CN105951856A - 一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法，包括以下步骤，桩基施工完成后，制作吊箱，在护筒上安装扁担梁和连续千斤顶作为吊箱的下放装置，采用连续千斤顶将吊箱缓缓下放到位，在底板和护筒的环形阶梯槽之间灌注水下不分散混凝土；该工艺方法对吊箱采用钢筋混凝土底板和水下不分散混凝土止水方式，可彻底打破水中桥梁、码头承台吊箱围堰施工必须封底的常规施工方法，可节省大量混凝土和钢材，降低施工成本，并且减化了施工程序，可节省施工工期，工艺简单，操作便捷，止水效果好，适用范围广，对周围环境、配套设备和工人操作水平要求不高，具有很好的推广应用价值。

Description

一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法及结构

技术领域

本发明涉及土木施工技术领域，特别是一种适用于公路、铁路、市政、水运、水利水电等行业内河或海上桥梁高桩承台、码头高桩承台或船闸靠船墩施工的无封底钢混组合吊箱围堰施工方法及结构。

背景技术

目前，水中桥梁或码头基础施工中，采用的防水围堰大致有：钢板桩围堰、锁口钢管桩围堰、双壁钢围堰、钢筋混凝土围堰、无底钢套箱以及有底钢吊箱围堰等形式。其中，钢吊箱围堰具有施工工期短、不需沉入河床、材料用量少、经济合理等特点，己被广泛应用于深水桥梁或码头高桩承台基础施工中。

钢吊箱围堰一般是通过吊箱的侧板和底板上的封底混凝土围水，为承台施工提供无水的施工环境。封底混凝土是钢吊箱施工中非常重要的一道工序。由于封底混凝土方量较大，而且为水下浇注，对于混凝土的和易性、缓凝时间和施工工艺等要求较高，施工风险较大。如果一旦封底失败，将会非常难于处理。而且承台封底混凝土只是属于施工临时措施，然而封底混凝土方量却占到承台混凝土方量的30%～50%，施工成本相对较大。因此钢吊箱围堰无封底混凝土施工技术研究也就成为了桥梁、码头设计和施工技术人员亟需研究的课题。

青岛海湾大桥在这方面的研究取得了一定突破，并获得了一项发明专利（名称：水下无封底混凝土套箱及其应用方法，专利号：ZL200710113358.5）和一项实用新型专利（名称：水下无封底混凝土套箱，专利号：ZL200720029353.X）。其主要创新点是在钢吊箱底板与桩基钢护筒之间采用胶囊止水的方式，实现了钢吊箱无封底混凝土施工。但是此技术对钢吊箱设计和制造、工人操作水平和相关配套设备等要求较高，稍有差池便会影响止水效果，如果发生漏水现象，处理起来会非常麻烦，而且胶囊止水方式对钢吊箱的定位效果有影响。因此这项技术至今仍未在国内推广使用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法及结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法，包括以下步骤，

1）桩基施工完成后，制作吊箱；

2）在护筒上安装扁担梁和连续千斤顶作为吊箱的下放装置；

3）采用连续千斤顶将吊箱缓缓下放到位；

4）拆除下放装置；

5）在底板和护筒的环形阶梯槽之间灌注水下不分散混凝土；

6），抽走吊箱内的水，割除护筒在底板上端的凸出部分，安装护筒的内支撑；

7）承台施工；

8）把吊箱的侧板拆除。

作为一个优选项，步骤1）包括有

1.1）拆除桩基施工所用的平台同时进行吊箱的底板和侧板分块制作；

1.2）选择低水位时，在护筒上焊制钢牛腿，搭设临时平台；

1.3）在临时平台上拼装底板；

1.4）拼装吊箱的侧板。

作为一个优选项，步骤4）中拆除下放装置的同时焊制拉压杆。

一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，包括吊箱，所述吊箱包括有底板、侧板，所述底板上设置有开孔，所述开孔中设置有护筒，所述开孔的边沿开有环形阶梯槽，所述环形阶梯槽和护筒之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层。

作为一个优选项，所述环形阶梯槽和护筒之间的封堵混凝土层下端处设置有止水圈。

作为一个优选项，所述侧板连接有支撑筒。

作为一个优选项，所述侧板连接有工字支撑梁。

作为一个优选项，所述封堵混凝土层采用微膨胀混凝土。

作为一个优选项，所述护筒和底板连接有拉压杆。

本发明的有益效果是：该工艺方法对吊箱采用钢筋混凝土底板和水下不分散混凝土止水方式，可彻底打破水中桥梁、码头承台吊箱围堰施工必须封底的常规施工方法，可节省大量混凝土和钢材，降低施工成本，并且减化了施工程序，可节省施工工期，工艺简单，操作便捷，止水效果好，适用范围广，对周围环境、配套设备和工人操作水平要求不高，具有很好的推广应用价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的施工流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中会涉及一些特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现，即所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。参照图1、图2、图3，一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法，包括以下步骤，

1）桩基施工完成后，制作吊箱1；

2）在护筒5上安装扁担梁7和连续千斤顶71作为吊箱1的下放装置；

3）采用连续千斤顶71将吊箱1缓缓下放到位；

4）拆除下放装置；

5）在底板2和护筒5的环形阶梯槽41之间灌注水下不分散混凝土；

6）抽走吊箱1内的水，割除护筒5在底板2上端的凸出部分，安装护筒5的内支撑；

7）承台施工；

8）把吊箱1的侧板3拆除。

整个过程无需再浇注封底混凝土，即在桩基的护筒5周围设少量的封堵混凝土层6来代替常规的吊箱全断面范围的封底混凝土结构。

吊箱1采用钢筋混凝土底板和水下微膨胀不分散混凝土止水方式，可彻底打破水中桥梁、码头承台吊箱围堰施工必须封底的常规施工方法，可节省大量混凝土和钢材，降低施工成本，并且减化了施工程序，可节省施工工期，工艺简单，操作便捷，止水效果好，适用范围广，对周围环境、配套设备和工人操作水平要求不高，具有很好的推广应用价值。

步骤1）包括有

1.1）拆除桩基施工所用的平台同时进行吊箱1的底板2和侧板3）分块制作；

1.2）选择低水位时，在护筒5上焊制钢牛腿，搭设临时平台8；

1.3）在临时平台桩基施工上拼装底板2；

1.4）拼装吊箱1的侧板3。

即吊箱1的侧板3和底板2在陆地上进行分块制作，然后在墩位处水面以上拼装，再采用连续作业千斤顶71下放到位，进一步降低施工的难度，提高施工灵活度。

步骤4）中拆除下放装置的同时焊制拉压杆51，进一步提高工程效率。

此外需要说明的是，下面描述中使用的词语“前侧”、“后侧”、“左侧”、“右侧”、“上侧”、“下侧”等指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，相关技术人员在对上述方向作简单、不需要创造性的调整不应理解为本申请保护范围以外的技术。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定实际保护范围。而为避免混淆本发明的目的，由于熟知的制造方法、控制程序、部件尺寸、电路布局等的技术已经很容易理解，因此它们并未被详细描述。

参照图1、图2，一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，包括吊箱1，所述吊箱1包括有底板2、侧板3，所述底板2上设有开孔4，所述开孔4处有护筒5，所述开孔4的边沿开有环形阶梯槽41，所述环形阶梯槽41和护筒5之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层6，封堵混凝土层6为水下不分散混凝土，护筒5周围设少量的封堵混凝土层6来代替常规的吊箱全断面范围的封底混凝土结构即可达到护筒5处止水和对护筒5定位的目的。由于环形阶梯槽41和护筒5之间空间很小，而且为水下施工，如果封堵混凝土层6采用常规水下混凝土，难以保证混凝土灌注质量，因此采用了水下不分散混凝土。水下不分散混凝土具有很强的抗分散性和较好的流动性，实现水下混凝土的自流平、自密实，抑制水下施工时水泥和骨料分散，并且不污染施工水域，既可以达到止水的效果，也可以达到定位和提供竖向摩阻力的作用，完全可以起到了常规钢吊箱封底混凝土的作用。

另外的实施例，参照图1、图2的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其中此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例包括吊箱1，吊箱1采用钢材和混凝土组合结构，底板2采用钢筋混凝土结构，相对于全钢结构底板而言，可以节省大量钢材，而且工程结束后不会对周围水体造成污染，侧板3采用钢结构，尺寸不限，可以根据承台设计情况进行调整。所述吊箱1包括有底板2、侧板3，所述底板2上设有开孔4，所述开孔4处有护筒5，护筒5同样是钢制。所述开孔4的边沿开有环形阶梯槽41，所述环形阶梯槽41和护筒5之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层6。所述环形阶梯槽41和护筒5之间的封堵混凝土层6下端处设置有止水圈61。在钢吊箱的底板2和每条桩基钢护筒连接处设置止水圈61，在钢吊箱下放到位后，在止水圈61水下灌注水下不分散混凝土，以达到提高止水效果和定位精准的目的。所述封堵混凝土层6采用微膨胀混凝土，微膨胀混凝土中的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用，随着时间推移，有一定的自由膨胀量，从而弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的。封堵混凝土层6和止水圈61组成止水带，止水带宽度为20～40cm，深度为40～80cm。

另外的实施例，参照图1、图2的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，包括吊箱1，所述吊箱1包括有底板2、侧板3，所述底板2上有开孔4，吊箱1的侧板3采用钢结构，以方便安装、拆除和倒用，吊箱1的底板2采用钢结构，所述开孔4处有护筒5，所述开孔4的边沿开有环形阶梯槽41，所述环形阶梯槽41和护筒5之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层6，所述侧板3连接有支撑杆31，以提高吊箱1的侧板3处结构强度。所述侧板3连接有工字支撑梁32，进一步使侧板3更稳固。所述护筒5和底板2连接有拉压杆51，保证吊箱1的自重和抽干水后抗浮力可通过底板2传递给护筒5，确保吊箱安全。

在实际工作时，具体流程简述如下：

步骤一：桩基施工完成后，拆除钢平台，同步进行吊箱底板和侧板分块制作。

步骤二：选择低水位时，在桩基钢护筒焊制钢牛腿，搭设临时钢平台。

步骤三：在临时钢平台上拼装吊箱底板。

步骤四：拼装吊箱侧板。

步骤五：在钢护筒上安装扁担梁和连续千斤顶等钢箱下放系统。

步骤六：采用连续千斤顶下放系统将吊箱缓缓下放到位。

步骤七：焊制拉压杆，拆除下放系统。

步骤八：在吊箱底板和钢护筒之间灌注水下不分散混凝土。

步骤九：钢吊箱受力系统转换，抽水，割除钢护筒，安装内支撑。

步骤十：承台施工。

步骤十一：钢吊箱侧壁拆除。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改，例如无封底混凝土钢混组合吊箱围堰的底板也可以采用钢梁加混凝土板结构制作，还可以全部采用钢结构制作，吊箱底板与钢护筒之间的止水带可以做成圆形，也可以做成四方形或者多边形，等等。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法，其特征在于包括以下步骤，

1）桩基施工完成后，制作吊箱（1）；

2）在护筒（5）上安装扁担梁（7）和连续千斤顶（71）作为吊箱（1）的下放装置；

3）采用连续千斤顶（71）将吊箱（1）缓缓下放到位；

4）拆除下放装置；

5）在底板（2）和护筒（5）的环形阶梯槽（41）之间灌注水下不分散混凝土；

6）抽走吊箱（1）内的水，割除护筒（5）在底板（2）上端的凸出部分，安装护筒（5）的内支撑；

7）承台施工；

8）把吊箱（1）的侧板（3）拆除。

2.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法，其特征在于，步骤1）包括有

1.1）拆除桩基施工所用的平台同时进行吊箱（1）的底板（2）和侧板（3）分块制作；

1.2）选择低水位时，在护筒（5）上焊制钢牛腿，搭设临时平台（8）；

1.3）在临时平台桩基施工上拼装底板（2）；

1.4）拼装吊箱（1）的侧板（3）。

3.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰施工方法，其特征在于，步骤4）中拆除下放装置的同时焊制拉压杆（51）。

4.一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，包括吊箱（1），所述吊箱（1）包括有底板（2）、侧板（3），所述底板（2）上设置有开孔（4），所述开孔（4）中设置有护筒（5），其特征在于，所述开孔（4）的边沿开有环形阶梯槽（41），所述环形阶梯槽（41）和护筒（5）之间填充有水下不分散混凝土形成的封堵混凝土层（6）。

5.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述底板（2）采用钢筋混凝土结构。

6.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述环形阶梯槽（41）和护筒（5）之间的封堵混凝土层（6）下端处设置有止水圈（61）。

7.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述侧板（3）连接有支撑筒（31）。

8.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述侧板（3）连接有工字支撑梁（32）。

9.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述封堵混凝土层（6）采用微膨胀混凝土。

10.根据权利要求1所述的一种水下无封底混凝土钢混组合吊箱围堰结构，其特征在于，所述护筒（5）和底板（2）连接有拉压杆（51）。