CN107299630A - 一种深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构，河流上下游均设置一道双钢板桩；所述双钢板桩由两排拉森钢板桩围成，拉森钢板桩内部通过槽钢围檩对拉螺栓和拉结筋进行连接，相邻拉森钢板桩通过锁口连接；双钢板桩之间河床淤泥经压密注浆形成有压密注浆土；双钢板桩内侧壁设置槽钢围檩对拉螺栓；在双钢板桩内侧设置一层防渗膜，紧贴防渗膜填筑一层袋装土；双钢板桩之间分层填筑有掺灰土。本发明的有益效果是：在双钢板桩防水的基础上，在双钢板桩之间设置有防渗能力较好的掺灰土芯，且设置有防渗膜，掺灰土芯基底通过压密注浆进一步提高基底防水效果，从而通过多重防水提高整个围堰的防水效果。
Description
技术领域
本发明属于围堰工程领域，特别涉及一种深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构及施工方法，适用于深厚淤泥质河床双钢板桩围堰施工，尤其适用于管廊过河围堰施工。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，综合管廊相对于传统管线建设的优点越来越得到公众的认可，国家和地方均在大力推行城市综合管廊建设。由于沿海地区河网密集，管廊建设不可避免的要穿越河道，需要进行围堰施工，而且经常会遇到河道较深，且为深厚淤泥质河床，河床地基承载力极低，传统的钢板桩围堰稳定性和防渗能力不足。为了获得较大的稳定性，钢板桩需要插入淤泥质河床较大深度，这需要钢板桩的大量使用，会造成工程成本的增加，同时也大大地拖慢了施工进程。开挖围堰基底会产生大量河道淤泥，这对后续淤泥的运输和处理提出了更高的要求。
综上所述，传统的管廊过河围堰结构及施工方法具有稳定性和防渗能力不足、工程成本高、资源浪费、施工速度慢、污染环境、废料难处理等问题，亟需通过改进技术加以解决。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构及施工方法。
为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：
一种深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构，河流上下游均设置一道双钢板桩；所述双钢板桩由两排拉森钢板桩围成，拉森钢板桩内部通过槽钢围檩对拉螺栓和拉结筋进行连接，相邻拉森钢板桩通过锁口连接；双钢板桩之间河床淤泥经压密注浆形成有压密注浆土；双钢板桩内侧壁设置槽钢围檩对拉螺栓；在双钢板桩内侧设置一层防渗膜，紧贴防渗膜填筑一层袋装土；双钢板桩之间分层填筑有掺灰土；两排双钢板桩之间围堰内设置钢围檩和横向钢支撑；在围堰底部经压密注浆处理形成有压密注浆土，管廊结构坐落在经过压密注浆后的围堰基底上。
作为优选：所述横向钢管撑由工字钢组成，设置于距桩顶1m处的钢围檩上，当围堰深度＞5m增加一道横向钢管撑和钢围檩。
作为优选：双钢板桩插入深度范围内淤泥质河床均通过压密注浆处理形成有压密注浆土。
作为优选：掺灰土为河道开挖淤泥掺加固化剂制作而成，掺灰土所采用的河道淤泥为经过晾晒，含水量为60％到100％之间的河道淤泥，所采用的固化剂水泥，石灰和粉煤灰，掺灰土配比为河道淤泥：水泥：石灰：粉煤灰＝1:0.1～0.2:0.2～0.3:0.1～0.2，所述配比为质量比。
作为优选：防渗膜挂在双钢板桩内侧侧壁上，紧贴防渗膜填筑一层袋装土，袋装土为土工布袋装填掺灰土，袋装土相互错缝，堆码密实。
本深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构的施工方法，包括以下步骤：
1)河道清淤及复查拉森钢板桩：探查河床淤泥及淤泥质软土深度及平整度，施工前对设计位置处河道进行清淤；在打桩之前对拉森钢板桩、振动锤进行复查，并在拉森钢板桩锁口处涂抹黄油；
2)导框制造及安装：定位测量后进行导框安装，用平板船做临时施工平台或搭建临时施工平台，在设计位置施打定位桩，将制作好的双钢板桩导框固定在定位桩上；导框主体结构底部和顶部均设置有调平千斤顶，通过调节千斤顶调整导框垂直度；
3)拉森钢板桩施打及固定：将拉森钢板桩运至指定位置，然后用打桩机上的吊点通过钢丝绳吊起，拉森钢板桩上部开两个吊钩点用于穿绑钢丝绳，使拉森钢板桩成垂直状态；在首条拉森钢板桩打入后，次条拉森钢板桩也用同样方法吊入就位，插入已打入的拉森钢板桩锁口中；打设完成相邻的双钢板桩11后进行槽钢围檩对拉螺栓及拉结筋的施作，使双排钢板桩形成整体；
4)双钢板桩围堰基底注浆：双钢板桩内部进行降水处理，向内部河床淤泥内通过压密注浆技术注入水泥浆，注浆采用从外缘到中间、从上到下、低压慢注，跳孔分批注浆的施工顺序，待固结后形成压密注浆土；
5)制作掺灰土1：将河道清淤产生的河道淤泥摊铺在制作场地晾晒，待淤泥含水量为60％到100％之间时掺加固化剂充分拌和形成掺灰土，掺灰土，质量配比为河道淤泥：水泥：石灰：粉煤灰＝1:0.1～0.2:0.2～0.3:0.1～0.2；
6)设置防渗膜：双钢板桩内侧抽水清淤完成后，在拉森钢板桩内侧张挂一层防渗膜，并紧贴防渗膜填筑一层袋装土，袋装土采用土工布袋装填掺灰土，上下层和内外层的土袋均应相互错缝，堆码密实、平稳；
7)分层填筑掺灰土：将制作好的掺灰土分层填筑于双钢板桩中间，每层填筑厚度不宜过大，采用小型压路机分层碾压密实，临近双钢板桩处采用人工夯实，避免扰动双钢板桩；
8)下游围堰及围堰内横向钢管撑施工：上下游双钢板桩围堰施作完毕后进行围堰内第一道横向钢管撑安装，首先将牛腿焊接在拉森钢板桩桩身上，接着吊装纵、横梁安放在牛腿上焊接牢靠，并及时将三角板焊接妥当，安装斜撑及对口撑前，须先将第二、三道横向钢管撑的纵、横梁吊放入双钢板桩围堰内，最后安装斜撑及对口撑；
9)基坑开挖及坑底压密注浆：基坑内设集水坑进行抽水和降水，按照步骤4)施工方法对围堰内淤泥质河床进行压密注浆，注浆时设计注浆顶面上覆土厚度不小于2m，先对外围进行封浆，然后再进行压密注浆形成压密注浆土；
10)管廊结构施工及围堰拆除：双钢板桩及压密注浆施作完成之后即在围堰内进行管廊结构的施工建造，管廊结构施工完成之后进行围堰基坑回填，基坑回填完成后进行围堰拆除作业，首先拆除横向钢管撑，再通过振动锤拔出拉森钢板桩，最后挖除双钢板桩内的掺灰土，对河床进行清理。
本发明的有益效果是：
1)稳定性好，安全性高。
采用双排钢板桩建造围堰，双排钢板桩通过拉结筋和支撑固定成稳固的双钢板桩体系；双钢板桩围堰基底的深厚淤泥质河床通过压密注浆处理后承载力较高，提高了双钢板桩体系的稳定性和围堰基底的承载能力；双排钢板桩中间填筑有掺灰土形成一道重力式挡墙，显著提高了围堰的稳定性，使围堰具有较高的安全性。
2)抗渗能力高，防渗效果好。
在双钢板桩防水的基础上，在双钢板桩之间设置有防渗能力较好的掺灰土芯，且设置有防渗膜，掺灰土芯基底通过压密注浆进一步提高基底防水效果，从而通过多重防水提高整个围堰的防水效果。
3)施工速度快，经济效益好。
该采用常规的钢板桩建造围堰，钢板桩的插设和拆除均方便高效，施工速度快，且钢板桩可重复利用，经济效益显著。
4)节能减排，环保效果好。
将河道开挖出的淤泥通过掺入石灰、水泥等添加剂制作成掺灰土用于填筑围堰土芯，减少了淤泥排放，具有较好的环境效益。
附图说明
图1是双钢板桩围堰断面示意图；
图2是单侧双钢板桩断面示意图；
附图标记说明：掺灰土1；袋装土2；防渗膜3；槽钢围檩对拉螺栓4；拉结筋5；钢围檩6；压密注浆土7；管廊结构8；横向钢管撑9；拉森钢板桩10；双钢板桩11。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。虽然本发明将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本发明限制在所述实施例中。相反，本发明将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本发明的范围内的替换物、改进型和等同物。
如图1所示该深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构由上下游两排双钢板桩11组成。围堰基坑深度为10m，采用拉森钢板桩10制作围堰，拉森钢板桩10长18m，插入淤泥质软土层10m深，双钢板桩11间距4m。双钢板桩11内填筑淤泥掺灰土1作为土芯，石灰掺量为8％，水泥掺量为3％。每组钢板桩11在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰，相邻拉森钢板桩10通过锁口相互连接，接头上下错开2m。上下游双钢板桩11基坑内侧表面设置钢围檩6，钢围檩6采用I40a工字钢。在钢围檩6上设置两道横向钢管撑9，横向钢管撑9采用直径600mm钢管。在围堰底部经压密注浆处理形成压密注浆土7，提高深厚淤泥质河床作为围堰基底的承载力。管廊结构8坐落在经过压密注浆后的围堰基底上，宽4m，高3m。
如图2所示单侧的双钢板桩11由两排拉森钢板桩10组成，拉森钢板桩10内部通过槽钢围檩对拉螺栓4、拉结筋5进行连接，相邻拉森钢板桩10通过锁口相互连接，形成稳固的双钢板桩11体系。双钢板桩11内部河床淤泥层以下部分通过压密注浆处理形成压密注浆土7，从而提高双钢板桩11体系的稳定性和抗渗能力，并为双钢板桩11之间填筑芯土提供足够的承载力。淤泥层以上部分使用掺灰土1分层填筑、压实，拉森钢板桩10内侧设置一层防渗膜3，紧贴防渗膜填筑一层袋装土。双钢板桩11之间的掺灰土1形成了一道重力式挡墙，提高了双钢板桩11围堰的抗倾覆稳定性。双钢板桩11之间的芯土采用河道开挖取出的淤泥或淤泥质软土掺加石灰、水泥等添加剂制作成的掺灰土1，不仅有效减少污染，免去后期运输麻烦，还具有较好的压实度和抗渗能力。
这种深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构的施工方法，包括以下步骤：
1)河道清淤及复查拉森钢板桩10：探查河床淤泥及淤泥质软土深度及平整度，施工前对设计位置处河道进行清淤；在打桩之前对拉森钢板桩10、振动锤进行复查，并在拉森钢板桩10锁口处涂抹黄油；
2)导框制造及安装：定位测量后进行导框安装，用平板船做临时施工平台或搭建临时施工平台，在设计位置施打定位桩，将制作好的双钢板桩11导框固定在定位桩上；导框主体结构底部和顶部均设置有调平千斤顶，通过调节千斤顶调整导框垂直度；
3)拉森钢板桩10施打及固定：将拉森钢板桩10运至指定位置，然后用打桩机上的吊点通过钢丝绳吊起，拉森钢板桩10上部开两个吊钩点用于穿绑钢丝绳，使拉森钢板桩10成垂直状态；在首条拉森钢板桩10打入后，次条拉森钢板桩10也用同样方法吊入就位，插入已打入的拉森钢板桩10锁口中；打设完成相邻的双钢板桩11后进行槽钢围檩对拉螺栓4及拉结筋5的施作，使双排钢板桩形成整体；
4)双钢板桩11围堰基底注浆：双钢板桩11内部进行降水处理，向内部河床淤泥内通过压密注浆技术注入水泥浆，注浆采用从外缘到中间、从上到下、低压慢注，跳孔分批注浆的施工顺序，待固结后形成压密注浆土；
5)制作掺灰土1：将河道清淤产生的河道淤泥摊铺在制作场地晾晒，待淤泥含水量为60％到100％之间时掺加固化剂充分拌和形成掺灰土1，掺灰土1质量配比为河道淤泥：水泥：石灰：粉煤灰＝1:0.1～0.2:0.2～0.3:0.1～0.2；
6)设置防渗膜3：双钢板桩11内侧抽水清淤完成后，在拉森钢板桩10内侧张挂一层防渗膜3，并紧贴防渗膜3填筑一层袋装土2，袋装土2采用土工布袋装填掺灰土1，上下层和内外层的土袋均应相互错缝，堆码密实、平稳；
7)分层填筑掺灰土1：将制作好的掺灰土1分层填筑于双钢板桩11中间，每层填筑厚度不宜过大，采用小型压路机分层碾压密实，临近双钢板桩11处采用人工夯实，避免扰动双钢板桩11；
8)下游围堰及围堰内横向钢管撑9施工：上下游双钢板桩11围堰施作完毕后进行围堰内第一道横向钢管撑9安装，首先将牛腿焊接在拉森钢板桩10桩身上，接着吊装纵、横梁安放在牛腿上焊接牢靠，并及时将三角板焊接妥当，安装斜撑及对口撑前，须先将第二、三道横向钢管撑9的纵、横梁吊放入双钢板桩11围堰内，最后安装斜撑及对口撑；
9)基坑开挖及坑底压密注浆：基坑内设集水坑进行抽水和降水，按照步骤4)施工方法对围堰内淤泥质河床进行压密注浆，注浆时设计注浆顶面上覆土厚度不小于2m，先对外围进行封浆，然后再进行压密注浆形成压密注浆土7；
10)管廊结构8施工及围堰拆除：双钢板桩11及压密注浆施作完成之后即在围堰内进行管廊结构8的施工建造，管廊结构8施工完成之后进行围堰基坑回填，基坑回填完成后进行围堰拆除作业，首先拆除横向钢管撑9，再通过振动锤拔出拉森钢板桩10，最后挖除双钢板桩内的掺灰土1，对河床进行清理。
Claims (6)
1.一种深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构，其特征在于：河流上下游均设置一道双钢板桩(11)；所述双钢板桩(11)由两排拉森钢板桩(10)围成，拉森钢板桩(10)内部通过槽钢围檩对拉螺栓(4)和拉结筋(5)进行连接，相邻拉森钢板桩(10)通过锁口连接；双钢板桩(11)之间河床淤泥经压密注浆形成有压密注浆土(7)；双钢板桩(11)内侧壁设置槽钢围檩对拉螺栓(4)；在双钢板桩(11)内侧设置一层防渗膜(3)，紧贴防渗膜(3)填筑一层袋装土(2)；双钢板桩(11)之间分层填筑有掺灰土(1)；两排双钢板桩(11)之间围堰内设置钢围檩(6)和横向钢管撑(9)；在围堰底部经压密注浆处理形成有压密注浆土(7)，管廊结构(8)坐落在经过压密注浆后的围堰基底上。
2.根据权利要求1所述的深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构，其特征在于：所述横向钢管撑(9)由工字钢组成，设置于距桩顶1m处的钢围檩(6)上，当围堰深度＞5m增加一道横向钢管撑(9)和钢围檩(6)。
3.根据权利要求1所述的深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构，其特征在于：双钢板桩(11)插入深度范围内淤泥质河床均通过压密注浆处理形成有压密注浆土(7)。
4.根据权利要求1所述的深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构，其特征在于：掺灰土(1)为河道开挖淤泥掺加固化剂制作而成，掺灰土(1)所采用的河道淤泥为经过晾晒，含水量为60％到100％之间的河道淤泥，所采用的固化剂水泥，石灰和粉煤灰，掺灰土配比为河道淤泥：水泥：石灰：粉煤灰＝1:0.1～0.2:0.2～0.3:0.1～0.2，所述配比为质量比。
5.根据权利要求1所述的深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构，其特征在于：防渗膜(3)挂在双钢板桩(11)内侧侧壁上，紧贴防渗膜(3)填筑一层袋装土(2)，袋装土(2)为土工布袋装填掺灰土(1)，袋装土(2)相互错缝，堆码密实。
6.一种如权利要求1所述的深厚淤泥质河床管廊过河双钢板桩围堰结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)河道清淤及复查拉森钢板桩(10)：探查河床淤泥及淤泥质软土深度及平整度，施工前对设计位置处河道进行清淤；在打桩之前对拉森钢板桩(10)、振动锤进行复查，并在拉森钢板桩(10)锁口处涂抹黄油；
2)导框制造及安装：定位测量后进行导框安装，用平板船做临时施工平台或搭建临时施工平台，在设计位置施打定位桩，将制作好的双钢板桩(11)导框固定在定位桩上；导框主体结构底部和顶部均设置有调平千斤顶，通过调节千斤顶调整导框垂直度；
3)拉森钢板桩(10)施打及固定：将拉森钢板桩(10)运至指定位置，然后用打桩机上的吊点通过钢丝绳吊起，拉森钢板桩(10)上部开两个吊钩点用于穿绑钢丝绳，使拉森钢板桩(10)成垂直状态；在首条拉森钢板桩(10)打入后，次条拉森钢板桩(10)也用同样方法吊入就位，插入已打入的拉森钢板桩(10)锁口中；打设完成相邻的双钢板桩(11)后进行槽钢围檩对拉螺栓(4)及拉结筋(5)的施作，使双排钢板桩形成整体；
4)双钢板桩(11)围堰基底注浆：双钢板桩(11)内部进行降水处理，向内部河床淤泥内通过压密注浆技术注入水泥浆，注浆采用从外缘到中间、从上到下、低压慢注，跳孔分批注浆的施工顺序，待固结后形成压密注浆土；
5)制作掺灰土(1)：将河道清淤产生的河道淤泥摊铺在制作场地晾晒，待淤泥含水量为60％到100％之间时掺加固化剂充分拌和形成掺灰土(1)，掺灰土(1)质量配比为河道淤泥：水泥：石灰：粉煤灰＝1:0.1～0.2:0.2～0.3:0.1～0.2；
6)设置防渗膜(3)：双钢板桩(11)内侧抽水清淤完成后，在拉森钢板桩(10)内侧张挂一层防渗膜(3)，并紧贴防渗膜(3)填筑一层袋装土(2)，袋装土(2)采用土工布袋装填掺灰土(1)，上下层和内外层的土袋均应相互错缝，堆码密实、平稳；
7)分层填筑掺灰土(1)：将制作好的掺灰土(1)分层填筑于双钢板桩(11)中间，每层填筑厚度不宜过大，采用小型压路机分层碾压密实，临近双钢板桩(11)处采用人工夯实，避免扰动双钢板桩(11)；
8)下游围堰及围堰内横向钢管撑(9)施工：上下游双钢板桩(11)围堰施作完毕后进行围堰内第一道横向钢管撑(9)安装，首先将牛腿焊接在拉森钢板桩(10)桩身上，接着吊装纵、横梁安放在牛腿上焊接牢靠，并及时将三角板焊接妥当，安装斜撑及对口撑前，须先将第二、三道横向钢管撑(9)的纵、横梁吊放入双钢板桩(11)围堰内，最后安装斜撑及对口撑；
9)基坑开挖及坑底压密注浆：基坑内设集水坑进行抽水和降水，按照步骤4)施工方法对围堰内淤泥质河床进行压密注浆，注浆时设计注浆顶面上覆土厚度不小于2m，先对外围进行封浆，然后再进行压密注浆形成压密注浆土(7)；
10)管廊结构(8)施工及围堰拆除：双钢板桩(11)及压密注浆施作完成之后即在围堰内进行管廊结构(8)的施工建造，管廊结构(8)施工完成之后进行围堰基坑回填，基坑回填完成后进行围堰拆除作业，首先拆除横向钢管撑(9)，再通过振动锤拔出拉森钢板桩(10)，最后挖除双钢板桩内的掺灰土(1)，对河床进行清理。
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