CN106958254A - 锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，包括封底混凝土、锁扣钢管桩、钢筋混凝土桩，所述锁扣钢管桩锚固在封底混凝土的边缘并依次首尾相接，锁扣钢管桩的底部至少插打封底混凝土以下50cm；钢筋混凝土桩的上部套接到锁扣钢管桩的下部，钢筋混凝土桩的下部锚固到封底混凝土的内部超出且封底混凝土底部；若干锁扣钢管桩所围成区域的内侧从上至下设置有若干道钢围檩，每一所述钢围檩上安装有内支撑，所述相邻两层内支撑之间设有纵向支撑杆。本发明解决了水下爆破开挖难，爆破开挖工程量不可控的难题，锁扣钢管桩因桩内设计钢筋混凝土锚固桩增大围堰抗浮能力，减少了封底混凝土厚度，降低了铣槽工作量，同时减少了施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及围堰技术领域，特别涉及一种锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰及其施工方法。
背景技术
目前传统的水中基坑开挖支护有钢套箱、钢吊箱、钢板桩围堰和钢管桩围堰，在深水嵌岩的工程项目，一般采用双壁钢箱围堰，但是采用双壁钢箱围堰具有以下缺点：
1、必须先采取水下爆破开挖，再下沉，这样加大了基坑开挖的工程量，同时双壁钢箱围堰的抗浮能力差，加大了封底混凝土的厚度；2、双壁钢箱围堰在基坑开挖完后，双壁钢围堰拼装下沉耗时长，拖长了施工工期。如何解决上述问题成为施工人员亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，可以解决水下爆破开挖难，双壁钢箱围堰的抗浮能力差，封底混凝土的厚度过大等问题，同时减少了施工成本，节约了施工工期。本发明所采用的技术方案为：
一种锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，包括封底混凝土、锁扣钢管桩、钢筋混凝土桩，所述锁扣钢管桩锚固在封底混凝土的边缘并依次首尾相接，所述锁扣钢管桩的底部至少插打封底混凝土以下50cm；所述钢筋混凝土桩的上部套接到锁扣钢管桩的下部，钢筋混凝土桩的下部锚固到封底混凝土的内部超出且封底混凝土底部；若干所述锁扣钢管桩所围成区域的内侧从上至下设置有若干道钢围檩，每一所述钢围檩上安装有内支撑，所述相邻两层内支撑之间设有纵向支撑杆。
作为优选，与所述锁扣钢管桩套接段的钢筋混凝土桩为第一钢筋混凝土桩，其下部的钢筋混凝土桩为第二钢筋混凝土桩，所述第一钢筋混凝土桩的桩断面大于第二钢筋混凝土桩的桩断面，且第一钢筋混凝土桩的桩长大于第二钢筋混凝土桩的桩长。
作为优选，所述钢围檩和内支撑从上到下依次包括五层，分别为第一钢围檩和第一内支撑、第二钢围檩和第二内支撑、第三钢围檩和第三内支撑、第四钢围檩和第四内支撑、第五钢围檩和我第五内支撑，所述第一钢围檩、第二钢围檩、第三钢围檩、第四钢围檩均焊接在锁扣钢管桩与钢筋混凝土桩套接段内侧的上部，所述第五钢围檩焊接在锁扣钢管桩与钢筋混凝土桩套接段的内侧。
作为优选，所述第一钢围檩和第二钢围檩均采用2HN700×300的H型钢，第一内支撑和第二内支撑采用的钢管；所述第三钢围檩、第四钢围檩和第五钢围檩均采用3HN700×300的H型钢，所述第三内支撑、第四钢支撑和第五钢支撑均采用的钢管。
作为优选，所述封底混凝土的顶部设置有施工承台，所述施工承台底部设置有桩基，所述桩基从封底混凝土的底部穿出。
作为优选，所述锁扣钢管桩的规格为1000*12mm，采用Q345材质钢材。
作为优选，所述第一钢筋混凝土桩的桩断面为1000mm，,第二钢筋混凝土桩的桩断面为800mm，第二钢筋混凝土桩有效锚固深度不小于4.5m。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明采用锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，解决了水下爆破开挖难，爆破开挖工程量不可控的难题，锁扣钢管桩因桩内设计钢筋混凝土锚固桩增大围堰抗浮能力，减少了封底混凝土厚度，降低了铣槽工作量，锁扣钢管桩围堰安装(含桩内钢筋混凝土锚固桩施工、围檩施工)比双壁钢围堰拼装下沉(含围檩施工)节约50～60天，同时减少了施工成本，节约了施工工期。
2、本发明通过在锁扣钢管桩的内外使用不同桩断面的钢筋混凝土桩既增大了钢筋混凝土锚固桩围堰抗浮的能力，同时减少了施工成本，节约了下沉的时间。
附图说明
图1是本发明本所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰的结构示意图；
图2是本发明本所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰施工方法的流程图；
图中所示：1、封底混凝土；2、锁扣钢管桩；3、钢筋混凝土桩；3.1、第一钢筋混凝土桩；3.2、第二钢筋混凝土桩；4、第一内支撑；5、第二内支撑；6、第三内支撑；7、第四内支撑；8、第五内支撑；9、第一钢围檩；10、第二钢围檩；11、第三钢围檩；12、第四钢围檩；13、第五钢围檩，14、纵向支撑杆；15、施工承台；16、桩基。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，包括封底混凝土1、锁扣钢管桩2、钢筋混凝土桩3，所述锁扣钢管桩2锚固在封底混凝土1的边缘并依次首尾相接，所述锁扣钢管桩2的底部至少插打封底混凝土1以下50cm；所述钢筋混凝土桩3的上部套接到锁扣钢管桩2的下部，钢筋混凝土桩3的下部锚固到封底混凝土1的内部超出且封底混凝土2的底部；若干所述锁扣钢管桩2所围成区域的内侧从上至下设置有若干道钢围檩(包括第一钢围檩9、第二钢围檩10、第三钢围檩11、第四钢围檩12和第五钢围檩13)，每一所述钢围檩上安装有内支撑(包括第一内支撑4、第二内支撑5、第三内支撑6、第四内支撑7和第五内支撑8)，所述相邻两层内支撑之间设有纵向支撑杆14。
作为本实施例的优选结构，与锁扣钢管桩2套接段的钢筋混凝土桩3为第一钢筋混凝土桩3.1，其下部的钢筋混凝土桩3为第二钢筋混凝土桩3.2，所述第一钢筋混凝土桩3.1的桩断面大于第二钢筋混凝土桩3.2的桩断面，且第一钢筋混凝土桩3.1的桩长大于第二钢筋混凝土3.2的桩长，本实施例中，锁扣钢管桩2的规格为1000*12mm，采用Q345材质钢材，第一钢筋混凝土桩3.1的桩断面为1000mm，,第二钢筋混凝土桩3.2的桩断面为800mm，第二钢筋混凝土桩3.2的有效锚固深度不小于4.5m。
参见图1所示，作为本实施例的优选结构，钢围檩和内支撑从上到下依次包括五层，分别为第一钢围檩9和第一内支撑4、第二钢围檩10和第二内支撑5、第三钢围檩11和第三内支撑6、第四钢围檩12和第四内支撑7、第五钢围檩13和我第五内支撑8，其中，第一钢围檩9、第二钢围檩10、第三钢围檩11、第四钢围檩12均焊接在锁扣钢管桩2与钢筋混凝土桩3套接段内侧的上部，所述第五钢围檩13焊接在锁扣钢管桩2与钢筋混凝土桩3套接段的内侧。进一步的，所述第一钢围檩9和第二钢围檩10均采用2HN700×300的H型钢，第一内支撑4和第二内支撑5采用的钢管，所述第三钢围檩11、第四钢围檩12和第五钢围檩13均采用3HN700×300的H型钢，所述第三内支撑6、第四钢支撑7和第五钢支撑8均采用的钢管。在封底混凝土1的顶部设置有施工承台15，施工承台15底部设置有桩基16，所述桩基16从封底混凝土1的底部穿出。
在施工过程中，锁扣钢管桩2采用旋挖钻钻孔铣槽至封底混凝土1顶部以下0.5m，用振动锤将锁扣钢管桩2打入至槽口底程，采用360旋挖钻逐根钻孔铣除粗圆砾土，逐根安装锁扣钢管桩2，并在锁口钢管桩2内钻孔，灌注钢筋混凝土桩3。在锁扣钢管桩2横桥向间距1.26m，顺桥向间距1.254m。锁口钢管桩2主管采用钢管，第一、二钢围檩(9、10)水平为2HN700×300H型钢，第一、二内支撑(4、5)为钢管。第、三、四、五围檩(111、12、13)水平为3HN700×300H型钢，第三、四、五内支撑(6、7、8)为钢管。
如图2所示，本发明实施例提所述锁扣钢管与混凝土组合桩围堰施工方法，包括以下步骤：
步骤S1：施工锁扣钢管桩2，在钢护筒顶部的施工平台上铣槽施工周围安装锁扣钢管桩2，且对锁扣钢管桩2进行插打，直到打入岩层中插打不动为止，然后在钢管桩内施工钻孔进行钢筋混凝土桩3灌注，锁扣钢管桩2内的填充C30混凝土须高出河床面50cm。
步骤S2：低水位清基，锁扣钢管桩内填充砼达到强度后，在低水位时进行清基，清基过程中要保证围堰内外水头差不超过50cm，内侧水位为+158.5m，河床清理至封底砼底部，清基过程中要保证桩上的附土清理干净，以保证桩与封底混凝土的粘结力满足要求。
步骤S3：浇筑封底混凝土，在低水位水下浇筑C30封底砼，浇筑过程中向围堰外抽水，要保证围堰内外水头差不超过50cm。
步骤S4：安装围檩及内支撑，在封底混凝土达到设计强度后，切钢护筒，低水位在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装围檩及内支撑，保证围堰内外水头差不超过50cm；
在步骤S4中，安装围檩及内支撑的工序如下：
S4.1、安装第一围檩及第一内支撑，切钢护筒，低水位+158m水位以下在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第一围檩及第一内支撑；
S4.2、安装第二围檩及第二内支撑,围堰内抽水至标高+155.5，切除钢护筒，在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第二围檩及第二内支撑；
S4.3、安装第三围檩及第三内支撑，围堰内抽水至标高+152.5，切除钢护筒，在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第三围檩及第三内支撑；
S4.4、安装第四围檩及第四内支撑，围堰内抽水至标高+149.5，切除钢护筒，在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第四围檩及第四内支撑；
S4.5、安装第五围檩及第五内支撑，围堰内抽水至标高+146.5，切除钢护筒，在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第五围檩及第五内支撑。
当然，在步骤S4.1中，低水位+158m水位，是针对施工水位+160m而言，其中，步骤S4.2、S4.3、S4.4、S4.5中的抽水标高是针对低水位+158m而言，在实际的施工过程中，可根据施工的需要调整步骤S4中各阶段的标高。
步骤S5：抽水至封底砼顶，围堰内抽水至封底砼顶，切除钢护筒，凿除桩头，清基；
步骤S6：施工承台，绑扎钢筋，一次浇筑承台，待承台达到强度后，向承台与钢管桩之间回灌砂填充密实，回灌砂高度4m，再浇筑C30混凝土0.5m高；
步骤S7：在低水位时，在围堰内、外无水头差的情况下，切割拆除围堰。
本发明采用锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，解决了水下爆破开挖难，爆破开挖工程量不可控的难题，锁扣钢管桩因桩内设计钢筋混凝土锚固桩增大围堰抗浮能力，减少了封底混凝土厚度，降低了铣槽工作量，锁扣钢管桩围堰安装(含桩内钢筋混凝土锚固桩施工、围檩施工)比双壁钢围堰拼装下沉(含围檩施工)节约50～60天，同时减少了施工成本，节约了施工工期。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，包括封底混凝土、锁扣钢管桩、钢筋混凝土桩，其特征在于：所述锁扣钢管桩锚固在封底混凝土的边缘并依次首尾相接，所述锁扣钢管桩的底部至少插打封底混凝土以下50cm；所述钢筋混凝土桩的上部套接到锁扣钢管桩的下部，钢筋混凝土桩的下部锚固到封底混凝土的内部超出且封底混凝土底部；若干所述锁扣钢管桩所围成区域的内侧从上至下设置有若干道钢围檩，每一所述钢围檩上安装有内支撑，所述相邻两层内支撑之间设有纵向支撑杆。
2.根据权利要求1所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，其特征在于：与所述锁扣钢管桩套接段的钢筋混凝土桩为第一钢筋混凝土桩，其下部的钢筋混凝土桩为第二钢筋混凝土桩，所述第一钢筋混凝土桩的桩断面大于第二钢筋混凝土桩的桩断面，且第一钢筋混凝土桩的桩长大于第二钢筋混凝土的桩长。
3.根据权利要求1所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，其特征在于：所述钢围檩和内支撑从上到下依次包括五层，分别为第一钢围檩和第一内支撑、第二钢围檩和第二内支撑、第三钢围檩和第三内支撑、第四钢围檩和第四内支撑、第五钢围檩和我第五内支撑，所述第一钢围檩、第二钢围檩、第三钢围檩、第四钢围檩均焊接在锁扣钢管桩与钢筋混凝土桩套接段内侧的上部，所述第五钢围檩焊接在锁扣钢管桩与钢筋混凝土桩套接段的内侧。
4.根据权利要求1所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，其特征在于：所述第一钢围檩和第二钢围檩均采用2HN700×300的H型钢，第一内支撑和第二内支撑采用的钢管；所述第三钢围檩、第四钢围檩和第五钢围檩均采用3HN700×300的H型钢，所述第三内支撑、第四钢支撑和第五钢支撑均采用的钢管。
5.根据权利要求1所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，其特征在于：所述封底混凝土的顶部设置有施工承台，所述施工承台底部设置有桩基，所述桩基从封底混凝土的底部穿出。
6.根据权利要求1所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，其特征在于：所述锁扣钢管桩的规格为1000*12mm，采用Q345材质钢材。
7.根据权利要求2所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰，其特征在于：所述第一钢筋混凝土桩的桩断面为1000mm，,第二钢筋混凝土桩的桩断面为800mm，第二钢筋混凝土桩有效锚固深度不小于4.5m。
8.一种根据权利要求1至7任一项所述锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰的施工方法，其特征在于，它包括如下施工步骤：
步骤S1：施工钢管桩，在钢护筒顶部的施工平台上铣槽施工周围钢管桩，且对钢管桩进行插打，直到打入岩层中插打不动为止，然后在钢管桩内施工钻孔进行钢筋混凝土桩灌注；
步骤S2：低水位清基，钢管桩内填充砼达到强度后，在低水位时进行清基，清基过程中要保证围堰内外水头差不超过50cm，内侧水位为+158.5m，河床清理至封底砼底部；
步骤S3：浇筑封底混凝土，在低水位水下浇筑C30封底砼，浇筑过程中向围堰外抽水，要保证围堰内外水头差不超过50cm。
步骤S4：安装围檩及内支撑，在封底混凝土达到设计强度后，切钢护筒，低水位在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装围檩及内支撑，保证围堰内外水头差不超过50cm；
步骤S5：抽水至封底砼顶，围堰内抽水至封底砼顶，切除钢护筒，凿除桩头，清基；
步骤S6：施工承台，绑扎钢筋，一次浇筑承台，待承台达到强度后，向承台与钢管桩之间回灌砂填充密实，回灌砂高度4m，再浇筑C30混凝土0.5m高；
步骤S7：在低水位时，在围堰内、外无水头差的情况下，切割拆除围堰。
9.根据权利要求8所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰的施工方法，其特征在于：在步骤一中，钢管桩内的填充C30混凝土须高出河床面50cm；在步骤二中，清基过程中要保证桩上的附土清理干净，以保证桩与封底混凝土的粘结力满足要求。
10.根据权利要求8所述的锁扣钢管和钢筋混凝组合桩围堰的施工方法，其特征在于：在步骤S4中，安装围檩及内支撑的工序如下：
S4.1、安装第一围檩及第一内支撑，切钢护筒，低水位+158m水位以下在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第一围檩及第一内支撑；
S4.2、安装第二围檩及第二内支撑,围堰内抽水至标高+155.5，切除钢护筒，在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第二围檩及第二内支撑；
S4.3、安装第三围檩及第三内支撑，围堰内抽水至标高+152.5，切除钢护筒，在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第三围檩及第三内支撑；
S4.4、安装第四围檩及第四内支撑，围堰内抽水至标高+149.5，切除钢护筒，在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第四围檩及第四内支撑；
S4.5、安装第五围檩及第五内支撑，围堰内抽水至标高+146.5，切除钢护筒，在管桩上焊接牛腿，在牛腿上拼装第五围檩及第五内支撑。
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