拉森桩之间间距a为5.4米。

2.进行预打桩。从河道一侧的河岸路基3-5米处开始两排拉森钢板桩1插打，使拉森桩的2/3或以上部分位于地基内，以保证拉森桩的稳定性。本发明中，拉森桩位于地基以上的为2.9米，位于地面以下的为12.1米。

3.对已经插打入地基的拉森桩1进行加固。本发明中，已插打的拉森桩1作为继续插打其余拉森桩1的作业平台是实现该工艺简单的施工方法的关键，而作为作业平台，拉森桩1的稳定性至关重要。所以，对拉森桩1的加固也是本发明施工方法中最为关键的步骤。具体来说，先利用槽钢3对同排的拉森桩1进行加固，提供相邻的拉森桩1之间的稳定性。更为具体的，在拉森桩1上还包括用于放置并支撑槽钢3的钢质的牛腿2，如图2所示，该牛腿2固定焊接在拉森桩1的顶端外侧，一个具体的实施例中，钢牛腿2距离拉森桩1顶部的距离在50-100cm之间。同样如图2所示，槽钢3位于牛腿2上，固定每两个拉森桩1，使两个相邻的拉森桩1的位置更为固定。本工程实施例中，采用32B型槽钢对拉森桩进行加固。其次，为了加固两排拉森桩1之间的稳定性，采用拉条4对穿两面对称的拉森桩1使得两排中相对称的拉森钢板桩1形成整体。具体来说，两排拉森钢板桩1之间采用φ40圆钢拉条4对拉，对两排拉森钢板桩1进行加固，如图2所示，拉条4距离拉森桩1顶端距离为50cm左右。这样，通过将已插打的两排拉森桩1进行横向和纵向的固定，保证了拉森桩1作为作业平台的稳定性。

4.铺设打桩道路：拉森钢板桩1插打3～5m长度后，在已插打并加固好的拉森钢板桩1上铺设大于或等于10cm厚的路基板5，作为打桩道路。

5.打桩：将打桩机放置到路基板5上，沿围堰轴线方向在河道内进行两排拉森钢板桩1插打；当拉森桩1被插打进入河床后，位于河床地面以上部分平均长度2.9米，深入河床地面以下12.1米。

6.加固：利用槽钢3加对穿拉条4对拉森钢板桩1进行横向及纵向加固；具体的步骤和方法与步骤3相同。在插打入河床内的两排拉森桩1上利用钢牛腿2安装槽钢3及对穿拉条4使两排拉森桩1之间的连接更为稳定，方便后续的路基板5铺路。

7.铺设打桩道路：在已插打并固定好的拉森钢板桩1上铺设大于或等于10cm厚路基板5，作为打桩道路。打桩机在铺设好的路基板上向前开动，以方便后续的拉森桩的插打。

8.回填：拉森钢板桩1打桩施工每推进5米，拆除后面的路基板5，在两排拉森钢板桩1之间铺设防渗土工膜6，回填石碴。拆除路基板5后，两排拉森桩1之间的空隙暴露出来，方便后续的填埋工作，在空隙内铺设防渗土工膜6后，用石渣填埋空隙。在打桩机推进一定距离后，立刻回填石渣铺设围堰，一方面可以加快围堰的进程，另一方面还可以使前面的打桩作业增加安全，即通过填满的石渣筑成的路基使两排拉森桩之间更为稳固。更为优选的，在打桩机进行打桩推进围堰的同时，回填石渣的作业也同时进行，这样，能够更有效的加快施工速度。

9.持续重复步骤5至步骤8的工序，直至完成围堰工程。即让打桩机在河道一侧插打拉森桩1，在拉森桩1上铺设路基板5作为打桩平台，继续河道的另一侧打桩，在打桩的同时，每推进一定距离后，拆除路基板5，回填拉森桩1之间的空隙形成围堰路基，如此反复，直至围堰路基铺设到河道的另一侧，完成河道的围堰。

本次宁波市甬新闸泵站外河围堰工程仅用时10天便完成了施工任务。相比较现有的两种围堰方法，不但加快了施工进度，而且节约了施工成本。下面就具体的现有的驳船施工方法及本实施例的施工方法的进行具体的成本比较：

a计算依据

1)使用驳船施工经各方投标报价为3822.71元/t(此费用包含拉森钢板桩的租赁费及打拔费；时间从围堰施工到拆除。)

2)采用该方法施工各方投标报价为700.83元/t，此单价包括拉森钢板桩的打拔费用及一个月的租赁费，超出一个月租赁费8.54元/t*天。

3)本工程从围堰施工到拆除，共计3个月时间。

b成本计算

1)工程量计算

围堰总长155m，双排设置，拉森钢板桩宽度0.4m，长度15m，每米重量76.1kg。则工程量为：155*2*2.5*15＝11625m；11625*76.1＝8846625.5kg＝884.7t。

2)成本计算

方案一：

采用驳船施工成本计算：884.7t*3822.71元/t＝3381808.18元＝338.18万元。

方案二：

第一个月成本：884.7t*700.83元/t＝620024.3元＝62万元；

第二、三个月成本：884.7t*8.54元/t.d*60d＝453320.3元＝45.3万元。

合计成本为：62+45.3＝107.3万元。

根据上述计算，该工程共计节约成本：338.18万元-107.3万元＝230.9万元。

也就是说，在宁波市甬新闸泵站外河围堰工程中，使用本发明的施工方法比利用驳船施工节约成本约230.9万元。

Claims (6)

1.一种利用拉森钢板桩快速围堰的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)定位：通过测量，确定围堰轴线位置，并确定打桩位置和桩体之间的间距；在河道上利用标杆设置打桩点；

2)预打桩：从河道一侧的河岸路基3-5米处开始两排拉森钢板桩插打；

3)加固：利用槽钢加对穿拉条对已插打入路基内的拉森钢板桩进行加固；

4)铺设打桩道路：拉森钢板桩插打3-5米长度后，在已插打并固定好的拉森钢板桩上铺设大于或等于10cm厚的路基板，作为打桩道路；

5)打桩：将打桩机放置到路基板上，沿围堰轴线方向在河道内进行两排拉森钢板桩插打；

6)加固：利用槽钢加对穿拉条对拉森钢板桩进行加固；

7)铺设打桩道路：在已插打并固定于河道内的拉森钢板桩上铺设大于或等于10cm厚路基板，作为打桩道路；

8)回填：拉森钢板桩打桩施工每推进5米，拆除后面的路基板，在两排拉森钢板桩之间铺设防渗土工膜，回填石碴；

9)重复5)～8)工序，完成围堰。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在拉森钢板桩上包括刚牛腿，所述槽钢连接在钢牛腿上。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，两排桩体之间的间距为4.5-5.5米。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，拉森钢板桩插入河底部分为桩长2/3及以上。

5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，围堰从河道的一侧向另一侧推进。

6.根据权利要求1-4之一所述的的施工方法，其特征在于，所述步骤5)打桩作业和步骤8)回填作业可以同时进行。