CN109162288B - 锁扣式钢管桩围堰施工装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
锁扣式钢管桩围堰施工装置及施工方法，该装置为由多根锁口钢管桩并联衔接构成的围堰（轴向平行），钢管桩的两侧的外侧壁上沿钢管桩轴线方向分别焊接“C”型阴锁口和“T”型钢，本发明结构施工速度快，制作安装工艺简单，无须大型机械设备，无须浮运设施。钢管桩接头采用阴阳接头，减少了锁扣数量，降低围堰渗漏水几率。锁扣内采用了膨润土等简单处理即可达到堵水效果，保证了钢管桩的回收再利用，节约钢材，经济适用。
Description
技术领域
本发明涉及深基坑施工中所使用的钢管桩围堰，特别涉及一种深水流动砂层上钢管桩围堰锁扣装置。
背景技术
近年来，随着国民经济的发展，交通基本建设步伐的不断加快，在大江大河上兴建特大型桥梁工程以及在沿海地区修建跨海大桥工程越来越多，公路工程项目中的桥梁数量也不断增加。
深水基础施工是大跨度桥梁建造的关键，施工技艺复杂，投入施工机械设备较多，在整个桥梁建设工程中所占的经济比重巨大。围堰是为桥梁承台施工而专门设计的临时防水结构，其作用是通过围堰外壁和混凝土封底将水流阻隔在堰体之外。锁口钢管桩围堰以其良好的经济效益和受力性能被广泛应用。锁口钢管桩在钢管两侧加入锁口装置，可使两相邻钢管桩紧扣相连在一起，具有整体刚度大、抗弯能力强、结构整体稳定性好等特点。
河流上常年有采砂船作业，加之水流速度过大，砂层流动性非常大，深水区的流动砂层的影响给锁口钢管桩围堰的稳定性带来了施工难度，其施工安全及结构稳定性待以监测研究。
发明内容
发明目的：
本发明提供一种锁扣式钢管桩围堰施工装置及施工方法，其目的是解决以往所存在的问题。
技术方案：
该装置为由多根锁口钢管桩(1)并联衔接构成的围堰(轴向平行！)，钢管桩的两侧的外侧壁上沿钢管桩轴线方向分别焊接“C”型阴锁口(2)和“T”型钢(3)，“T”型钢(3)为由连片(4)和翼缘(5)构成的“T”形结构，连片(4)连接锁口钢管桩(1)的侧壁，连片(4)垂直于锁口钢管桩(1)的侧壁的切线，翼缘(5)垂直于连片(4)设置，连接时，“C”型阴锁口(2)的开口缝(6)朝向“T”型钢(3)，且“T”型钢(3)的翼缘(5)从侧面(侧就是如图3中的垂直于图面的方向，或者也可以描述成上下两端！)伸入“C”型阴锁口(2)内，连片(4)穿过开口缝(6),形成锁扣连接。
在锁口钢管桩(1)的外侧壁与“C”型阴锁口(2)的外侧面之间设置帮条钢筋(7)。
在由“C”型阴锁口和“T”型阳锁口所围成的锁口空腔(8)中填筑掺有大棉絮与膨润土混合物。
多根锁口钢管桩(1)并联构成的围堰围拢在围楞(9)的外侧四周。(如图1所示！)
厚钢板(10)对围楞进行加强，厚钢板(10)设置在围楞(9)的内外两侧。
围楞(9)由工字钢焊成整体，且在靠内撑的一侧用厚钢板将其连接。
如上所述的锁扣式钢管桩围堰施工方法，其特征在于：步骤如下：
利用栈桥钢管桩基础(11)，在其上用I25a工钢焊接托梁(12)，并在托梁上安放第一道围楞，利用第一层围楞为框架，沿围楞外侧插打锁口钢管桩(1)，过程中应严格控制锁口钢管桩安装误差，力争高精度控制桩的倾斜，以便于过程中施打和围堰最后的合拢；
在安插钢管桩时，从下游侧(水流的下游侧，例如图1中的左侧)距离角桩(1-1)(如图1中所示的处在拐角位置的钢管桩就是角桩)的6～7根桩开始作为首桩，然后依次插打到位，至下游侧(例如图1中的左侧)的锁口钢管桩插打到位并继续完成整个围堰的合拢。
首根桩的插打是围堰施工的开始，也是最关键的步骤，首桩的垂直度影响到整个围堰其它钢管桩的垂直度，其打入时要缓慢些，当打入到设计深度一半时应暂停沉桩，检查桩身垂直度是否满足要求(0.5％以内且≯10cm)，如满足则继续开锤沉至设计标高，否则应拔出后重打；
围堰钢管桩顶高程为围堰设计标高，上游侧考虑到水浪的作用，钢管桩顶可较下游侧略高10cm～20cm。
当遇到打桩困难时，可采用桩内射水吸泥(通用的射水沉桩法)的方法辅助下沉；严禁锤击过猛，致使钢管桩的锁口破坏而影响止水效果。
该方法详细步骤如下：
(1)、在第一钢管桩的外侧壁上沿钢管桩中心线方向焊接“C”型阴锁口，在第二钢管桩的外侧壁上沿钢管桩中心线方向留有开缝，并将“T”型钢腹板插入开缝之中并焊接，形成“T”型阳锁口。
(2)、“T”型钢的翼缘插接在“C”型阴锁口中。
(3)、在第一钢管桩的外侧壁与“C”型阴锁口的外侧面之间设置帮条钢筋。
(4)、在由“C”型阴锁口和“T”型阳锁口所围成的锁口空腔中填筑掺有麻绳与膨润土混合物。
(5)、利用栈桥钢管桩基础在其上用I25a钢焊接托梁；
(6)、在托梁上安放第一层内围楞，并固定牢固；
(7)、利用第一层围楞做为框架，沿围楞外侧插打锁口钢管桩，直至围堰合拢；
(8)、安装第一层内支撑系统的支撑钢管(13)和斜撑(14)；
(9)、将围楞和锁口桩间缝隙用C20混凝土抄垫密实；
(10)、开挖基坑或回填细沙，潜水员整平河床；
(11)、搭设封底砼施工平台，浇筑C20封底砼并等强，抽水4～5m，安装第二道内围楞和内支撑，用C20混凝土将第二道内支撑与锁口钢管桩间缝隙抄垫密实；
(12)、抽水3～4m，安装第三道内围楞和内支撑，用C20混凝土将第三道内支撑与锁口钢管桩间缝隙抄垫密实。
优点效果：
本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种适用于深水流动砂层上锁口钢管桩围堰施工方法，该方法围堰的稳定性高、刚度大，防渗性能强，施工速度快，施工、维修、撤除方便，并且无需使用大型水上起重设备和大量钢材。
其由多根锁口钢管桩首尾串联连接构成的围堰，并用厚劲板对围楞支点处腹板进行加强，所述新型锁扣式钢管桩包括第一钢管桩和第二钢管桩，在第一钢管桩的外侧壁上沿钢管桩中心线方向焊接“C”型阴锁口，在第二钢管桩的外侧壁上沿钢管桩中心线方向留有开缝，并将“T”型钢腹板插入开缝之中并焊接，形成“T”型阳锁口。“T”型钢的翼缘插接在“C”型阴锁口中，形成锁扣。
在第一钢管桩的外侧壁与“C”型阴锁口的外侧面之间设置帮条钢筋。在由“C”型阴锁口和“T”型阳锁口所围成的锁口空腔中填筑掺有大棉絮与膨润土混合物。围楞的由工字钢焊成整体，且在靠内撑的一侧用厚钢板将其连接。围楞在内支撑对应的支点位置用劲板进行加强。
本发明结构施工速度快，制作安装工艺简单，无须大型机械设备，无须浮运设施。钢管桩接头采用阴阳接头，减少了锁扣数量，降低围堰渗漏水几率。锁扣内采用了膨润土等简单处理即可达到堵水效果，保证了钢管桩的回收再利用，节约钢材，经济适用。
附图说明
图1是钢管桩围堰平面图。
图2是锁口钢管桩并联衔接示意图；
图3是“T”型钢与“C”型阴锁口形成的锁扣结构示意图，即图1中A部位的放大图。
具体实施方式
一种锁扣式钢管桩围堰施工装置，该装置为由多根锁口钢管桩(1)并联衔接构成的围堰(轴向平行！)，钢管桩的两侧的外侧壁上沿钢管桩轴线方向分别焊接“C”型阴锁口(2)和“T”型钢(3)，“T”型钢(3)为由连片(4)和翼缘(5)构成的“T”形结构，连片(4)连接锁口钢管桩(1)的侧壁，连片(4)垂直于锁口钢管桩(1)的侧壁的切线，翼缘(5)垂直于连片(4)设置，连接时，“C”型阴锁口(2)的开口缝(6)朝向“T”型钢(3)，且“T”型钢(3)的翼缘(5)从侧面(侧就是如图3中的垂直于图面的方向，或者也可以描述成上下两端！)伸入“C”型阴锁口(2)内，连片(4)穿过开口缝(6),形成锁扣连接。
在锁口钢管桩(1)的外侧壁与“C”型阴锁口(2)的外侧面之间设置帮条钢筋(7)。
在由“C”型阴锁口和“T”型阳锁口所围成的锁口空腔(8)中填筑掺有大棉絮与膨润土混合物。
多根锁口钢管桩(1)并联构成的围堰围拢在围楞(9)的外侧四周。(如图1所示！)
厚钢板(10)对围楞进行加强，厚钢板(10)设置在围楞(9)的内外两侧。
围楞(9)由工字钢焊成整体，且在靠内撑的一侧用厚钢板将其连接。
如上所述的锁扣式钢管桩围堰施工方法，其特征在于：步骤如下：
利用栈桥钢管桩基础(11)，在其上用I25a工钢焊接托梁(12)，并在托梁上安放第一道围楞，利用第一层围楞为框架，沿围楞外侧插打锁口钢管桩(1)，过程中应严格控制锁口钢管桩安装误差，力争高精度控制桩的倾斜，以便于过程中施打和围堰最后的合拢；
在安插钢管桩时，从下游侧(水流的下游侧，例如图1中的左侧)距离角桩(1-1)(如图1中所示的处在拐角位置的钢管桩就是角桩)的6～7根桩开始作为首桩，然后依次插打到位，至下游侧(例如图1中的左侧)的锁口钢管桩插打到位并继续完成整个围堰的合拢。
首根桩的插打是围堰施工的开始，也是最关键的步骤，首桩的垂直度影响到整个围堰其它钢管桩的垂直度，其打入时要缓慢些，当打入到设计深度一半时应暂停沉桩，检查桩身垂直度是否满足要求(0.5％以内且≯10cm)，如满足则继续开锤沉至设计标高，否则应拔出后重打；
围堰钢管桩顶高程为围堰设计标高，上游侧考虑到水浪的作用，钢管桩顶可较下游侧略高10cm～20cm。
当遇到打桩困难时，可采用桩内射水吸泥(通用的射水沉桩法)的方法辅助下沉；严禁锤击过猛，致使钢管桩的锁口破坏而影响止水效果。
该方法详细步骤如下：
(1)、在第一钢管桩的外侧壁上沿钢管桩中心线方向焊接“C”型阴锁口，在第二钢管桩的外侧壁上沿钢管桩中心线方向留有开缝，并将“T”型钢腹板插入开缝之中并焊接，形成“T”型阳锁口。
(2)、“T”型钢的翼缘插接在“C”型阴锁口中。
(3)、在第一钢管桩的外侧壁与“C”型阴锁口的外侧面之间设置帮条钢筋。
(4)、在由“C”型阴锁口和“T”型阳锁口所围成的锁口空腔中填筑掺有麻绳与膨润土混合物。
(5)、利用栈桥钢管桩基础在其上用I25a钢焊接托梁；
(6)、在托梁上安放第一层内围楞，并固定牢固；
(7)、利用第一层围楞做为框架，沿围楞外侧插打锁口钢管桩，直至围堰合拢；
(8)、安装第一层内支撑系统的支撑钢管(13)和斜撑(14)；
(9)、将围楞和锁口桩间缝隙用C20混凝土抄垫密实；
(10)、开挖基坑或回填细沙，潜水员整平河床；
(11)、搭设封底砼施工平台，浇筑C20封底砼并等强，抽水4～5m，安装第二道内围楞和内支撑，用C20混凝土将第二道内支撑与锁口钢管桩间缝隙抄垫密实；
(12)、抽水3～4m，安装第三道内围楞和内支撑，用C20混凝土将第三道内支撑与锁口钢管桩间缝隙抄垫密实。
Claims (5)
1.一种锁扣式钢管桩围堰施工装置的施工方法，其特征在于：该装置为由多根锁口钢管桩（1）并联衔接构成的围堰，钢管桩的两侧的外侧壁上沿钢管桩轴线方向分别焊接“C”型阴锁口（2）和“T”型钢（3），“T”型钢（3）为由连片（4）和翼缘（5）构成的“T”形结构，连片（4）连接锁口钢管桩（1）的侧壁，连片（4）垂直于锁口钢管桩（1）的侧壁的切线，翼缘（5）垂直于连片（4）设置，连接时，“C”型阴锁口（2）的开口缝（6）朝向“T”型钢（3），且“T”型钢（3）的翼缘（5）从侧面伸入“C”型阴锁口（2）内，连片（4）穿过开口缝（6）, 形成锁扣连接；
施工方法的步骤如下：
利用栈桥钢管桩基础（11），在其上用工钢焊接托梁（12），并在托梁上安放第一道围楞，利用第一层围楞为框架，沿围楞外侧插打锁口钢管桩（1），过程中应严格控制锁口钢管桩安装误差，力争高精度控制桩的倾斜，以便于过程中施打和围堰最后的合拢；
在安插钢管桩时，从下游侧距离角桩（1-1）的 6～7 根桩开始作为首桩，然后依次插打到位，至下游侧的锁口钢管桩插打到位并继续完成整个围堰的合拢；
首根桩的插打是围堰施工的开始，也是最关键的步骤，首桩的垂直度影响到整个围堰其它钢管桩的垂直度，其打入时要缓慢些，当打入到设计深度一半时应暂停沉桩，检查桩身垂直度是否满足要求，如满足则继续开锤沉至设计标高，否则应拔出后重打；
围堰钢管桩顶高程为围堰设计标高，上游侧考虑到水浪的作用，钢管桩顶较下游侧略高10 cm～20cm；
该方法详细步骤如下：
（1）、在第一钢管桩的外侧壁上沿钢管桩中心线方向焊接“C”型阴锁口，在第二钢管桩的外侧壁上沿钢管桩中心线方向留有开缝，并将“T”型钢腹板插入开缝之中并焊接，形成“T”型阳锁口；
（2）、“T”型钢的翼缘插接在“C”型阴锁口中；
（3）、在第一钢管桩的外侧壁与“C”型阴锁口的外侧面之间设置帮条钢筋；
（4）、在由“C”型阴锁口和“T”型阳锁口所围成的锁口空腔中填筑掺有麻绳与膨润土混合物；
（5）、利用栈桥钢管桩基础在其上用I25a钢焊接托梁；
（6）、在托梁上安放第一层内围楞，并固定牢固；
（7）、利用第一层围楞做为框架，沿围楞外侧插打锁口钢管桩，直至围堰合拢；
（8）、安装第一层内支撑系统的支撑钢管（13）和斜撑（14）；
（9）、将围楞和锁口桩间缝隙用C20混凝土抄垫密实；
（10）、开挖基坑或回填细沙，潜水员整平河床；
在锁口钢管桩（1）的外侧壁与“C”型阴锁口（2）的外侧面之间设置帮条钢筋（7）；
在由“C”型阴锁口和“T”型阳锁口所围成的锁口空腔（8）中填筑掺有大棉絮与膨润土混合物。
2.根据权利要求1所述的锁扣式钢管桩围堰施工装置的施工方法，其特征在于：多根锁口钢管桩（1）并联构成的围堰围拢在围楞（9）的外侧四周。
3.根据权利要求2所述的锁扣式钢管桩围堰施工装置的施工方法，其特征在于：厚钢板（10）对围楞（9）进行加强，厚钢板（10）设置在围楞（9）的内外两侧。
4.根据权利要求2所述的锁扣式钢管桩围堰施工装置的施工方法，其特征在于：围楞（9）由工字钢焊成整体，且在靠内撑的一侧用厚钢板将其连接。
5.根据权利要求1所述的锁扣式钢管桩围堰施工装置的施工方法，其特征在于：当遇到打桩困难时，可采用桩内射水吸泥的方法辅助下沉；严禁锤击过猛，致使钢管桩的锁口破坏而影响止水效果。
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