CN108570996B - 浅水淤泥条件下筑坝围堰方法 - Google Patents

Abstract

一种浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，形成位于待建桥梁段外围的双排钢管桩；在两排钢管桩相对的一面上，将竹片网贴着钢管外壁插入到底部并固定在钢管上；在两排钢管桩相对的一面上，将格栅土工布沿钢管外壁竖直插入至底部，并固定在钢管上；采用钢丝绳对拉锁将两排钢管桩的钢管一一对拉起来，对于每排钢管桩，在钢管桩外侧采用纵向连接钢管将各钢管桩连接起来；筑坝完成后，采用水泵将围堰内的水抽出，并对于抽水过程中或抽水后出现的坝体渗漏部位及时封堵；清理围堰内淤泥，铺填砂垫层以及毛渣土的方式来处理。本发明的筑坝围堰工序相对简单，效率高、干扰小，经济效益好。竹片网、土拱格栅和土工布层叠布置，能够有效防止围堰内进水。

Description

浅水淤泥条件下筑坝围堰方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体地说，涉及一种浅水淤泥条件下筑坝围堰方法。

背景技术

随着时代发展，高速公路、一级公路应风景美观要求，跨越河流、内陆浅水湖区更为常见，尤其在跨越内陆浅水淤泥湖区更多。通常在施工前，需要修建临时性的围堰。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑桥梁。筑岛围堰的工艺较为常用，即采用土或者其他材料进行回填形成施工便道和基础施工平台，基础完成后开挖填筑平台采用木桩或沙袋或钢板桩支护形成围堰进行下部结构施工，此种方法工序多、效率低。而采用搭设钢栈桥和钢平台进行基础施工时首先要完成钢便桥和钢平台，再进行基础施工，然后拆除钢平台打设钢板桩围堰进行下部施工，工序较多，对人员、机械配置、物资供应、工序衔接要求高，容易造成工序干扰和窝工，施工效率低，工程造价高。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，包括以下步骤：

1)测量定点

利用GPS确定围绕待建桥梁段外围的两排钢管桩的轮廓线；

2)打桩

(1)按钢管桩的设计间距定出每个桩位，从而形成围绕待建桥梁段外围的双排钢管桩位；

(2)将钢管按照桩位插入水底，并调整垂直度后，使用液压震动锤进行钢管桩打设，将钢管桩打设入土至设计高程，形成分别列于待建桥梁外围的两排钢管桩；

3)放置钢片网或竹片网

在两排钢管桩相对的一面上，将竹片网或钢片网贴着钢管外壁插入到最底部并固定在钢管上；

4)安装土工格栅以及防水土工布

将防水土工布展开并固定在土工格栅上，形成格栅土工布，在两排钢管桩相对的一面上，将该格栅土工布沿钢管外壁竖直插入至底部，并固定在钢管上；

5)安装钢丝绳对拉锁

采用钢丝绳对拉锁将两排钢管桩的钢管一一对拉起来，对于每排钢管桩，在钢管桩外侧采用纵向连接钢管将各钢管桩连接起来；

6)筑坝填土

在往围堰内填土时，还向围堰两侧填土，在围堰两侧分别形成镇压层；

7)堰内抽水

采用水泵将围堰内的水抽出，并对于抽水过程中或抽水后出现的渗漏部位封堵；

8)镇压层削坡

在堰内抽水完成后，对围堰内的镇压土进行二次修整，对少土部位进行补充，对多余部位削除，保证镇压效果；

9)堰内清淤

(1)流状淤泥处理

采用铺填砂垫层以及毛渣土的方式来处理；

(2)塑状淤泥质土处理

先通过晾晒降低含水率，再在上面铺设毛渣土。

优选地，局部地质条件差的部位采用接桩的方式来加长钢管桩，先选取满足打桩机最大桩长的下部钢管打入土层，保证下部钢管的垂直与稳定，在下部钢管对接位置沿圆周方向焊接多根连接钢筋，连接钢筋是沿轴向贴合在下部钢管的外壁上，并向上延伸超过下部钢管的端面，之后将吊起的上部钢管与已入土的下部钢管的端面对接，将下部钢管的连接钢筋卡在上部钢管的外壁上，上部钢管和下部钢管的端面对接后，在对接位置沿圆周方向焊接一圈，形成圆周焊缝，接着再用轴线平行于钢管的多个连接钢筋沿圆周方向布置在钢管对接处的外壁一周，并且，将连接钢筋分别与对接的上部钢管和下部钢管焊接一段轴向焊缝，焊接完毕后冷却一段时间，再进行振击打桩。

优选地，围堰抽水先抽到围堰坝体的重心高度，然后停止抽水，稳定几天后观察围堰坝体是否稳定，若围堰坝体稳定，再继续抽水直到抽完为止。

优选地，在围堰内沿长度方向每隔一段距离设置一道垂直于围堰长度方向的土埂，土埂的高度不低于侧向水压力合力的作用线。

优选地，为防止取土挖泥产生的浑水扩散造成大范围污染，在围堰两侧距围堰外侧一段距离的位置修筑一道围挡。

优选地，在步骤6中，采用围堰内和镇压层交替填土的方式。

优选地，每个钢管桩包括竖立钢管和斜向固定安装在竖立钢管相对两侧的斜向钢管。

优选地，位于外层的钢管桩采用平面的钢板桩来代替，并且，外层钢板桩从围堰长度方向的两端向中间逐渐向外扩张，在转角处，外层的钢管桩排列成圆角的形式，减少水流冲击。

优选地，步骤3中，采用铁丝将竹片网或钢片网固定在钢管上。

本发明的筑坝围堰工序相对简单，效率高、干扰小，经济效益好。竹片网、土拱格栅和土工布层叠布置，能够有效防止围堰内进水。在钢管桩两侧设置的镇压层在迎水面的镇压层能起到辅助迎水面护坡放浪作用，背水面能起到辅助背水面护坡抗渗作用，在洪水期间又可作护堤抢险的工作平台。围堰内和镇压层交替填土，围堰填土选用土质较好的粘土，保证填筑的围堰抗渗能力强、不易散失。钢管桩接桩采用连接钢筋保证上下钢管同轴对接，提高整个对接钢管桩的结构强度。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示本发明实施例的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法的围堰平面布置图；

图2是表示本发明实施例的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法的围堰钢管立面布置图；

图3是表示本发明实施例的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法的围堰布置断面图；

图4是表示本发明实施例的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法的钢管桩结构示意图；

图5是表示本发明实施例的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法的钢管对接示意图；

图6是表示本发明实施例的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法的外层采用钢板桩的示意图；

图7是表示本发明实施例的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法的钢板桩的连接示意图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

浅水淤泥条件下筑坝围堰方法是以待建桥梁段的外围轮廓为基础，向外形成两排钢管桩，并在两排钢管桩之间进行填土、抽水、清淤工作，从而形成用于浇筑桥梁的围护结构。下面以建设相邻的左幅和右幅(左幅和右幅是指在两块桥面上不同方向行驶的两条道路)两个桥面为例来说明围绕其的围堰的施工方法。

浅水淤泥条件下筑坝围堰方法包括以下步骤：

1)测量定点

用GPS放样出左幅和右幅每个墩位的位置，并在每个墩位的左右幅钢管桩位的内侧桩位处各打一根定位桩10，并在定位桩10上用油漆喷出桩号。围绕定位桩10向外侧定位出两排钢管桩的具体位置。如图1所示的两排黑色线条即为两排钢管桩。为便于显示，图1中仅显示对称的围堰的一半。

2)打桩

(1)按钢管桩的设计间距定出每个桩位，从而形成围绕待建桥梁段外围的双排钢管桩位。

(2)将钢管20按照桩位插入水底，并调整垂直度后，使用液压震动锤进行钢管桩打设，将钢管桩打设入土至设计高程，上口基本平齐。

(3)由于施打的钢管桩桩体较长、桩径较大，打桩过程中需注意振击力度控制，最后再用较小力度调整桩顶标高，防止因振击力度过大导致钢管倾斜、变型或破裂。通过打桩，形成了位于待建桥梁段外围的双排钢管桩。

3)放置钢片网或竹片网

在两排钢管桩相对的一面上，将竹片网或钢片网贴着钢管外壁插入到最底部并固定在钢管上，可以采用铁丝将竹片网或钢片网固定在钢管上。钢片网可以是用钢筋焊接加工而成。

4)安装土工格栅以及防水土工布

将土工格栅201展开，将防水土工布202展开铺在格栅上，用铁丝扎紧固定在格栅上，形成格栅土工布。在两排钢管桩相对的一面上，将该段格栅土工布沿钢管外壁竖直插入至底部，采用铁丝将外露在水上的部分扎紧在钢管上。

5)安装钢丝绳对拉锁

如图2至图4所示，采用钢丝绳对拉锁50将两排钢管桩对拉起来，并在钢管桩外侧沿待建桥梁的方向设置有纵向连接钢管40。防止在后续的填土过程中因土体的侧压力导致顶部钢管发生较大的位移。优选地，该钢丝绳对拉锁50设置在钢管超出水面部分的底部位置。

6)筑坝填土

在往围堰内填土时，还向钢管围堰两侧填土，在两侧分别形成镇压层。优选地，采用围堰内和镇压层交替填土的方式。例如，填土顺序为：先向围堰内填土2m左右，然后向围堰外填镇压土约1m左右，然后再向围堰内填土1.5m，再向围堰外填镇压土约1m左右，以此顺序直至填土至设计标高。优选地，围堰填土选用土质较好的粘土，保证填筑的围堰抗渗能力强、不易散失。

7)堰内抽水

筑坝完成后，即可采用多台水泵将围堰内的水抽出，并对于抽水过程中或抽水后出现的坝体渗漏部位及时封堵。

8)镇压层削坡

由于镇压层土体的填筑在水下进行，因此，其填筑厚度和坡度均与实际有误差，在堰内抽水完成后，对围堰内的镇压土进行二次修整，对少土部位进行补充，对多余部位削除，对边坡进行削坡处理，保证镇压效果及美观。

9)堰内清淤

(1)表层流状淤泥处理

对于该类型淤泥，短期无法通过晾晒降低含水率、提高强度，采用铺填砂垫层以及毛渣土的方式来处理。

(2)塑状淤泥质土处理

对于该类型土，本身有一定强度，先通过晾晒降低含水率，再在施工区域铺设毛渣土；对于淤泥层较厚部位，可采用先铺砂垫层、后铺设土工布加土工格栅、再铺设毛渣土分层压实方案，即可满足施工要求。对于较浅的淤泥层，通过挖掘机、推土机等进行清淤处理。

在一个可选实施例中，开始打桩前，先用打桩船利用长12m的钢管在湖面围堰打桩区域探一下每个位置的具体淤泥深度，根据具体淤泥深度选择合适的钢管长度。

在一个可选实施例中，由于地质的不同，对于局部地质较差部位所需钢管桩较长，因此需采用接桩的方式进行施工。先选取满足打桩机最大桩长的钢管按要求打入土层，需保证下部钢管的垂直与稳定，并将钢管上口调整在一个合适焊接作业的高度。如图5所示，为保证钢管的垂直度，保证上下钢管同轴，提前在下部钢管对接位置沿圆周方向焊接三根连接钢筋203，连接钢筋203是沿轴向贴合在下部钢管的外壁上，并向上延伸超过下部钢管的端面。优选地，连接钢筋按照120°的夹角沿下部钢管的一周设置。连接钢筋焊接时利用水平尺保证钢筋与钢管的平行焊接。之后将吊起的上部钢管与已入土的下部钢管的端面对接，将下部钢管的连接钢筋卡在上部钢管的外壁上，上部钢管和下部钢管的端面对接后，在钢管对接位置沿圆周方向焊接一圈，形成圆周焊缝204。接着再用轴线平行于钢管的多个连接钢筋203沿圆周方向布置在钢管对接处的外壁一周，并且，将连接钢筋203分别与对接的上部钢管和下部钢管焊接一段轴向焊缝205。优选的采用双面焊缝，且焊缝长度不小于10cm。焊接完毕后冷却大于5min，再进行振击打桩。

在一个可选实施例中，围堰抽水先抽到坝体的重心高度，然后停止抽水，稳定几天后观察坝体是否稳定，若坝体稳定方可继续抽水直到抽完为止。

在一个可选实施例中，为确保坝体的安全性，将围堰沿围堰长度方向进行分仓，有利于坝体的稳定和突发事故的应急处理。具体说，是每隔一段距离设置一道横向(即垂直于待建桥梁段的方向)土埂30，土埂30的高度至侧向水压力合力作用线以上位置。同时在围堰坝体内侧每100米设置一处横向位移观测点，以便观察坝体是否有横向变形。

在一个可选实施例中，在围堰内镇压层靠向内侧的位置还分别设置一道水槽60，以便于沉积并排出积水。

在一个可选实施例中，为防止取土挖泥产生的浑水扩散和防止施工船只出现漏油等造成大范围污染，在围堰两侧距围堰坝体外侧各60米的位置修筑一道木桩彩条布(或防水土工布)围挡。

在一个可选实施例中，部分区域水下淤泥层很浅，只有1m左右，但淤泥层以下就是特别坚硬的土层，钢管桩很难打入。钢管桩除了下面设置钢丝绳对拉锁，还可以在钢管桩上端再多设置一道钢丝绳对拉锁，以加固钢管桩。

在一个可选实施例中，由于围堰内局部部位地质稍差，因此有必要进行监测，观测点布置：每侧围堰间隔50m在对称的2根钢管上设置观测点，利用GPS、水准仪分别测量每个观测点的坐标和高程作为围堰位移及沉降的依据。围堰内每次填土和抽水完成，用GPS测定钢管的位移，当钢管的位移大于5cm，则采取相应的措施将钢管加固。当钢管位移大于10cm，则须立即撤离堰内所有作业人员和机械。

在一个可选实施例中，钢管桩的钢管可以采用交叉式的钢管，例如两根钢管在相对地与竖立的钢管斜向交叉，形成交叉式钢管。采用交叉式钢管，两侧的斜向的钢管可以对竖立的钢管起到扶正、稳固作用。可以是先安装竖立的钢管，然后再斜向的交叉安装两个斜向的钢管，再将三个钢管焊接为一体。当然，更优选地是在陆地上实现就把钢管焊接为一体。

在一个可选实施例中，由于钢管桩是间隔布置的，水流流动到外层的钢管桩之间会产生较大的冲击力。为了减少水流冲击，位于外层的钢管桩可以采用平面形式的钢板桩来代替。如图7所示，多个钢板桩206通过连接机构连接起来后，其一侧基本为平面，将该平面侧设立为外侧。并且，如图6所示，外层钢板桩从桥梁长度方向的两端向中间逐渐向外扩张，类似于船的两端，以减少水流冲击。另外，在转角处，外层的钢管桩设置成圆角的形式，也减少水流冲击。

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，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)测量定点

利用GPS确定围绕待建桥梁段外围的两排钢管桩的轮廓线；

2)打桩

(1)按钢管桩的设计间距定出每个桩位，从而形成围绕待建桥梁段外围的双排钢管桩位；

(2)将钢管按照桩位插入水底，并调整垂直度后，使用液压震动锤进行钢管桩打设，将钢管桩打设入土至设计高程，形成分别列于待建桥梁外围的两排钢管桩；

3)放置钢片网或竹片网

在两排钢管桩相对的一面上，将竹片网或钢片网贴着钢管外壁插入到最底部并固定在钢管上；

4)安装土工格栅以及防水土工布

将防水土工布展开并固定在土工格栅上，形成格栅土工布，在两排钢管桩相对的一面上，将该格栅土工布沿钢管外壁竖直插入至底部，并固定在钢管上；

5)安装钢丝绳对拉锁

采用钢丝绳对拉锁将两排钢管桩的钢管一一对拉起来，对于每排钢管桩，在钢管桩外侧采用纵向连接钢管将各钢管桩连接起来；

6)筑坝填土

在往围堰内填土时，还向围堰两侧填土，在围堰两侧分别形成镇压层；

7)堰内抽水

采用水泵将围堰内的水抽出，并对于抽水过程中或抽水后出现的渗漏部位封堵；

8)镇压层削坡

在堰内抽水完成后，对围堰内的镇压土进行二次修整，对少土部位进行补充，对多余部位削除，保证镇压效果；

9)堰内清淤

(1)流状淤泥处理

采用铺填砂垫层以及毛渣土的方式来处理；

(2)塑状淤泥质土处理

先通过晾晒降低含水率，再在上面铺设毛渣土，其中：

局部地质条件差的部位采用接桩的方式来加长钢管桩，先选取满足打桩机最大桩长的下部钢管打入土层，保证下部钢管的垂直与稳定，在下部钢管对接位置沿圆周方向焊接多根连接钢筋，连接钢筋是沿轴向贴合在下部钢管的外壁上，并向上延伸超过下部钢管的端面，之后将吊起的上部钢管与已入土的下部钢管的端面对接，将下部钢管的连接钢筋卡在上部钢管的外壁上，上部钢管和下部钢管的端面对接后，在对接位置沿圆周方向焊接一圈，形成圆周焊缝，接着再用轴线平行于钢管的多个连接钢筋沿圆周方向布置在钢管对接处的外壁一周，并且，将连接钢筋分别与对接的上部钢管和下部钢管焊接一段轴向焊缝，焊接完毕后冷却一段时间，再进行振击打桩，

并且，位于外层的钢管桩采用平面的钢板桩来代替，并且，外层钢板桩从围堰长度方向的两端向中间逐渐向外扩张，在转角处，外层的钢管桩排列成圆角的形式，减少水流冲击。

2.如权利要求1所述的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，其特征在于，

围堰抽水先抽到围堰坝体的重心高度，然后停止抽水，稳定几天后观察围堰坝体是否稳定，若围堰坝体稳定，再继续抽水直到抽完为止。

3.如权利要求1所述的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，其特征在于，

在围堰内沿长度方向每隔一段距离设置一道垂直于围堰长度方向的土埂，土埂的高度不低于侧向水压力合力的作用线。

4.如权利要求1所述的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，其特征在于，为防止取土挖泥产生的浑水扩散造成大范围污染，在围堰两侧距围堰外侧一段距离的位置修筑一道围挡。

5.如权利要求1所述的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，其特征在于，在步骤6中，采用围堰内和镇压层交替填土的方式。

6.如权利要求1所述的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，其特征在于，每个钢管桩包括竖立钢管和斜向固定安装在竖立钢管相对两侧的斜向钢管。

7.如权利要求1所述的浅水淤泥条件下筑坝围堰方法，其特征在于，步骤3中，采用铁丝将竹片网或钢片网固定在钢管上。