CN109914449A - 一种8字形咬合桩围堰以及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种8字形咬合桩围堰以及施工工艺，其特征在于：所述8字形咬合桩围堰由桩径相同的咬合桩、冠梁、桩基和承台中心处的内支撑以及围堰底部封底混凝土组成；冠梁位于咬合桩上部，混凝土之间具有钻孔灌注桩；所述围堰底部由混凝土封底层、碎石垫层、混凝土调平层组成。本发明施工周期短，施工风险较小；施工工艺较为简单，施工难度小；改善长宽比较大的桩基及承台施工所需围堰的力学性能；劳动效率更高。

Description

一种8字形咬合桩围堰以及施工工艺

技术领域

本发明涉及咬合桩围堰领域，具体来讲是一种8字形咬合桩围堰以及施工工艺。

背景技术

将钢筋混凝土桩和素混凝土桩间隔布置，相邻桩截面搭接一定厚度，将钢筋混凝土桩和素混凝土桩连接起来，成为一个连续的钢筋混凝土结构(如图1所示)，具有良好的挡土、防渗功能。

将咬合桩在平面上布置成一个封闭的几何图形即成为咬合桩围堰。咬合桩需要满足挡土和防渗两种功能，因此，咬合桩围堰适用于地下水位较高、自稳能力差的地层的基坑支护。常见的咬合桩围堰多为方形。

咬合桩基坑支护多见于房建工程的基础施工中，在桥梁工程中，咬合桩围堰应用较少，且多采用方形围堰（如图2所示）。

方形咬合桩围堰桩身在围堰外土压力和水压力作用下，不仅存在压力，在竖向还存在弯矩和剪力，极易造成桩身开裂出现渗水，通过增大桩径控制开裂，则显得不经济；在围堰外侧迎水面，阻水面积较大，造成周边冲刷较大，影响结构安全；方形围堰内部支撑较多，安装工程量大，劳动强度高，施工周期较长，且导致后期基坑开挖空间狭小，操作不变，劳动效率低。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种8字形咬合桩围堰以及施工工艺，施工周期短，施工风险较小；施工工艺较为简单，施工难度小；改善长宽比较大的桩基及承台施工所需围堰的力学性能；劳动效率更高。

本发明是这样实现的，构造一种8字形咬合桩围堰，其特征在于：所述8字形咬合桩围堰由桩径相同的咬合桩、冠梁、桩基和承台中心处的内支撑以及围堰底部封底混凝土组成；冠梁位于咬合桩上部，混凝土之间具有钻孔灌注桩；

所述围堰底部由混凝土封底层、碎石垫层、混凝土调平层组成。

一种8字形咬合桩围堰的施工工艺，其特征在于：其操作要点及流程如下：

（1）施工准备：在了解桥址处地质条件及水文气象条件后，进行筑岛施工，筑岛尽量不要选择大块径填料，防止咬合桩出现空洞；

（2）筑岛围堰完成后，将顶面用挖掘机配合装载机进行大致平整作业，测量放样出各批次预施工桩基的中心位置，再用吊车将钻孔设备吊装到位；

（3）咬合桩施工：按照既定施工放样定位，开挖泥浆池，冲击钻成孔，水下混凝土灌注，闭合形成围堰，冲击冲孔误差控制在5cm以内；

咬合桩总的施工原则是先施工素混凝土桩，后施工钢筋混凝土桩；对于易塌孔地层，在施工钢筋混凝土桩时，由于素混凝土桩已经初凝，可通过增大泥浆浓度加强护壁效果，避免塌孔；

（4）冠梁施工及支撑安装：为保证水下施工的安全，提高咬合桩防护的整体稳定性，以及适当提高防洪能力，在开挖基坑之前须在桩顶设置一道封闭性的钢筋混凝土冠梁，以将咬合桩群联结成一个整体结构。

本发明具有如下优点：本发明所述8字形咬合桩围堰具有如下相关特点：

（1）在枯水期，采用土石筑岛方式快速成型施工平台，可多套设备施工咬合桩，施工周期短，有力保障总工期；

（2）施工风险较小：咬合桩桩基的嵌岩和咬合效果均可以控制，咬合桩围堰成型后桩体的整体稳定性和刚度均较好；

（3）常规的施工设备即可满足咬合桩施工的需要，施工工艺较为简单，施工难度小；

（4）围堰外的土压力和水压力转化为弧形围堰的环向压力，弧形结构在受到径向均布荷载的作用下，其合理拱轴线为弧形，此时结构仅受到轴力，其剪力和弯矩均为0，其受力示意图如图5所示。但考虑到桩基及承台外轮廓线的长宽比较大，因此，采用8字形咬合桩围堰改善长宽比较大的桩基及承台施工所需围堰的力学性能；

（5）在承台中部设置内支撑，有利于结构的受力与稳定，相比于方形咬合桩围堰，减少了安装内支撑的工程量，基坑开挖面更大，劳动效率更高；

（6）迎水面为弧形，降低了阻水面积，降低冲刷。

附图说明

图1是咬合桩示意图；

图2是方形咬合桩示意图；

图3是咬合桩施工顺序图；

图4是咬合桩围堰施工流程图；

图5是弧形咬合桩受力示意图；

图6是8字形咬合桩围堰正立面图；

图7是8字形咬合桩围堰侧立面图；

图8是8字形咬合桩围堰平面图。

具体实施方式

下面将结合附图1-图8对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供一种8字形咬合桩围堰，如图所示，所述8字形咬合桩围堰由桩径相同的咬合桩1、冠梁2、桩基和承台中心处的内支撑3以及围堰底部封底混凝土组成；冠梁2位于咬合桩1上部，混凝土之间具有钻孔灌注桩5；所述围堰底部由混凝土封底层41、碎石垫层42、混凝土调平层43组成。

本发明8字形咬合桩围堰的施工工艺流程如下：综合考虑各种因素，掌握桥址位置地质及水文气象资料，确定最终围堰施工高度，对主桩位置进行筑岛施工，筑岛完成后进行咬合桩施工，其操作要点及流程如下：

（1）施工准备：在了解桥址处地质条件及水文气象条件后，进行筑岛施工，筑岛尽量不要选择大块径填料，防止咬合桩出现空洞；

（2）筑岛围堰完成后，将顶面用挖掘机配合装载机进行大致平整作业，测量放样出各批次预施工桩基的中心位置，再用吊车将钻孔设备吊装到位；

（3）咬合桩施工：按照既定施工放样定位，开挖泥浆池，冲击钻成孔，水下混凝土灌注，闭合形成围堰，冲击冲孔误差控制在5cm以内；以常见的上部为富水砂卵石层、下部为软质岩为例，对本工艺进行介绍。当地层条件不同时，施工工艺主要表现为机械设备的不同，其余工序基本相同。

咬合桩总的施工原则是先施工素混凝土桩（下图中A桩），后施工钢筋混凝土桩（下图中B桩），按A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……，如图3所示：

对于易塌孔地层，在施工钢筋混凝土桩时，由于素混凝土桩已经初凝，可通过增大泥浆浓度加强护壁效果，避免塌孔。

（4）冠梁施工及支撑安装；为保证水下施工的安全，提高咬合桩防护的整体稳定性，以及适当提高防洪能力，在开挖基坑之前须在桩顶设置一道封闭性的钢筋混凝土冠梁，以将咬合桩群联结成一个整体结构。

咬合桩围堰工艺流程如图4所示。

本发明所述8字形咬合桩围堰具有如下相关特点：

（1）在枯水期，采用土石筑岛方式快速成型施工平台，可多套设备施工咬合桩，施工周期短，有力保障总工期；

（2）施工风险较小：咬合桩桩基的嵌岩和咬合效果均可以控制，咬合桩围堰成型后桩体的整体稳定性和刚度均较好；

（3）常规的施工设备即可满足咬合桩施工的需要，施工工艺较为简单，施工难度小；

（4）围堰外的土压力和水压力转化为弧形围堰的环向压力，弧形结构在受到径向均布荷载的作用下，其合理拱轴线为弧形，此时结构仅受到轴力，其剪力和弯矩均为0，其受力示意图如图5所示。但考虑到桩基及承台外轮廓线的长宽比较大，因此，采用8字形咬合桩围堰改善长宽比较大的桩基及承台施工所需围堰的力学性能；

（5）在承台中部设置内支撑，有利于结构的受力与稳定，相比于方形咬合桩围堰，减少了安装内支撑的工程量，基坑开挖面更大，劳动效率更高；

（6）迎水面为弧形，降低了阻水面积，降低冲刷。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种8字形咬合桩围堰，其特征在于：所述8字形咬合桩围堰由桩径相同的咬合桩（1）、冠梁（2）、桩基和承台中心处的内支撑（3）以及围堰底部封底混凝土组成；冠梁（2）位于咬合桩（1）上部，混凝土之间具有钻孔灌注桩（5）；

所述围堰底部由混凝土封底层（41）、碎石垫层（42）、混凝土调平层（43）组成。

2.一种8字形咬合桩围堰的施工工艺，其特征在于：其操作要点及流程如下：

（1）施工准备：在了解桥址处地质条件及水文气象条件后，进行筑岛施工，筑岛尽量不要选择大块径填料，防止咬合桩出现空洞；

（2）筑岛围堰完成后，将顶面用挖掘机配合装载机进行大致平整作业，测量放样出各批次预施工桩基的中心位置，再用吊车将钻孔设备吊装到位；

（3）咬合桩施工：按照既定施工放样定位，开挖泥浆池，冲击钻成孔，水下混凝土灌注，闭合形成围堰，冲击冲孔误差控制在5cm以内；

咬合桩总的施工原则是先施工素混凝土桩，后施工钢筋混凝土桩；对于易塌孔地层，在施工钢筋混凝土桩时，由于素混凝土桩已经初凝，可通过增大泥浆浓度加强护壁效果，避免塌孔；

（4）冠梁施工及支撑安装：为保证水下施工的安全，提高咬合桩防护的整体稳定性，以及适当提高防洪能力，在开挖基坑之前须在桩顶设置一道封闭性的钢筋混凝土冠梁，以将咬合桩群联结成一个整体结构。