CN106836247B - 组合式围堰及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组合式围堰及其施工方法，其中，包括钢模板和多个间隔设置的钢管桩，多个钢管桩垂直于围堰基坑，且多个钢管桩围成一个施工区域，每一个钢管桩的底部设置有钢垫板和多个剪力键，多个剪力键均自钢管桩内穿过钢垫板朝外延伸并与混凝土基础连接，钢模板沿施工区域的轮廓围成一个封闭腔体，且钢模板分别与多个钢管桩邻接。以及该组合式围堰的施工方法。该组合式围堰及其施工方法均具有使围堰具有足够的埋入深度，且稳定性好、止水效果好的优点。

Description

组合式围堰及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体地说，是涉及一种组合式围堰以及该组合式围堰的施工方法。

背景技术

目前在建筑、桥梁等大型工程中，为了提高建筑结构的稳定性，一般都会修建临时性围护结构。例如，对于水中桥梁墩台的基坑开挖，均会在基坑周围施作围堰，以便进行开挖基坑、排水以及基础混凝土浇筑等施工。而为了提高结构的安全稳定性，在对围堰进行施工时，需要考虑其几何尺寸、埋置深度、受力稳定性和防渗漏等相关要求，防止对施工的质量、工期、成本以及安全性等因素造成影响。

常规的基坑围堰有草袋围堰、木板桩围堰、钢板桩围堰、钢管桩围堰以及钢筋混凝土连续墙围堰等，但是，常规的基坑围堰在适用性、施工成本、施工工期和围堰安全性能等方面均无法达到很好的效果。尤其是对于在季节性裸岩河床上制作围堰时，常规的围堰无法适用于季节性裸岩河床，其埋入深度和防渗漏性均无法保证，使得施工成本高且安全风险高。此外，对于深基坑、深水基坑以及地质复杂等围堰施工过程中，如果工艺控制不到位，很容易出现渗水、围堰变形等重大事故，直接对施工安全造成影响，同时在很大程度上严重制约工程工期并增加工程成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种使围堰具有足够的埋入深度，且稳定性好、止水效果好的组合式围堰。

本发明的另一目的是提供一种使围堰具有足够的埋入深度，且稳定性好、止水效果好的组合式围堰的施工方法。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种组合式围堰，其中，包括钢模板和多个间隔设置的钢管桩，多个钢管桩垂直于围堰基坑，且多个钢管桩围成一个施工区域，每一个钢管桩的底部设置有钢垫板和多个剪力键，多个剪力键均自钢管桩内穿过钢垫板朝外延伸并与混凝土基础连接，钢模板沿施工区域的轮廓围成一个封闭腔体，且钢模板分别与多个钢管桩邻接。

进一步的方案是，组合式围堰还包括多组围囹，每一组围囹位于封闭腔体内且分别与多个钢管桩邻接，多组围囹沿钢管桩的延伸方向间隔设置。

更进一步的方案是，每一个钢管桩沿钢管桩的延伸方向间隔地设置有多个牛腿，且一个牛腿与一组围囹邻接。

更进一步的方案是，组合式围堰还包括多组支护机构，一组支护机构与一组围囹固定连接。

更进一步的方案是，牛腿由槽钢制成，剪力键由钢筋制成。

由上可见，通过对本发明的组合式围堰的设置和结构设计，使得组合式围堰能够具有足够的埋入深度，并且具有较好的稳定性和止水效果。具体地，当对组合式围堰进行安装时，将组合式围堰的各个钢管桩与围堰基坑上的混凝土连续墙进行固定连接，使得混凝土连续墙对钢管桩以及钢模板进行锚固，并通过混凝土连续墙对钢管桩和钢模板的底部进行密封连接，使得既保证组合式围堰的埋入深度，又提高围堰的止水效果。此外，通过在每一个钢管桩的底部设置钢垫板和剪力键，使得钢管桩能够更加牢固地与混凝土连续墙连接的同时，保证组合式围堰受力的稳定性，并且剪力键能够对组合式围堰进行保护，提高钢管桩的承载能力和抗剪能力。并且，该组合式围堰可以在不需要爆破开挖的前提下，适应于各种复杂的、凸凹不平的裸岩条件，简化施工步骤，使得施工更加方便且施工难度更小。

为了实现本发明的另一目的，本发明提供一种组合式围堰的施工方法，其中，包括：获取河床的最低水位的水文水位；对岩石河床进行处理并使岩石河床表面保持平整；安装混凝土连续墙模板，形成混凝土连续墙的待浇筑腔体，向待浇筑腔体内进行水下混凝土浇筑，并使混凝土连续墙模板内的混凝土高度高于河床的最低水位标高；在浇筑出的混凝土连续墙的顶部预埋多个钢管桩，且多个钢管桩沿混凝土连续墙的周向间隔设置；在每一个钢管桩的底部固定连接钢垫板和剪力键，并使剪力键自钢管桩内穿过钢垫板朝外延伸并与混凝土连续墙连接；安装钢模板，将钢模板分别与多个钢管桩进行焊接，并使钢模板围成一个封闭腔体，对钢模板与多个钢管桩的连接处进行密封处理；接高混凝土连续墙使混凝土连续墙对多个钢管桩和钢模板进行锚固、密封。

进一步的方案是，施工方法还包括在封闭腔体内安装多组围囹，将多组围囹分别与多个钢管桩进行焊接，并使多组围囹沿钢管桩的延伸方向间隔设置。

更进一步的方案是，施工方法还包括在每一个钢管桩上沿钢管桩的延伸方向间隔地安装多个牛腿，并使一个牛腿与一组围囹焊接。

更进一步的方案是，施工方法还包括在安装多组支护机构，使一组支护机构与一组围囹固定连接。

更进一步的方案是，牛腿由槽钢制成，剪力键由钢筋制成。

由上可见，本发明的组合式围堰的施工方法能够使围堰具有足够的埋入深度，并且具有较好的稳定性和止水效果。具体地，当对组合式围堰进行安装时，将组合式围堰的各个钢管桩与围堰基坑上的混凝土连续墙进行固定连接，使得混凝土连续墙对钢管桩以及钢模板进行锚固，并通过混凝土连续墙对钢管桩和钢模板的底部进行密封连接，使得既保证组合式围堰的埋入深度，又提高围堰的止水效果。此外，通过在每一个钢管桩的底部设置钢垫板和剪力键，使得钢管桩能够更加牢固地与混凝土连续墙连接的同时，保证组合式围堰受力的稳定性，并且剪力键能够对组合式围堰进行保护，提高钢管桩的承载能力和抗剪能力。并且，该组合式围堰的施工方法使组合式围堰能够适应与各种复杂的、凸凹不平的裸岩条件，并且免去需要进行引孔或钻爆开槽再下钢管桩并进行水下混凝土封堵的繁琐施工步骤，降低施工成本并提高钢管桩与围堰基坑的锚固质量。

附图说明

图1是本发明组合式围堰实施例的结构示意图。

图2是本发明组合式围堰实施例的省略部分组件后的结构示意图。

图3是图2中C处的放大图。

图4是本发明组合式围堰实施例的钢管桩的剖视图。

图5是图2中B处的放大图。

图6是图1中A处的放大图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

组合式围堰实施例：

参照图1和图2，组合式围堰1包括钢模板3、多个间隔设置的钢管桩2、多组围囹4以及多组支护机构6。

如图1和图2所示，将多个间隔设置的钢管桩2埋设在浇筑出的混凝土连续墙7上，并使多个钢管桩2沿浇筑出的混凝土连续墙7的轮廓方向排列设置，使得多个钢管桩2的连线围成一个施工区域。

参照图3和图4，并结合图2，每一个钢管桩2的底部设置有钢垫板21和多个剪力键22，多个剪力键22均在钢管桩2内穿过钢垫板21朝外延伸地设置并与混凝土基础固定连接，即与浇筑出的混凝土连续墙7固定连接。其中，钢垫板21用于提高钢管桩2的底部与混凝土连续墙7的接触面积，使得钢管桩2能够更好的固定在混凝土连续墙7上。此外，将钢模板3包裹在多个钢管桩2围成的施工区域上，使钢模板3沿该施工区域的轮廓围成一个封闭腔体10，且使钢模板3分别与多个钢管桩2邻接，之后对钢模板3与多个钢管桩2的邻接点进行焊接，使钢模板3与多个钢管桩2固定连接。

具体地，如图4所示，剪力键22的数量为九个，且九个剪力键22呈3×3设置。剪力键22由钢筋制成，通过设置剪力键22，使得使用中的组合式围堰1在承受河床内水流的水压时，组合式围堰1的各个钢管桩2的受力能够保持稳定，并提高钢管桩2的承载能力和抗剪能力，从而使安装在钢管桩2上的钢模板3能够稳定承受水流的水压，进而保证组合式围堰1使用的稳定性，并对组合式围堰1起到保护作用。当然，剪力键22的数量可以根据实际使用中的组合式围堰1所需要承载的水流压力进行相应的调整，以保证组合式围堰1在使用时的安全性。

在钢模板3围成的封闭腔体内依次安装多组围囹4，并使围囹4分别与多个钢管桩2邻接，并且多组围囹4沿钢管桩2的延伸方向间隔设置。具体地，如图2和图5所示，在每一个钢管桩2上设置多个牛腿5，并根据工程要求将多个牛腿5沿钢管桩2的延伸方向进行间隔设置，并使一个牛腿5与一组围囹4邻接，然后对围囹4与牛腿5的邻接处进行焊接，使围囹4与牛腿5固定连接。其中，牛腿5由槽钢支撑。

其中，需要保证每一个钢管桩2上的相对应的牛腿5处于同一水平面上，进而使得同一组围囹4在于多个钢管桩2连接之后能够处于同一水平面内，提高组合式围堰1的稳定性，保证组合式围堰1在使用时，组合式围堰1的各个钢管桩2能够稳定受力。

参照图6，并结合图1和图2，一组支护机构6与一组围囹4固定连接。具体地，每一组支护机构6包括多个对撑柱61，对撑柱61的两端分别通过法兰盘63与围囹4固定连接，此外，每一个对撑柱61在靠近围囹4的一端的相对的两侧分别连接有一个斜撑62，每一个斜撑62的两端分别通过法兰盘63与围囹4、对撑柱61固定连接，且斜撑62与对撑柱61呈一定角度设置。

其中，对撑柱61的延伸方向与河床水流的流动方向平行，通过设置对撑柱61加强钢模板3在沿河床水流流动方向的承载能力，防止水流冲击造成该流动方向上的钢模板发生较大形变，以提高组合式围堰1的使用安全性。而在对撑柱61的两端分别设置斜撑62，并使斜撑62连接在对撑柱61和围囹4之间，能够使得河床水流流动方向的钢管桩2以及钢模板3的受力更加均匀，且防止钢模板3由于局部承受的水压过大而发生较大形变。

由上可见，本实施例提供的组合式围堰能够具有足够的埋入深度，并且具有较好的稳定性和止水效果。通过组合式围堰的各个钢管桩与围堰基坑上的混凝土连续墙进行固定连接，使得混凝土连续墙对钢管桩以及钢模板进行锚固，并通过混凝土连续墙对钢管桩和钢模板的底部进行密封连接，使得既保证组合式围堰的埋入深度，又提高围堰的止水效果。此外，通过在钢管桩的底部设置钢垫板和剪力键，使得钢管桩能够更加牢固地与混凝土连续墙连接的同时，保证组合式围堰受力的稳定性，并且剪力键能够对组合式围堰进行保护，提高钢管桩的承载能力和抗剪能力。并且，该组合式围堰可以在不需要爆破开挖的前提下，适应于各种复杂的、凸凹不平的裸岩条件，简化施工步骤，使得施工更加方便且施工难度更小。

组合式围堰的施工方法实施例：

参照图1至图6，对上述组合式围堰实施例中的组合式围堰的施工方法进行说明，该组合式围堰的施工方法包括以下步骤：

在组合式围堰1施工前，对组合式围堰1所处的河床进行调查，并获取该河床的水文数据，包括最高水位水文数据、最低水位水文数据以及河床的丰水季、枯水期等的水文数据。

在完成河床水文情况调查后，即可对岩石河床进行处理，并通过船载液压破碎锤挖掘机对岩石河床进行清理，使岩石河床表面能够保持平整。优选地，可选用河床枯水期对组合式围堰1进行施工。

接着，安装混凝土连续墙模板，具体地，在岩石河床上安装混凝土连续墙内模和混凝土连续墙外模，形成混凝土连续墙7的待浇筑腔体，并使围堰基坑位于混凝土连续墙内模围成的区域内。然后向混凝土连续墙的待浇筑腔体内进行水下混凝土浇筑，并使混凝土连续墙模板内的混凝土高度高于河床的最低水位标高，即混凝土连续墙7的顶部高于河床的最低水位。

接着，在浇筑出的混凝土连续墙7的顶部预埋多个钢管桩2，并使多个钢管桩2沿混凝土连续墙7的周向间隔设置，进而使多个钢管桩2的连线形成一个施工区域。

接着，在每一个钢管桩2的底部固定连接钢垫板21和剪力键22，并使剪力键22自钢管桩2内穿过钢垫板21朝外延伸并与混凝土连续墙7固定连接。

接着，安装钢模板3，将钢模板3包裹在过个钢管桩2围成的施工区域上，使钢模板3围成一个封闭腔体10，并将钢模板3分别与多个钢管桩2进行焊接，对钢模板3进行固定。然后，对钢模板3与多个钢管桩2的连接处进行密封，防止组合式围堰1在使用时发生渗漏。

在完成钢模板3与多个钢管桩2的连接以及密封后，向混凝土连续墙7的待浇筑腔体内进行混凝土的二次浇筑，对混凝土连续墙7进行接高处理，使二次浇筑后的混凝土连续墙7的顶部比初次浇筑的混凝土连续墙7的顶部垂向高度差为H，H的数值需要根据钢管桩2的高度进行调整，以确保混凝土连续墙7能够对多个钢管桩2和钢模板3进行锚固，并对多个钢管桩2和钢模板3的底部进行密封，防止组合式围堰1的底部在使用时发生渗漏。

接着，在完成对多个钢管桩2以及钢模板3的安装以及密封后，如果封闭腔体10存在积水，对封闭腔体10内的积水进行抽取、排泄，当然，如果封闭腔体10内不存在积水，即可免除该步骤。然后，在每一个钢管桩2上焊接多个牛腿5，并根据工程要求使多个牛腿5沿钢管桩2的延伸方向间隔设置。其中，需要保证每一个钢管桩2上的相对应的一个牛腿5位于同一水平面上，以保证在安装围囹4时，同一组围囹4能够处于同一水平面，进而提高组合式围堰1的稳定性，保证组合式围堰1在使用时，组合式围堰1的各个钢管桩2能够受力稳定。

接着，在封闭腔体10内自组合式围堰1的底部向上依次安装多组围囹4。首先，在靠近组合式围堰1的底部的一侧安装第一组围囹4，将第一组围囹4分别与多个钢管桩2的第一个牛腿5进行邻接，并对围囹4与钢管桩2的相邻接的牛腿5的邻接处进行焊接，使第一组围囹4固定在钢管桩2上。然后，安装第二组围囹4，将第二组围囹4分别与多个钢管桩2的第二个牛腿5进行邻接，并对围囹4与钢管桩2的相邻接的牛腿5的邻接处进行焊接，使第二组围囹4固定在钢管桩2上。以此类推。当然，需要安装的围囹4的数量需要根据实际的工程需要进行确定。

在完成一组围囹4后，即对一组支护机构6进行安装，然后在进行另一组围囹4和另一组支护机构6的安装，以此完成对多组围囹4与多组支护机构6的安装。具体地，每一组支护机构6包括多个对撑柱61，将一个对撑柱61的两端通过法兰盘63固定连接在一组围囹4的相对的两侧上，并且，使对撑柱61的延伸方向与河床水流的流动方向平行，同时，使多个对撑柱61沿垂直于河床水流的流动方向间隔设置，加强组合式围堰1在河床水流的流动方向的承载能力。

接着，在每一个对撑柱61靠近围囹4的一端的相对的两侧分别安装一个斜撑62，斜撑62的两端通过法兰盘63分别与对撑柱61、围囹4固定连接，能够使得河床水流流动方向的钢管桩2以及钢模板3的受力更加均匀，且防止钢模板3由于局部承受的水压过大而发生较大形变。其中，一组支护机构6与一组围囹4固定连接。

由上可见，本实施例提供的组合式围堰的施工方法能够使得组合式围堰具有足够的埋入深度，并且具有较好的稳定性和止水效果。通过组合式围堰的各个钢管桩与围堰基坑上的混凝土连续墙进行固定连接，使得混凝土连续墙对钢管桩以及钢模板进行锚固，并通过混凝土连续墙对钢管桩和钢模板的底部进行密封连接，使得既保证组合式围堰的埋入深度，又提高围堰的止水效果。并且，该施工方式能够避免在对组合式围堰进行施工使需要对河床进行爆破、钻孔等复杂的施工，同时还使得组合式围堰能够适应各种复杂、凹凸不平的裸岩条件，能够尽量简化施工步骤，使得施工更加方便且施工难度更小。此外，在的底部设置钢垫板使得钢管桩能够更加牢固地与混凝土连续墙连接，同时在钢管桩的底部设置剪力键，能够提高组合式围堰受力的稳定性，并对组合式围堰起到保护作用，提高钢管桩的承载能力和抗剪能力。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.组合式围堰的施工方法，其特征在于，包括：

获取河床的最低水位的水文数据；

对岩石河床进行处理并使岩石河床表面保持平整；

安装混凝土连续墙模板，形成混凝土连续墙的待浇筑腔体，向所述待浇筑腔体内进行水下混凝土浇筑，并使所述混凝土连续墙模板内的混凝土高度高于河床的最低水位标高；

在浇筑出的所述混凝土连续墙的顶部预埋多个钢管桩，且多个所述钢管桩沿所述混凝土连续墙的周向间隔设置；

在每一个所述钢管桩的底部固定连接钢垫板和剪力键，并使所述剪力键自所述钢管桩内穿过所述钢垫板朝外延伸并与所述混凝土连续墙连接；

安装钢模板，将所述钢模板分别与多个所述钢管桩进行焊接，并使所述钢模板围成一个封闭腔体，对所述钢模板与多个所述钢管桩的连接处进行密封处理；

接高所述混凝土连续墙使所述混凝土连续墙对多个所述钢管桩和所述钢模板进行锚固、密封。

2.根据权利要求1所述的组合式围堰的施工方法，其特征在于：

所述施工方法还包括在所述封闭腔体内安装多组围囹，将多组所述围囹分别与多个所述钢管桩进行焊接，并使多组所述围囹沿所述钢管桩的延伸方向间隔设置。

3.根据权利要求2所述的组合式围堰的施工方法，其特征在于：

所述施工方法还包括在每一个所述钢管桩上沿所述钢管桩的延伸方向间隔地安装多个牛腿，并使一个所述牛腿与一组所述围囹焊接。

4.根据权利要求3所述的组合式围堰的施工方法，其特征在于：

所述施工方法还包括在安装多组支护机构，使一组所述支护机构与一组所述围囹固定连接。

5.根据权利要求4所述的组合式围堰的施工方法，其特征在于：

所述牛腿由槽钢制成；

所述剪力键由钢筋制成。

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