CN113216227A - 复杂湍急水域钢围堰的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复杂湍急水域钢围堰的施工方法,先进行菱形固定桩群施工和两个边角固定钢管桩施工,然后在迎湍流面吊放水下围堰支撑,施作双层钢围堰,再进行两侧边导向桩、导向梁、单层钢围堰的同步施工和内侧导向桩、导向梁、单层钢围堰的施工,接着在钢围堰内打设钢护筒,在靠近钢围堰的钢护筒进行水上支撑架的施工,用于后期抽水抵抗外侧水压力,接着进行外侧导向桩、导向梁、单层钢围堰的施工,最后钢围堰内清淤,浇筑水下混凝土封底,抽调钢围堰内的水。本发明的有益效果是:本发明中在周边钢护筒和导向梁之间设置带有滑轨系统的支撑架,不但可以利用钢护筒对钢围堰起到支撑的作用,还能不受到钢护筒继续打设的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种桩基础施工技术领域,特别涉及一种复杂湍急水域钢围堰的施工方法。
背景技术
近年来,我国大力发展基建,随着国家大力投资和发展取得了巨大的成就。大跨径桥梁和水上建筑建设项目越来越多,其中水中基础的施工是关键。钢板桩围堰作为水中基础施工重要的临时性结构之一,由于其本身的许多优点,在水中基础施工中将呈现很好的应用前景。
我国水域面积分布广泛,且情况复杂多样。当遇到复杂湍急水域,钢板桩打设会遇到很多不利情况。目前这种情况下的钢围堰施工通常采用双壁钢围堰,但双壁钢围堰下放时,由于湍急水流力较大,难以定位稳固,且回收利用率低,造成工程成本高,工期长。
因此,目前亟需寻求一种结构安全稳固,定位快精度高且施工速度快,经济环保的复杂湍急水域钢围堰的施工方法显得十分重要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种复杂湍急水域钢围堰的施工方法。
这种复杂湍急水域钢围堰,包括水下围堰支撑、双层钢围堰、水下托架、菱形固定桩群、边角固定钢管桩、单层钢围堰、导向托架、导向桩、导向梁、支撑架和钢护筒,所述菱形固定桩群和边角固定钢管桩均设有水下托架,所述菱形固定桩群和边角固定钢管桩设置在河道拓宽段围堰施工的迎湍流侧,且所述边角固定钢管桩设置在菱形固定桩群的两侧,所述水下围堰支撑设置在水下托架上,所述双层钢围堰设置固定在水下围堰支撑外侧,所述边角固定钢管桩的侧边设有导向托架,所述导向桩设有导向托架,所述导向桩设置在围堰施工水域四周,所述导向梁设置在导向托架上,所述单层钢围堰设置在导向梁外侧,所述钢护筒布置在单层钢围堰内部,所述支撑架设置在靠近单层钢围堰的钢护筒和导向梁之间。
作为优选:所述的菱形固定桩群由四根固定钢管桩、一根顺向撑杆、四根斜向撑杆组成,所述固定钢管桩呈菱形布置,固定钢管桩之间设有斜向撑杆,顺湍流向的两根固定钢管桩之间设有顺向撑杆,所述顺向撑杆与每根斜向撑杆两两之间相互成60°夹角。
作为优选:所述的导向托架和导向梁至少为上下两道进行布置。
作为优选:所述的河道拓宽段由斜线段、直线段和弧线段组成;斜线段与双层钢围堰平行;直线段与单层钢围堰平行;当钢围堰位于河道中央时,两侧的弧线段的半径均是为R;当钢围堰未位于河道中央时,两侧的弧线段的半径之和是为2R。
作为优选:所述的支撑架包括轨道、夹轨器、支撑杆、加强杆和加强剪刀撑,所述轨道设置在靠近单层钢围堰的钢护筒外侧,所述支撑杆一端设置在导向梁上,另一端通过夹轨器设置在轨道上,所述加强杆设置在支撑杆水平两侧且位于支撑杆与导向梁之间,所述加强剪刀撑设置在上下两根支撑杆之间。
这种复杂湍急水域钢围堰的施工方法,包括以下步骤:
1)在围堰施工的河道段,先对河道两侧提前进行拓宽,扩宽后的河道是由斜线段、直线段和弧线段组成;斜线段与双层钢围堰平行;直线段与单层钢围堰平行;当钢围堰位于河道中央时,两侧的弧线段的半径均是为R;当钢围堰未位于河道中央时,两侧的弧线段的半径之和是为2R;
2)将水下托架提前与固定钢管桩和边角固定钢管桩焊接,利用施工船在围堰施工水域的迎湍流侧进行菱形固定桩群和两个边角固定钢管桩的打设施工,使水下托架位于水深二分之一处,再在菱形固定桩群之间焊接顺向撑杆和斜向撑杆;其中菱形固定桩群由四根固定钢管桩、一根顺向撑杆、四根斜向撑杆组成,所述固定钢管桩呈菱形布置,固定钢管桩之间设有斜向撑杆,顺湍流向的两根固定钢管桩之间设有顺向撑杆;
3)在迎湍流面吊放水下围堰支撑,利用水下托架进行固定安装,然后在水下围堰支撑外侧插打双层钢围堰;
4)在钢围堰的施工区域,先进行两侧边的导向桩同步打设施工,然后在边角固定钢管桩和导向桩上安装上下两道导向托架,再将两侧边的导向梁进行同步吊放,安装固定到导向托架上,最后在两侧边的导向梁外侧插打单层钢围堰,并在双层钢围堰和单层钢围堰的连接处做好密封处理;
5)待两侧边钢围堰施工完毕,在钢围堰的施工区域进行内侧边的导向桩打设施工,然后在导向桩上安装上下两道导向托架,再将内侧边的导向梁进行吊放,安装固定到导向托架上,最后在内侧边的导向梁外侧插打单层钢围堰,并与两侧边的单层钢围堰做好合拢连接;
6)接着利用施工船在钢围堰内打设钢护筒,在靠近单层钢围堰的钢护筒上焊接轨道,在相应的导向梁上焊接带有夹轨器的支撑杆,将夹轨器安装到轨道上,然后在支撑杆两侧焊接加强杆,同时在上下两根支撑杆间焊接加强剪刀撑;
7)待钢护筒和支撑架施工完毕,施工船退出钢围堰区域,进行外侧边的导向桩的打设施工,然后在导向桩上安装上下两道导向托架,再将外侧边的导向梁进行吊放,安装固定到导向托架后,紧接着在外侧边的导向梁外侧插打单层钢围堰,并与两侧边的单层钢围堰做好合拢连接,在靠边的钢护筒和导向梁之间焊接安装好支撑架,最后钢围堰内清淤,浇筑水下混凝土封底,逐步抽掉钢围堰内的水,安装钢围堰支撑系统,完成复杂湍急水域钢围堰的施工;最后待桩基础全部完成施工,拆除围堰,恢复原有河道。
本发明的有益效果是:
1、与传统技术相比,本发明采用菱形固定桩群和边角固定钢管桩配合水下托架和水下围堰支撑对双层钢围堰施工起到定位和稳固的作用,在钢围堰施工区域前方形成一个坚固的阻流屏障,使湍急水流向两侧分流,大大减少水流力对钢围堰施工区域的冲击,保证了钢围堰施工的安全顺利进行,技术效益优势明显。
2、本发明中减少了围堰内的正横向及斜向的水平支撑,简化了施工步骤,提高了施工效率,降低了施工成本,经济效益优势明显。
3、本发明中在周边钢护筒和导向梁之间设置带有滑轨系统的支撑架,不但可以利用钢护筒对钢围堰起到支撑的作用,还能不受到钢护筒继续打设的影响。
4、本发明中在围堰施工前进行河道提前拓宽,有利于减小围堰施工时的正面水流冲击与侧向水压力,且后期河道恢复保证了原有的生态环境,具有一定的技术与环保效益。
附图说明
图1是复杂湍急水域钢围堰的结构示意图;
图2是菱形固定桩群和边角固定钢管桩的布置图;
图3是双层钢围堰的施工布置图;
图4是两侧边钢围堰的施工布置图;
图5是内侧边钢围堰的施工布置图;
图6是钢护筒和支撑架的施工布置图;
图7是钢护筒和支撑架的连接示意图;
图8是图7的立面图;
图9是复杂湍急水域钢围堰的施工流程示意图(其中施工顺序为a-b-c-d-e-f)。
附图标记说明:1——水下围堰支撑;2——双层钢围堰;3——水下托架;4——固定钢管桩;5——顺向撑杆;6——斜向撑杆;7——边角固定钢管桩;8——单层钢围堰;9——导向托架;10——导向桩;11——导向梁;12——支撑架;13——钢护筒;14——轨道;15——夹轨器;16——支撑杆;17——加强杆;18——加强剪刀撑;19——斜线段;20——直线段;21——弧线段。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一
所述的复杂湍急水域钢围堰,包括水下围堰支撑1、双层钢围堰2、水下托架3、菱形固定桩群、边角固定钢管桩7、单层钢围堰8、导向托架9、导向桩10、导向梁11、支撑架12和钢护筒13,所述菱形固定桩群和边角固定钢管桩7均设有水下托架3,所述菱形固定桩群和边角固定钢管桩7设置在河道拓宽段围堰施工的迎湍流侧,且所述边角固定钢管桩7设置在菱形固定桩群的两侧,所述水下围堰支撑1设置在水下托架3上,所述双层钢围堰2设置固定在水下围堰支撑1外侧,所述边角固定钢管桩7的侧边设有导向托架9,所述导向桩10设有导向托架9,所述导向桩10设置在围堰施工水域四周,所述导向梁11设置在导向托架9上,所述单层钢围堰8设置在导向梁11外侧,所述钢护筒13布置在单层钢围堰8内部,所述支撑架12设置在靠近单层钢围堰8的钢护筒13和导向梁11之间。
所述的菱形固定桩群由四根固定钢管桩4、一根顺向撑杆5、四根斜向撑杆6组成,所述固定钢管桩4呈菱形布置,固定钢管桩4之间设有斜向撑杆6,顺湍流向的两根固定钢管桩4之间设有顺向撑杆5,所述顺向撑杆5与每根斜向撑杆6两两之间相互成60°夹角。
所述的导向托架9和导向梁11至少为上下两道进行布置。
所述的河道拓宽段的形状能时刻保持水流横截面在钢围堰修建前后的宽度不会变小,是由斜线段19、直线段20和弧线段21组成;斜线段19与双层钢围堰2平行;直线段20与单层钢围堰8平行;当钢围堰位于河道中央时,两侧的弧线段21的半径均是为R;当钢围堰未位于河道中央时,两侧的弧线段21的半径之和是为2R。
所述的支撑架12包括轨道14、夹轨器15、支撑杆16、加强杆17和加强剪刀撑18,所述轨道14设置在靠近单层钢围堰8的钢护筒13外侧,所述支撑杆16一端设置在导向梁11上,另一端通过夹轨器15设置在轨道14上,所述加强杆17设置在支撑杆16水平两侧且位于支撑杆16与导向梁11之间,所述加强剪刀撑18设置在上下两根支撑杆16之间。
实施例二
所述的复杂湍急水域钢围堰的施工方法,先进行菱形固定桩群施工和两个边角固定钢管桩施工,然后在迎湍流面吊放水下围堰支撑,施作双层钢围堰,再进行两侧边导向桩、导向梁、单层钢围堰的同步施工和内侧导向桩、导向梁、单层钢围堰的施工,接着在钢围堰内打设钢护筒,在靠近钢围堰的钢护筒进行水上支撑架的施工,用于后期抽水抵抗外侧水压力,接着进行外侧导向桩、导向梁、单层钢围堰的施工,最后钢围堰内清淤,浇筑水下混凝土封底,抽调钢围堰内的水,完成复杂湍急水域钢围堰的施工。具体包括以下步骤:
1)在围堰施工的河道段,先对河道两侧提前进行拓宽,河道拓宽段的形状能时刻保持水流横截面在钢围堰修建前后的宽度不会变小,扩宽后的河道是由斜线段19、直线段20和弧线段21组成;斜线段19与双层钢围堰2平行;直线段20与单层钢围堰8平行;当钢围堰位于河道中央时,两侧的弧线段21的半径均是为R;当钢围堰未位于河道中央时,两侧的弧线段21的半径之和是为2R。
2)如图2所示,将水下托架3提前与固定钢管桩4和边角固定钢管桩7焊接,利用施工船在围堰施工水域的迎湍流侧进行菱形固定桩群和两个边角固定钢管桩7的打设施工,使水下托架3位于水深二分之一处,再在菱形固定桩群之间焊接顺向撑杆5和斜向撑杆6;其中菱形固定桩群由四根固定钢管桩4、一根顺向撑杆5、四根斜向撑杆6组成,所述固定钢管桩4呈菱形布置,固定钢管桩4之间设有斜向撑杆6,顺湍流向的两根固定钢管桩4之间设有顺向撑杆5;
3)如图3所示,在迎湍流面吊放水下围堰支撑1,利用水下托架3进行固定安装,然后在水下围堰支撑1外侧插打双层钢围堰2;
4)如图4所示,在钢围堰的施工区域,先进行两侧边的导向桩10同步打设施工,然后在边角固定钢管桩7和导向桩10上安装上下两道导向托架9,再将两侧边的导向梁11进行同步吊放,安装固定到导向托架9上,最后在两侧边的导向梁11外侧插打单层钢围堰8,并在双层钢围堰2和单层钢围堰8的连接处做好密封处理;
5)如图5所示,待两侧边钢围堰施工完毕,在钢围堰的施工区域进行内侧边的导向桩10打设施工,然后在导向桩10上安装上下两道导向托架9,再将内侧边的导向梁11进行吊放,安装固定到导向托架9上,最后在内侧边的导向梁11外侧插打单层钢围堰8,并与两侧边的单层钢围堰8做好合拢连接;
6)如图6、图7、图8所示,接着利用施工船在钢围堰内打设钢护筒13,在靠近单层钢围堰8的钢护筒13上焊接工字钢轨道,在相应的导向梁11上焊接带有夹轨器15的支撑杆16,将夹轨器15安装到轨道14上,然后在支撑杆16两侧焊接加强杆17,同时在上下两根支撑杆16间焊接加强剪刀撑18;
7)如图1、图9所示,待钢护筒13和支撑架12施工完毕,施工船退出钢围堰区域,进行外侧边的导向桩10的打设施工,然后在导向桩10上安装上下两道导向托架9,再将外侧边的导向梁11进行吊放,安装固定到导向托架9后,紧接着在外侧边的导向梁11外侧插打单层钢围堰8,并与两侧边的单层钢围堰8做好合拢连接,在靠边的钢护筒13和导向梁11之间焊接安装好支撑架12,最后钢围堰内清淤,浇筑水下混凝土封底,逐步抽掉钢围堰内的水,及时安装钢围堰支撑系统,完成复杂湍急水域钢围堰的施工。最后待桩基础全部完成施工,拆除围堰,恢复原有河道。
Claims (1)
1.一种复杂湍急水域钢围堰的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在围堰施工的河道段,先对河道两侧提前进行拓宽,扩宽后的河道是由斜线段(19)、直线段(20)和弧线段(21)组成;斜线段(19)与双层钢围堰(2)平行;直线段(20)与单层钢围堰(8)平行;当钢围堰位于河道中央时,两侧的弧线段(21)的半径均是为R;当钢围堰未位于河道中央时,两侧的弧线段(21)的半径之和是为2R;
2)将水下托架(3)提前与固定钢管桩(4)和边角固定钢管桩(7)焊接,利用施工船在围堰施工水域的迎湍流侧进行菱形固定桩群和两个边角固定钢管桩(7)的打设施工,使水下托架(3)位于水深二分之一处,再在菱形固定桩群之间焊接顺向撑杆(5)和斜向撑杆(6);其中菱形固定桩群由四根固定钢管桩(4)、一根顺向撑杆(5)、四根斜向撑杆(6)组成,所述固定钢管桩(4)呈菱形布置,固定钢管桩(4)之间设有斜向撑杆(6),顺湍流向的两根固定钢管桩(4)之间设有顺向撑杆(5);
3)在迎湍流面吊放水下围堰支撑(1),利用水下托架(3)进行固定安装,然后在水下围堰支撑(1)外侧插打双层钢围堰(2);
4)在钢围堰的施工区域,先进行两侧边的导向桩(10)同步打设施工,然后在边角固定钢管桩(7)和导向桩(10)上安装上下两道导向托架(9),再将两侧边的导向梁(11)进行同步吊放,安装固定到导向托架(9)上,最后在两侧边的导向梁(11)外侧插打单层钢围堰(8),并在双层钢围堰(2)和单层钢围堰(8)的连接处做好密封处理;
5)待两侧边钢围堰施工完毕,在钢围堰的施工区域进行内侧边的导向桩(10)打设施工,然后在导向桩(10)上安装上下两道导向托架(9),再将内侧边的导向梁(11)进行吊放,安装固定到导向托架(9)上,最后在内侧边的导向梁(11)外侧插打单层钢围堰(8),并与两侧边的单层钢围堰(8)做好合拢连接;
6)接着利用施工船在钢围堰内打设钢护筒(13),在靠近单层钢围堰(8)的钢护筒(13)上焊接轨道(14),在相应的导向梁(11)上焊接带有夹轨器(15)的支撑杆(16),将夹轨器(15)安装到轨道(14)上,然后在支撑杆(16)两侧焊接加强杆(17),同时在上下两根支撑杆(16)间焊接加强剪刀撑(18);
7)待钢护筒(13)和支撑架(12)施工完毕,施工船退出钢围堰区域,进行外侧边的导向桩(10)的打设施工,然后在导向桩(10)上安装上下两道导向托架(9),再将外侧边的导向梁(11)进行吊放,安装固定到导向托架(9)后,紧接着在外侧边的导向梁(11)外侧插打单层钢围堰(8),并与两侧边的单层钢围堰(8)做好合拢连接,在靠边的钢护筒(13)和导向梁(11)之间焊接安装好支撑架(12),最后钢围堰内清淤,浇筑水下混凝土封底,逐步抽掉钢围堰内的水,安装钢围堰支撑系统,完成复杂湍急水域钢围堰的施工;最后待桩基础全部完成施工,拆除围堰,恢复原有河道。
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