CN111851541A - 一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰及施工方法，包括圆形咬合桩围堰、咬合桩顶部的冠梁和设置于冠梁上的圆形单壁钢围堰。所述圆形咬合桩围堰由咬合桩A和咬合桩B交错排列组成，所述冠梁为钢筋混凝土结构，通过咬合桩顶部预留的锚筋将咬合桩A和咬合桩B连成整体，所述圆形单壁钢围堰为现有技术传统结构，底部与冠梁上的预埋件焊接连接。所述咬合桩A为顶部设锚筋的素混凝土桩或设置矩形钢筋笼的钢筋混凝土桩，所述咬合桩B为设置圆形钢筋笼的钢筋混凝土桩或设置矩形钢筋笼的钢筋混凝土桩。本发明施工周期短，施工风险降低，资源消耗少，工程造价低。

Description

一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰及施工方法

技术领域

本发明专利属于桥梁基础的围堰施工领域，具体来讲涉及一种季节性水下基础围堰，特别涉及一种枯水期具备筑岛条件洪水期能连续施工的圆形咬合桩—单壁钢组合围堰及施工方法。

背景技术

桥梁水中承台施工需利用围堰作为支护结构，形成干处作业环境。水中承台施工受桥位处水文地质条件影响，衍生出多种围堰结构形式，其中咬合桩围堰适用于浅水水域或有地下渗流的作业环境，单壁钢围堰适用于水深小于10m的作业环境。季节性水域的桥梁基础施工具有枯水期水位低甚至河床裸露，洪水期水位高甚至墩柱需施工多个节段才能出水的鲜明特点。将咬合桩与单壁钢围堰结合起来形成组合围堰，能在枯水期同步施工桥梁桩基和咬合桩围堰，其上接高单壁钢围堰后能在洪期连续施工承台及墩柱，相比传统单一围堰结构形式施工效率更高。受通航条件的限制，桥梁嵌岩承台的出现较为普遍，组合围堰相比单壁钢围堰可避免水下爆破，大面积水下土石方开挖，亦可避免搭设水上施工平台，更为经济、高效。现有组合围堰技术中有矩形、8字形，如专利公开号CN209194552 U、CN209941708U、CN110144915A，组合围堰的构形多与承台外形相适应，当承台为圆形或正方形时，采用本发明专利提出来的圆形组合围堰更为经济。已有的组合围堰技术施工水下基础存在如下问题：

1.公开号为CN209194552 U专利中提出的矩形组合围堰适用于常年深水裸岩基础，本发明专利提出的季节性水下基础在枯水期通航条件差，水上吊装设备有限，单壁钢围堰船运及水上吊装困难。

2.公开号为CN209194552 U专利中提出的矩形组合围堰需搭设水上施工平台施工水下咬合桩，工序较多。

3.公开号为CN209194552 U专利中提出的矩形组合围堰中双壁钢围堰需设置底部中空连接段，连接段上开混凝土浇筑孔，常规段底部设有封闭钢板，构造细节较多。

4.现有组合围堰均有内支撑，需消耗材料和安装时间。

5.现有组合围堰与圆形承台或正方形承台的适应性较差。

6.现有组合围堰中的钢围堰均采用双壁结构，在水深浅、流速小的施工环境条件下经济性差。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰及施工方法;包括圆形咬合桩围堰、咬合桩顶部的冠梁和设置于冠梁上的圆形单壁钢围堰。所述圆形咬合桩围堰由咬合桩A和咬合桩B交错排列组成，所述冠梁为钢筋混凝土结构，通过咬合桩顶部预留的锚筋将咬合桩A和咬合桩B连成整体，所述圆形单壁钢围堰为现有技术传统结构，底部与冠梁上的预埋件焊接连接。所述咬合桩A为顶部设锚筋的素混凝土桩或设置矩形钢筋笼的钢筋混凝土桩，所述咬合桩B为设置圆形钢筋笼的钢筋混凝土桩或设置矩形钢筋笼的钢筋混凝土桩。本发明施工周期短，施工风险降低，资源消耗少，工程造价低。

本发明是这样实现的，构造一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，包括圆形咬合桩围堰、咬合桩顶部的冠梁和设置于冠梁上的圆形单壁钢围堰；其特征在于；所述圆形咬合桩围堰由咬合桩A和咬合桩B交错排列组成，所述冠梁为钢筋混凝土结构，通过咬合桩顶部预留的锚筋将咬合桩A和咬合桩B连成整体，所述圆形单壁钢围堰底部与冠梁预埋件焊接连接。

根据本发明所述的一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，其特征在于；所述咬合桩A为顶部设锚筋的素混凝土桩或设置矩形钢筋笼的钢筋混凝土桩，所述咬合桩B为设置圆形钢筋笼的钢筋混凝土桩或设置矩形钢筋笼的钢筋混凝土桩。

根据本发明所述的一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，其特征在于；所述冠梁顶部设置环形钢板预埋件与单壁钢围堰壁板焊接连接。

根据本发明所述的一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，其特征在于；所述圆形咬合桩、冠梁中心线的平面投影为圆形。

根据本发明所述的一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，其特征在于；所述单壁钢围堰由壁板、壁板加劲肋构成壁板单元，壁板单元通过环向加劲背楞连接成整体；环向加劲背楞根据受力计算可选择热轧型钢或钢箱，焊接型钢、钢板或钢箱的结构形式。

一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰施工方法，其特征在于；包含以下步骤：

步骤一、在枯水期筑岛形成作业平台施工主体结构桩基，根据围堰形状和大小在岛面上施工咬合桩围堰，主体结构桩基与咬合桩可同步施工；

步骤二、单壁钢围堰块件在现场或工厂加工；

步骤三、咬合桩施工完成后凿除桩头混凝土，其上施工冠梁及预埋件，咬合桩桩头钢筋及锚筋与冠梁锚固；

步骤四、在冠梁上组拼单壁钢围堰块件，钢围堰壁板与冠梁上预埋件焊接，安装钢围堰环形加劲背楞连接件，提高圆形单壁钢围堰刚度；

步骤五、围堰内基坑开挖，浇筑垫层混凝土，施工承台及墩柱。围堰内基坑开挖可与单壁钢围堰组拼同步进行。

本发明具有如下优点：本发明专利公开了一种用于季节性水域桥梁嵌岩基础施工的圆形咬合桩—单壁钢组合围堰及施工方法，包括圆形咬合桩围堰、咬合桩顶部的冠梁和设置于冠梁上的圆形单壁钢围堰。所述圆形咬合桩围堰由咬合桩A和咬合桩B交错排列组成，所述冠梁为钢筋混凝土结构，通过咬合桩顶部预留的锚筋将咬合桩A和咬合桩B连成整体，所述圆形单壁钢围堰为现有技术传统结构，底部与冠梁上的预埋件焊接连接。所述咬合桩A为顶部设锚筋的素混凝土桩或设置矩形钢筋笼的钢筋混凝土桩，所述咬合桩B为设置圆形钢筋笼的钢筋混凝土桩或设置矩形钢筋笼的钢筋混凝土桩。本发明施工周期短，施工风险降低，资源消耗少，工程造价低。

附图说明

图1是本发明专利圆形咬合桩—单壁钢组合围堰立面布置图；

图2是图1中A处放大示意图；

图3是本发明专利咬合桩平面布置图；

图4是图1中A处放大示意图；

图5是本发明专利冠梁平面布置图；

图6是本发明专利圆形单壁钢围堰平面布置图。

其中：1-圆形咬合桩围堰，2-咬合桩A，3-咬合桩B，4-矩形钢筋笼，5-圆形钢筋笼，6-冠梁，7-冠梁预埋件，8-圆形单壁钢围堰，9-壁板单元，10-环向加劲背楞，11-筑岛体，12-主体桩基，13-承台，14-墩柱，15-调平层混凝土，16-岩层。

具体实施方式

下面将结合附图1-图6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。

如图1至图6所示，本发明通过改进在此提供一种用于季节性水域桥梁嵌岩基础施工的圆形咬合桩—单壁钢组合围堰方法，包括圆形咬合桩围堰1、咬合桩顶部的冠梁6和设置于冠梁6上的圆形单壁钢围堰8。所述圆形咬合桩围堰1由咬合桩A2和咬合桩B3交错排列组成，所述冠梁6为钢筋混凝土结构，通过咬合桩顶部预留的锚筋将咬合桩A2和咬合桩B3连成整体，所述圆形单壁钢围堰8为现有技术传统结构，底部与冠梁预埋件7焊接连接。所述咬合桩A 2为顶部设锚筋的素混凝土桩或设置矩形钢筋笼4的钢筋混凝土桩，所述咬合桩B为设置圆形钢筋笼5的钢筋混凝土桩或设置矩形钢筋笼4的钢筋混凝土桩。

如图1所示，实施时枯水期在墩位处河床面填筑土石方形成筑岛体11作为主体桩基12和圆形咬合桩围堰1的施工平台，筑岛体11顶面标高根据历年水位变化情况和可利用的施工时间确定，原则是一个枯水期能完成主体桩基12、圆形咬合桩—单壁钢组合围堰、承台13基坑开挖。在筑岛体11上采用常规成孔设备施工主体桩基12，并同步施工圆形咬合桩围堰1，圆形单壁钢围堰8的块件可在后场同步制作。主体桩基12完成前，根据场地情况分段施工冠梁6。场地清理完成后，进行承台13基坑开挖，并在冠梁6上同步安装圆形单壁钢围堰8块件。圆形单壁钢围堰8预留出渣口，待承台13基坑开挖完成再行封闭形成干处作业空间。组合围堰基底清理并浇筑调平层混凝土15，洪期依次连续施工承台13、墩柱14直至出水，完成水下基础工程。

如图3所示，圆形咬合桩围堰1按先咬合桩A 2再咬合桩B 3的顺序交替进行。咬合桩A 2根据受力需要必须配筋时采用矩形钢筋笼4，矩形钢筋笼4尺寸应小于相邻两桩边缘净距，避免咬合桩B 3钻孔过程中损伤钢筋笼。圆形咬合桩围堰1各桩桩底嵌入岩层16，形成封闭止水空间。

如图3-图5所示，冠梁6施工前，凿除圆形咬合桩围堰1各桩桩头，桩头钢筋形成喇叭口并安装环形箍筋与冠梁6进行锚固。冠梁预埋件7可采用环形钢板加锚筋式预埋件，根据吊装能力分段制作预埋。

如图6所示，圆形单壁钢围堰8块件由壁板单元9、环向加劲背楞10组成，可工厂制作或现场加工。

一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰施工方法包含以下步骤：

步骤一、在枯水期筑岛形成作业平台施工主体结构桩基，根据围堰形状和大小在岛面上施工咬合桩围堰，主体结构桩基与咬合桩可同步施工。

步骤二、单壁钢围堰块件在现场或工厂加工。

步骤三、咬合桩施工完成后凿除桩头混凝土，其上施工冠梁及预埋件，咬合桩桩头钢筋及锚筋与冠梁锚固。

步骤四、在冠梁上组拼单壁钢围堰块件，钢围堰壁板与冠梁上预埋件焊接，安装钢围堰环形加劲背楞连接件，提高圆形单壁钢围堰刚度。

步骤五、围堰内基坑开挖，浇筑垫层混凝土，施工承台及墩柱。围堰内基坑开挖可与单壁钢围堰组拼同步进行。

本发明专利与现有组合围堰技术主要区别以及显著的有益效果是：（1）本发明专利适用于季节性水下基础施工，在枯水期筑岛形成作业平台，无需大型水上吊装设备，单壁钢围堰在工厂或施工场地加工、运输，在冠梁上分块组拼，无需浮运，运输及吊装设备常规；（2）可以减少水上施工平台的搭设工作；（3）单壁钢围堰为现有技术传统结构，构造简单；（4）无内支撑；（5）与圆形承台或正方形围堰适应性好；（6）在水深浅、流速小的施工环境条件下单壁钢围堰较双壁钢围堰材料用量少。本发明专利施工周期短，施工风险降低，资源消耗少，工程造价低，在季节性水域桥梁嵌岩基础施工中优势显著。

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 (6)

1.一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，包括圆形咬合桩围堰（1）、咬合桩顶部的冠梁（6）和设置于冠梁（6）上的圆形单壁钢围堰（8）；其特征在于；所述圆形咬合桩围堰（1）由咬合桩A（2）和咬合桩B（3）交错排列组成，所述冠梁（6）为钢筋混凝土结构，通过咬合桩顶部预留的锚筋将咬合桩A（2）和咬合桩B（3）连成整体，所述圆形单壁钢围堰（8）底部与冠梁预埋件（7）焊接连接。

2.根据权利要求1所述的一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，其特征在于；所述咬合桩A（2）为顶部设锚筋的素混凝土桩或设置矩形钢筋笼（4）的钢筋混凝土桩，所述咬合桩B（3）为设置圆形钢筋笼（5）的钢筋混凝土桩或设置矩形钢筋笼（4）的钢筋混凝土桩。

3.根据权利要求1所述的一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，其特征在于；所述冠梁（6）顶部设置环形钢板预埋件（7）与单壁钢围堰壁板焊接连接。

4.根据权利要求1所述的一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，其特征在于；所述圆形咬合桩（1）、冠梁（6）中心线的平面投影为圆形。

5.根据权利要求1所述的一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰，其特征在于；所述单壁钢围堰（8）由壁板、壁板加劲肋构成壁板单元（9），壁板单元通过环向加劲背楞（10）连接成整体；环向加劲背楞（10）根据受力计算可选择热轧型钢或钢箱，焊接型钢、钢板或钢箱的结构形式。

6.一种圆形咬合桩—单壁钢组合围堰施工方法，其特征在于；包含以下步骤：

步骤一、在枯水期筑岛形成作业平台施工主体结构桩基，根据围堰形状和大小在岛面上施工咬合桩围堰，主体结构桩基与咬合桩可同步施工；

步骤二、单壁钢围堰块件在现场或工厂加工；

步骤三、咬合桩施工完成后凿除桩头混凝土，其上施工冠梁及预埋件，咬合桩桩头钢筋及锚筋与冠梁锚固；

步骤四、在冠梁上组拼单壁钢围堰块件，钢围堰壁板与冠梁上预埋件焊接，安装钢围堰环形加劲背楞连接件，提高圆形单壁钢围堰刚度；

步骤五、围堰内基坑开挖，浇筑垫层混凝土，施工承台及墩柱；围堰内基坑开挖可与单壁钢围堰组拼同步进行。

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