CN111441338B - 一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建造施工技术领域，具体地指一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法。在第一钢板桩与工字型钢板桩脱锁处背离港池一侧施工挡土结构，对脱锁处后方的砂层进行隔绝，水下施工对脱锁处进行修复。本发明的钢板桩脱锁修复方法施工极为简单，阻断了泥沙向港池流动，彻底解决了脱锁修复的困难及码头结构安全的后遗症，具有极大的推广价值。

Description

一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法

技术领域

本发明涉及建造施工技术领域，具体地指一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法。

背景技术

钢板桩码头作为板桩码头的一种，结构简单，用料省，造价较低，施工方便迅速，工期短。多数情况下，可先打钢板桩，后挖港池。钢板桩作为连续打入地基一定深度的板型桩构成连续墙面，依靠其入土部分的侧向土抗力和安设在其后方的锚碇结构(通过锚杆连接)的锚拉作用来维持稳定。钢板桩为形成连续墙面，相互之间通常采用锁扣型式进行有效连接。在钢板桩施工过程中，往往由于密实砂层等地质及施工问题，钢板桩沉桩进尺困难，对于主要是通过入土部分的侧向土压力提供主要受力的码头结构及码头前沿疏浚水深要求严格来说，保证钢板桩沉桩至一定底标高是不可避免的。遂在强行沉桩过程中，导致钢板桩施工偏位、垂直度控制困难。而作为主要调节误差的拉森式钢板桩，当超出其变形范围后，继续强行施打钢板桩就会大概率造成板桩间脱锁，锁扣之间分离，前沿港池疏浚后就会暴露脱锁，导致钢板桩不能封闭后方填料，同时连续板桩墙的结构稳定性也会受到影响。

施工中，因为大部分钢板桩码头是先施工钢板桩，后开挖港池，所以常常在开挖港池过程中发现钢板桩脱锁时已经是相对较晚的时间了，此时钢板桩码头后续施工也已进行，重新沉桩已是不可行，所以导致修复极为困难。

传统修复工艺即为水下焊接修补钢板桩，通过疏浚暴露脱锁，潜水员进行水下焊接，再疏浚再暴露，潜水员再焊接，一点一点向下直到满足码头前沿港池设计标高。此时若继续疏浚，就不利于码头结构安全，导致焊接修复标高有限，在后期码头运营中，由于船只底部螺旋桨工作或者海底径流自然现象造成底部泥沙流动，可能导致锁扣再次暴露(未铺设码头前沿膜袋混凝土防护的板桩码头尤为明显)。其次船只难免碰撞码头，钢板桩码头本身作为一种相对柔性的码头，可通过适量的变形来抵消船只的部分碰撞力。变形过程中，水下焊接修补的钢板即容易脱焊。再加上长时间的水下环境，焊缝质量难以保证。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术提到的技术问题，提供一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法。

本发明的技术方案为：一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法，其特征在于：在第一钢板桩与工字型钢板桩脱锁处背离港池一侧施工挡土结构，对脱锁处后方的砂层进行隔绝，水下施工对脱锁处进行修复。

进一步的所述施工挡土结构的方法为：在脱锁处后方插打第二钢板桩，将第二钢板桩与脱锁处的工字型钢板桩远离港池一侧的第二翼缘连接，对第二钢板桩与翼缘连接处进行密封处理。

进一步的所述第二钢板桩与工字型钢板桩第二翼缘连接的方法为：在第二钢板桩连接第二翼缘的端部焊接钢管，在钢管面向翼缘的一侧开槽形成钢管锁扣，插打第二钢板桩时，将钢管锁扣的开槽一侧咬合在第二翼缘端部。

进一步的所述对第二钢板桩与第二翼缘连接处进行密封处理的方法为：在第二钢板桩与第二翼缘连接处背离港池一侧施工水泥旋喷桩，对第二翼缘与第二钢板桩连接处进行包覆。

进一步的所述水下施工对脱锁处进行修复的方法为：对脱锁处进行疏浚，使脱锁处暴露于泥面以上，水下施工分别对脱锁处的内外两侧进行修补施工。

进一步的所述对脱锁处外侧进行修补施工的方法为：待脱锁处暴露后，在脱锁处的外侧焊接钢板，通过钢板覆盖第一钢板桩与工字型钢板桩脱锁处。

进一步的所述对脱锁处内侧进行修补施工的方法为：待脱锁处的外侧修补完成后，在脱锁处的内侧及脱锁的第一钢板桩与后方对应的第二钢板桩以及两侧的工字型钢板桩形成的围护区域内进行水下导管膜袋混凝土浇筑，直至浇筑的混凝土完全封堵住围护区域泥沙的流动路径。

本发明的优点有：1、本发明针对第一钢板桩与工字型钢板桩脱锁处的修复方法，充分考虑到了密实砂层地质中泥沙容易从脱锁处流向港池一侧的问题，通过在脱锁处的后方施工挡土结构，封堵脱锁处后方的砂层流动，避免在修复工程中对修复施工造成干扰，降低了脱锁修复的困难，提高了码头结构的安全性；

2、本发明通过在脱锁处的第一钢板桩的后方插打第二钢板桩，通过第二钢板桩与脱锁处的第一钢板桩两侧工字型钢板形成围护结构，能够有效阻挡砂层向脱锁处流动，本发明这种挡土结构充分利用了现有的施工结构，施工效率高，难度小；

3、本发明针对工字型钢板桩的第二翼缘的结构，设计了一种咬合第二翼缘的锁扣结构，即开槽形的钢管，具有材料易得、成本低廉的优点，形成的咬合结构结构稳定，挡土效果好；

4、本发明为了进一步阻挡砂层向脱锁处流动，在第二钢板桩与第二翼缘连接处的后方施工了水泥旋喷桩，通过水泥旋喷桩能够将第二钢板桩与第二翼缘连接处完全包覆密封住，填补所有可能存在的缝隙，提高挡土结构的密封性能；

5、本发明对脱锁处的修复是从内外两侧进行的完整修复，修复结构分别从脱锁处的内外两侧对脱锁位置进行密封，进一步隔绝了港池与砂层之间的流动，使最后形成的码头结构更加稳定，安全性更高；

6、本发明对脱锁处的外侧修复是通过焊接钢板的方式进行的，焊接钢板不仅仅能够作为修复脱锁处外侧的修补结构，还能够作为脱锁处内侧修复的模板结构，避免在内侧修复时，内侧浇筑混凝土从脱锁处流出；

7、本发明在完成脱锁处外侧修补后，在内侧进行水泥混凝土的浇筑施工，浇筑的混凝土形成良好的隔绝结构对脱锁处的内侧进行封闭，混凝土的耐久性、密实性及高抗压性进一步加强了码头的结构稳定性。

本发明的钢板桩脱锁修复方法施工极为简单，阻断了泥沙向港池流动，彻底解决了脱锁修复的困难及码头结构安全的后遗症，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的第一钢板桩与工字型钢板桩脱锁结构示意图；

图2：本发明的脱锁修复施工俯视图；

图3：本发明的脱锁修复施工立面图；

其中：1—第一钢板桩；2—第二钢板桩；3—工字型钢板桩；4—第一翼缘；5—第二翼缘；6—钢管锁扣；7—水泥旋喷桩；8—膜袋混凝土；9—钢板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例的第一钢板桩1在疏浚过程中，发现与工字型钢板桩3有脱锁现象，即第一钢板桩1与工字型钢板桩3的第一翼缘4的端部处存在锁扣脱开的现象，如图2所示的A处和B处，脱锁处的标高a位于原泥面b以下(如图3所示)，港池需要疏浚至设计泥面c，疏浚过程中暴露出脱锁处，如果不对脱锁处进行修复，那第一钢板桩1背离港池一侧回填的沙土就会通过脱锁处流进港池，造成码头前沿塌陷，酿成严重的安全质量事故。

为了避免出现安全质量事故，本实施例需要对脱锁处进行修补，避免出现泥沙流进港池的问题发生。本实施例的修复施工步骤如下：

1、施工挡土结构

采用相同形制的第二钢板桩2在脱锁处的第一钢板桩1的后方(本实施例的前方指第一钢板桩1面向港池的一侧，如图2中所示的第一钢板桩1的下方，后方指第一钢板桩1背离港池的一侧，如图2中所示的第一钢板桩1的上方)插打施工挡土结构；

现场量测脱锁处相邻工字型钢板桩3的第二翼缘5的净距，依据测量距离，在第二钢板桩2与第二翼缘5连接侧焊接等长钢管，保证焊接后整个第二钢板桩2的宽度略大于相邻工字型钢板桩3的第二翼缘5的净距约5cm，即新的第二钢板桩2在沉桩过程中始终处于受压状态，防止沉桩过程中钢管锁扣受拉破坏；

再通过现场放样得到相邻工字型钢板桩3的第二翼缘5的相对角度，在钢管面向待连接的第二翼缘5一侧开等长通槽，得到咬合第二翼缘5端部的钢管锁扣6，同时在加工第二钢板桩2时再焊接两根通长钢管及喷嘴进行水刀装置安装，沉桩过程中高压水切割密实砂层，减小桩端阻力，加大沉桩贯入度；

2、螺旋钻引孔

考虑到密实砂层中钢板桩沉桩进尺困难，贯入度小，单一采用冲击锤终沉容易破坏加工的钢管锁扣结构，出现同样的脱锁情况，遂提前在新沉第二钢板桩2桩位处进行螺旋钻引孔施工，破坏地质结构，为第二钢板桩2施工提供更加顺利的进尺，从而达到指定的沉桩最小标高；

3、第二钢板桩沉桩

利用振动锤初沉、冲击锤终沉，全程配合水刀进行第二钢板桩2沉桩至设计疏浚泥面c以下不小于2.5m；

4、水泥旋喷桩

考虑到新沉设的第二钢板桩2的钢管锁扣6在沉桩过程中可能发生破坏，导致与相邻两根工字型钢板桩3的第二翼缘5连接不紧密，第一钢板桩1的后方回填砂在桩间抽沙时可能再次漏进桩间，遂在每个钢管锁扣6连接处即第二钢板桩2与第二翼缘5连接处的后方各施工一根水泥旋喷桩7；

通过钢管锁扣6及凝固的水泥旋喷桩7完全封堵住流沙，水泥旋喷桩7顶标高高于脱锁处的顶标高至少1.5m，水泥旋喷桩7底标高低于设计疏浚泥面c至少3.5m；

5、一次疏浚

待水泥旋喷桩7的水泥达到至少80％的强度后，再次采用耙吸船在码头前沿进行小范围分层分段开挖，暴露出泥面以下更多脱锁处，为潜水员外侧焊接修补提供更多工作面；

6、水下焊接

用潜水员进行水下焊接，水下现场量测脱锁开口的大小，根据脱锁开口大小切割合适的钢板9，将钢板9从第一钢板桩1外侧贴合至锁扣脱锁处，如图3所示，从脱锁处焊接至现泥面，为后续桩间抽沙至底标高不小于设计疏浚泥面c以下1.5m提供工作面(防止港池里的沙在桩间抽沙时回流至桩间)和施工水下膜袋混凝土提供侧模作用；

7、桩间反气举抽沙

采用反气举法将第一钢板桩1、第二钢板桩2及两侧工字型钢板桩3之间的泥沙抽至底标高不小于设计疏浚泥面c以下1.5m，超抽适当深度经验收合格后立刻进行水下导管膜袋混凝土8浇筑；

8、水下导管膜袋混凝土

当桩间沙标高至不小于设计疏浚泥面c以下1.5m，立刻采用提前制作好的膜袋，绑扎在导管下方，灌注水下导管膜袋混凝土8，膜袋可塑性高，对于和易性优良的水下混凝土可浇筑成桩间实际形状，从而保证混凝土的封堵密实性，为了减小对外侧焊接钢板的压力，采用两次灌注水下导管混凝土；

9、再次疏浚

等待水下混凝土达到终凝后，再次采用耙吸船进行疏浚至设计疏浚泥面标高c；

10、水下补焊

待疏浚至设计标高c后，安排潜水员下水进行焊接检查及补焊，完成整个脱锁处的修复工作。

如图2所示，本实施例的图2中的上方为内侧，下方为外侧。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法，其特征在于：在第一钢板桩(1)与工字型钢板桩(3)脱锁处背离港池一侧施工挡土结构，对脱锁处后方的砂层进行隔绝，水下施工对脱锁处进行修复；

所述施工挡土结构的方法为：在脱锁处后方插打第二钢板桩(2)，将第二钢板桩(2)与脱锁处的工字型钢板桩(3)远离港池一侧的第二翼缘(5)连接，对第二钢板桩(2)与第二翼缘(5)连接处进行密封处理；

所述对第二钢板桩(2)与第二翼缘(5)连接处进行密封处理的方法为：在第二钢板桩(2)与第二翼缘(5)连接处背离港池一侧施工水泥旋喷桩(7)，对第二翼缘(5)与第二钢板桩(2)连接处进行包覆。

2.如权利要求1所述的一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法，其特征在于：所述第二钢板桩(2)与工字型钢板桩(3)的第二翼缘(5)连接的方法为：在第二钢板桩(2)连接第二翼缘(5)的端部焊接钢管，在钢管面向翼缘的一侧开槽形成钢管锁扣(6)，插打第二钢板桩(2)时，将钢管锁扣(6)的开槽一侧咬合在第二翼缘(5)端部。

3.如权利要求1所述的一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法，其特征在于：所述水下施工对脱锁处进行修复的方法为：对脱锁处进行疏浚，使脱锁处暴露于泥面以上，水下施工分别对脱锁处的内外两侧进行修补施工。

4.如权利要求3所述的一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法，其特征在于：所述对脱锁处外侧进行修补施工的方法为：待脱锁处暴露后，在脱锁处的外侧焊接钢板(9)，通过钢板(9)覆盖第一钢板桩(1)与工字型钢板桩(3)脱锁处。

5.如权利要求3或4所述的一种密实砂层钢板桩脱锁修复方法，其特征在于：所述对脱锁处内侧进行修补施工的方法为：待脱锁处的外侧修补完成后，在脱锁处的内侧及脱锁的第一钢板桩(1)与后方对应的第二钢板桩(2)以及两侧的工字型钢板桩(3)形成的围护区域内进行水下导管膜袋混凝土(8)浇筑，直至浇筑的混凝土完全封堵住围护区域泥沙的流动路径。

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