CN109371997A - 一种双壁围堰及墩身施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种双壁围堰及利用该双壁围堰的墩身施工方法。双壁围堰包括至少一节双壁围堰单元，双壁围堰单元包括壁体、刃脚、内支撑杆和导向机构；刃脚设置于壁体底端，内支撑杆水平位于壁体内面板的内部，并与壁体的内面板相连接；导向机构包括连接杆和导向板，导向板通过连接杆与壁体内面板相连接，导向板的弯曲度与钻孔桩的护筒外壁面的曲率相适配，且导向板与护筒外壁面之间具有间距。内支撑杆能够增强双壁围堰的稳定性。导向板能够对双壁围堰的下放过程起到导向和定位作用。因此，本申请的双壁围堰的结构强度、稳定性高，止水效果好，结构设计合理，在施工过程中无需结构进行多次调整，保证工程的顺利进行。

Description

一种双壁围堰及墩身施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种双壁围堰及利用该双壁围堰的墩身施工方法。

背景技术

当前，中国正处于铁路桥梁建设快速发展时期，一大批跨江、跨河、跨海的大跨径铁路桥梁得以修建。深水基础承台是这类大型项目的控制性工程，受自然条件和技术原因的影响，施工往往不易控制，严重影响其施工进度。作为此类桥梁施工成败的关键技术：钢围堰施工技术正在不断的革新。目前，中国铁路桥梁深水基础施工中，钢围堰与钢板桩成为2种主要的挡水结构和施工方法。

但由于钢围堰、钢板桩等是临时的挡水结构物，一般由施工单位自行设计、加工、下放等，在施工过程中容易出现结构不合理工程事故时有发生等情况。挡水结构物常见的事故主要有:(1)结构强度、稳定性不够，在洪水季节时易出现失稳现象，即工程界所谓的“包饺子”，引起财产损失和进度滞后，阻碍工程的顺利进行；(2)止水效果较差，施工过程中必须花大量人因這力、物力进行水下封堵；(3)结构设计欠合理，在施工过程中要对结构进行多次调整，甚至对结构体系进行改造这些都会严重阻碍施工进程，给施工单位造成不小的影响。

发明内容

本申请的目的在于提供一种双壁围堰及利用该双壁围堰的墩身施工方法，以解决现有技术中钢围堰与钢板桩挡水结构稳定性差、止水效果差、施工过程中需要多次调整的技术问题。

本申请提供了一种双壁围堰，包括至少一节双壁围堰单元，所述双壁围堰单元包括壁体、刃脚、内支撑杆和导向机构；

所述刃脚设置于所述壁体底端，所述内支撑杆水平位于所述壁体内面板的内部，并与所述壁体的内面板相连接；所述导向机构包括连接杆和导向板，所述导向板通过所述连接杆与所述壁体内面板相连接，所述导向板的弯曲度与钻孔桩的护筒外壁面的曲率相适配，且所述导向板与所述护筒外壁面之间具有间距。

进一步地，所述双壁围堰包括两节所述双壁围堰单元，两节所述双壁围堰单元竖向拼接。

进一步地，所述双壁围堰的水平截面为矩形。

进一步地，所述导向机构的数量为多个，多个所述导向机构分别与所述钻孔桩的护筒相对应。

进一步地，所述导向板与所述护筒外壁面的间距为4cm。

进一步地，所述连接杆与所述壁体内面板的连接处还设置有加劲板。

进一步地，所述壁体的内面板和外面板之间设置有吊耳，所述吊耳的数量为多个，多个所述吊耳位于相同高度且绕所述双壁围堰的周向均匀设置。

进一步地，所述壁体的内面板和外面板之间设置有连通管。

进一步地，所述内支撑杆的数量为多个，多个所述内支撑杆沿竖直方向交叉间隔设置，将所述双壁围堰单元分隔成多层。

本申请还提供一种利用上述任一技术方案所述的双壁围堰进行墩身施工方法，包括以下步骤：

步骤100、在桩基施工完成后，拆除钻孔平台；

步骤200、双壁围堰单元在船厂加工完成，吊装阶段内支撑杆安装完毕，并将双壁围堰单元运输至桥位处；

步骤300、利用浮吊吊装双壁围堰单元第一节，下沉围堰至自稳状态，浇筑刃脚混凝土；

步骤400、若双壁围堰单元为多节，利用浮吊吊装第二节双壁围堰单元与第一节双壁围堰单元进行拼接，组拼过程中确保焊缝质量；重复吊装，完成多节双壁围堰单元的拼接；

步骤500、通过长臂挖掘机挖土，配合空气吸泥机吸泥的下沉措施，使双壁围堰下沉到设计位置，抛填片石及碎石找平层，浇筑封底混凝土；

步骤600、双壁围堰内抽水，然后拆除导向系统，割除钢护筒，凿桩头；

步骤700、绑扎承台钢筋，浇筑第一层承台混凝土，待其强度达到设计强度后，拆除第一层围堰内支撑杆，施工第二层承台；重复施工，完成整体墩身施工。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种双壁围堰，包括至少一节双壁围堰单元，所述双壁围堰单元包括壁体、刃脚、内支撑杆和导向机构；

所述刃脚设置于所述壁体底端，所述内支撑杆水平位于所述壁体内面板的内部，并与所述壁体的内面板相连接；所述导向机构包括连接杆和导向板，所述导向板通过所述连接杆与所述壁体内面板相连接，所述导向板的弯曲度与钻孔桩的护筒外壁面的曲率相适配，且所述导向板与所述护筒外壁面之间具有间距。

其中，内支撑杆的设置能够增强双壁围堰的稳定性。导向板与双壁围堰单元内的底部钻孔桩外的护筒相对应设置，能够对双壁围堰的下放过程起到导向和定位作用，确保双壁围堰精准下放，且导向板与所述护筒外壁面之间具有一定间距，保证双壁围堰的顺利下放，避免在施工过程中对双壁围堰多次调整。

因此，本申请实施例提供的双壁围堰的结构强度、稳定性高，止水效果好，结构设计合理，在施工过程中无需结构进行多次调整，保证工程的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的双壁围堰在俯视的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的双壁围堰在第一视角下的侧视结构示意图；

图3为本申请实施例提供的双壁围堰在第二视角下的侧视结构示意图；

图4为本申请实施例提供的双壁围堰的导向机构的位置示意图；

图5为本申请实施例提供的双壁围堰的导向机构的俯视结构示意图；

图6为本申请实施例提供的双壁围堰的导向机构的侧视结构示意图；

图7为本申请实施例提供的双壁围堰的吊耳的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的双壁围堰的吊耳安装位置的结构示意图。

其中，1-壁体，11-内面板，12-外面板，2-刃脚，3-内支撑杆，4-导向机构，41-连接杆，42-导向板，43-加劲板，5-护筒，6-吊耳，61-底座板，62-耳板，7-销轴，8-连通管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1至图8描述根据本申请一些实施例的双壁围堰及利用该双壁围堰的墩身施工方法。

本申请的实施例提供了一种双壁围堰，包括至少一节双壁围堰单元，双壁围堰单元包括壁体1、刃脚2、内支撑杆3和导向机构4；

参照如1至图5所示，刃脚2设置于壁体1底端，内支撑杆3水平位于壁体1内面板11的内部，并与壁体1的内面板11相连接；导向机构4包括连接杆41和导向板42，导向板42通过连接杆41与壁体1内面板11相连接，导向板42的弯曲度与钻孔桩的护筒5外壁面的曲率相适配，且导向板42与护筒5外壁面之间具有间距。

本申请实施例提供的双壁围堰包括至少一节双壁围堰单元，双壁围堰单元包括壁体1、刃脚2、内支撑杆3和导向机构4。

其中，参照如1至图3所示，壁体1为双层壁体1，包括内面板11和外面板12；内面板11和外面板12之间设置有钢箱、面板背楞、环板和环向角钢，钢箱、面板背楞、环板和环向角钢的设置方式与现有技术的双壁围堰的结构相同，在此不再详细说明。

参照如2和图3所示，刃脚2设置于壁体1的下端面，刃脚2包括刃脚2面板、刃脚2角钢，加劲角钢和面板背楞，且刃脚2面板、刃脚2角钢，加劲角钢和面板背楞的设置方式也与现有技术的双壁围堰的结构相同，在此不再详细说明。

参照如图1至图3所示，内支撑杆3设置于壁体1内部，具体地，内支撑杆3设置于内面板11围成的空间内部，内支撑杆3水平设置，且内支撑杆3的两端分别与内面板11相连接。内支撑杆3的设置能够增强双壁围堰的稳定性。

参照如图4至图6所示，导向机构4也设置于内面板11上，导向机构4包括连接杆41和导向板42，连接杆41的一端与内面板11的内壁面相焊接，连接杆41的另一端与导向板42相焊接，导向板42与双壁围堰单元内的底部钻孔桩外的护筒5相对应设置，导向板42的横向截面呈弯曲状，并向护筒5方向弯曲，导向板42的弯曲度与护筒5外壁面的曲率对应一致，导向板42的设置能够对双壁围堰的下放过程起到导向和定位作用，确保双壁围堰精准下放，且导向板42与护筒5外壁面之间具有一定间距，保证双壁围堰的顺利下放，避免在施工过程中对双壁围堰多次调整。

因此，本申请实施例提供的双壁围堰的结构强度、稳定性高，止水效果好，结构设计合理，在施工过程中无需结构进行多次调整，保证工程的顺利进行。

综上，本申请实施例提供的双壁围堰适用于铁路、公路、港口、码头等水深流急覆盖层厚等复杂地质条件的深水基础施工或工期要求紧张，在淤泥层中的双壁钢围堰施工。

在本申请的一个实施例中，优选地，双壁围堰包括两节双壁围堰单元，两节双壁围堰单元竖向拼接。

在该实施例中，设计双壁围堰包括两节双壁围堰单元，分别为第一节双壁围堰单元和第二节双壁围堰单元，两节双壁围堰单元竖向拼接。在拼接过程中，第一节双壁围堰单元和第二节双壁围堰单元之间先对接焊接，再贴宽10cm厚10mm的通长钢板条，角焊缝焊接，焊缝高度6mm，保证两节双壁围堰单元拼接的准确性和稳固性。

需要说明的是，可根据双壁围堰的实际应用情况设计双壁围堰包括一节、三节或更多节双壁围堰单元，且每节双壁围堰单元的高度也根据具体情况设置，在此不做具体限定。

参照如图1至图3所示，在本申请的一个实施例中，优选地，双壁围堰的水平截面为矩形。

在该实施例中，双壁围堰的水平截面为矩形，即整个双壁围堰呈方形围堰结构。且双壁围堰的横桥向设计为28.6m，纵桥向设计为21.6m。

在本申请的一个实施例中，优选地，导向机构4的数量为多个，多个导向机构4分别与钻孔桩的护筒5相对应。

在该实施例中，参照图4所示，导向机构4的数量为多个，多个导向机构4分别与钻孔桩的护筒5相对应，保证外圈的钻孔桩的护筒5至少有一个导向机构4与之对应起到导向作用。

具体地，导向机构4可以设置为12个，以保证围堰顺利下放。

在该实施例中，优选地，内面板11上的导向机构4沿竖直方向设置有上下两层，上下两层的导向机构4对应在同一竖直线上，从而在双壁围堰下放过程中能够起到两道导向定位作用，进一步保证了双壁围堰下放的精准度。

在本申请的一个实施例中，优选地，导向板42与护筒5外壁面的间距为4cm。

在该实施例中，参照图5和图6所示，设计导向板42与对应的护筒5外壁面之间的间距为4cm，在此间距下既能够保证双壁围堰的顺利下放，导向板42又能够起到导向作用，保证双壁围堰的精准下放。

需要说明的是，现场可根据护筒的平面位置及垂直度调整导向板42长度及导向板42与对应的护筒外壁面之间的间距大小，以确保围堰下放顺利。且为保证导向的刚度，导向机构4的所有焊缝均满焊，焊缝高度8mm，保证焊缝质量。

在本申请的一个实施例中，优选地，参照图5和图6所示，连接杆41与壁体1内面板11的连接处还设置有加劲板43。

在该实施例中，为增强导向机构4与壁体1连接的稳固性，在连接杆41与壁体1内面板11的连接处还设置有加劲板43。

在本申请的一个实施例中，优选地，参照图7和图8所示，壁体1的内面板11和外面板12之间设置有吊耳6，吊耳6的数量为多个，多个吊耳6位于相同高度且绕双壁围堰的周向均匀设置。

为方便双壁围堰的吊装，在该实施例中，壁体1的内面板11和外面板12之间设置有吊耳6，吊耳6的吊孔的轴线方向垂直于内面板11和外面板12，且吊孔贯穿内面板11和外面板12。在吊装时，向吊孔内插入销轴7，吊装装置通过与销轴7相连接，实现对双壁围堰的吊装。

具体地，吊耳6的数量为多个，多个吊耳6绕双壁围堰的周向均匀设置且位于相同高度，吊装时通过多个吊耳6同时对双壁围堰进行吊装，吊装的稳定性更好。优选地，吊耳6的数量设置为8个。

优选地，参照图7所示，吊耳6的结构包括底座板61和耳板62，耳板62设置于底板座上，且耳板62与底座板61的连接处设置有加劲板43以增强吊耳6的强度。

具体地，吊耳6采用厚10mm的Q235B钢板焊接而成，吊耳6构件均为角焊缝，焊角高度不小于8mm，且焊缝为二级焊缝以上。底座板61与壁体1环板相焊接，确保受力点安全。

在本申请的一个实施例中，优选地，参照图1所示，壁体1的内面板11和外面板12之间设置有连通管8。

在该实施例中，为实现双壁围堰顺利吸泥下沉至设计位置，且保持围堰内外水压平衡，在壁体1的内面板11和外面板12之间设置有连通管8，连通管8连通围堰内外。

优选地，连通管8的数量为多个，多个连通管8均匀分布于围堰上，且。具体地，连通管8的数量为16个，且连通管8为Φ300mm的钢管。

优选地，多个连通管8位于围堰上的相同高度处。

在本申请的一个实施例中，优选地，参照图1至图3所示，内支撑杆3的数量为多个，多个内支撑杆3沿竖直方向交叉间隔设置，将双壁围堰单元分隔成多层。

在该实施例中，每一双壁围堰单元的内支撑杆3的数量为多个，多个内支撑杆3沿竖直方向平行间隔垂直交叉设置，从而将双壁围堰单元分隔成多层，最底层的内支撑杆3为第一层内支撑杆3，依次向上分别为第二层内支撑杆3、第三层内支撑杆3等。通过设置多个沿竖直方向间隔设置的内支撑杆3，能够对双壁围堰起到多重支撑作用，使得双壁围堰在下放和施工过程中稳定性更好。

在本申请的一个实施例中，优选地，刃脚2高度150cm；双壁围堰内面板11和外面板12均采用6mm钢板，钢箱的内外面板12采用8mm钢板；面板背楞采用∠75×50×8角钢，标准间距30cm；面板背楞在内支撑位置处采用12.6型钢，间距为30cm；环向角钢采用2∠100×10；环板采用10mm钢板，拐角处钢箱环板采用12mm钢板，隔仓板采用10mm钢板。制作工艺必须保证其设计尺寸及焊缝质量，满足挡水结构的要求。

本发明的实施例还提供一种利用上述任一实施例的双壁围堰进行墩身施工方法，本申请的双壁围堰应用于围堰施工处地质主要为淤泥质黏土及砂层，施工中紧紧抓住围堰下沉的本质就是减少围堰壁与土体的摩阻力，使围堰能依靠自重(或所加配重)下沉到达设计位置，据此理念，在双壁钢围堰下沉前中采用以长臂挖掘机开挖取土为主，吸泥、射水、舱内配重等多种方式并用为辅的综合施工方法，加快施工进度，确保围堰下放精度。

具体地，包括以下步骤：

步骤100、在桩基施工完成后，拆除钻孔平台；

步骤200、双壁围堰单元分段在内场车间制作，包括下料、小组件装焊、壁板拼板、分段上胎制作成型，围堰工厂一体化制作；

双壁钢围堰运输采用两条驳船并行、拖轮拖行的方式进行运输，围堰加工厂内由600t龙门吊分节吊装至平板驳船上，然后运输至桥位处；

步骤300、施工前首先进行现场准备，浮吊抛锚定位，利用600t浮吊吊装双壁围堰单元第一节，下沉围堰至自稳状态，浇筑刃脚混凝土；

步骤400、若双壁围堰单元为多节，利用浮吊吊装第二节双壁围堰单元与第一节双壁围堰单元进行拼接、焊接，组拼过程中确保焊缝质量；重复吊装，完成多节双壁围堰单元的拼接；

步骤500、通过长臂挖掘机挖土，配合空气吸泥机吸泥的下沉措施，使双壁围堰整体均匀下沉到设计位置，抛填片石及碎石找平层，浇筑封底混凝土；

步骤600、双壁围堰内抽水，然后拆除导向系统，割除钢护筒，凿桩头；

步骤700、绑扎承台钢筋，浇筑第一层承台混凝土，待其强度达到设计强度后，拆除第一层围堰内支撑杆，施工第二层承台；重复施工，完成整体墩身施工。

其中，在上述施工过程中，在底节双壁围堰单元吊装自浮稳定后，用砼灌注刃脚，以增大刃脚下沉过程中的刚度和强度，浇筑完刃脚混凝土围堰稳定后，安装接高平台及临时接高限位导向。接高导向采用10#槽钢间距50cm设置，平台宽度1.5m，走行平台采用直径16mm螺纹钢间距8cm焊接。临时接高限位导向采用双拼20工字钢设置，导向高出接口位置50cm，间距4-5m设置一处。

采用上述围堰结构和施工方法的优点在于：使用的设备除长臂挖掘机一般使用较少外，其他设备均为常用设备，且围堰原位拼装下沉占用的用地较少。围堰作为承台施工挡水结构，同时作为承台模板使用，为下道工序施工节省时间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种双壁围堰，其特征在于，包括至少一节双壁围堰单元，所述双壁围堰单元包括壁体、刃脚、内支撑杆和导向机构；

所述刃脚设置于所述壁体底端，所述内支撑杆水平位于所述壁体内面板的内部，并与所述壁体的内面板相连接；所述导向机构包括连接杆和导向板，所述导向板通过所述连接杆与所述壁体内面板相连接，所述导向板的弯曲度与钻孔桩的护筒外壁面的曲率相适配，且所述导向板与所述护筒外壁面之间具有间距。

2.根据权利要求1所述的双壁围堰，其特征在于，包括两节所述双壁围堰单元，两节所述双壁围堰单元竖向拼接。

3.根据权利要求1所述的双壁围堰，其特征在于，所述双壁围堰的水平截面为矩形。

4.根据权利要求1所述的双壁围堰，其特征在于，所述导向机构的数量为多个，多个所述导向机构分别与所述钻孔桩的护筒相对应。

5.根据权利要求1所述的双壁围堰，其特征在于，所述导向板与所述护筒外壁面的间距为4cm。

6.根据权利要求1所述的双壁围堰，其特征在于，所述连接杆与所述壁体内面板的连接处还设置有加劲板。

7.根据权利要求1所述的双壁围堰，其特征在于，所述壁体的内面板和外面板之间设置有吊耳，所述吊耳的数量为多个，多个所述吊耳位于相同高度且绕所述双壁围堰的周向均匀设置。

8.根据权利要求1所述的双壁围堰，其特征在于，所述壁体的内面板和外面板之间设置有连通管。

9.根据权利要求1所述的双壁围堰，其特征在于，所述内支撑杆的数量为多个，多个所述内支撑杆沿竖直方向交叉间隔设置，将所述双壁围堰单元分隔成多层。

10.一种利用权利要求1至9任一项所述的双壁围堰进行墩身施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100、在桩基施工完成后，拆除钻孔平台；

步骤200、双壁围堰单元在船厂加工完成，吊装阶段内支撑杆安装完毕，并将双壁围堰单元运输至桥位处；

步骤300、利用浮吊吊装双壁围堰单元第一节，下沉围堰至自稳状态，浇筑刃脚混凝土；

步骤400、若双壁围堰单元为多节，利用浮吊吊装第二节双壁围堰单元与第一节双壁围堰单元进行拼接，组拼过程中确保焊缝质量；重复吊装，完成多节双壁围堰单元的拼接；

步骤500、通过长臂挖掘机挖土，配合空气吸泥机吸泥的下沉措施，使双壁围堰下沉到设计位置，抛填片石及碎石找平层，浇筑封底混凝土；

步骤600、双壁围堰内抽水，然后拆除导向系统，割除钢护筒，凿桩头；

步骤700、绑扎承台钢筋，浇筑第一层承台混凝土，待其强度达到设计强度后，拆除第一层围堰内支撑杆，施工第二层承台；重复施工，完成整体墩身施工。