CN113356248B - 一种跨海桥建造过程的钢围堰堵缝处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁施工相关技术领域，并公开了一种跨海桥建造过程的钢围堰堵缝处理方法，该方法包括：在钢管桩主体上分别焊接阴锁扣和阳锁扣，并使得阴锁扣的外端被加工成尖端状；通过模具灌注的方式，在阴锁扣的内壁上设置一层具备粘性的弹性体隔水浆料层；进行沉桩作业，形成首尾串联连接的钢管桩围堰；对基坑进行混凝土封底作业，同时对可能存在的其他渗漏进行封堵处理。通过本发明，不仅可显著提升钢管桩围堰的止水效果，而且便于质量控制和高效率工艺操作，因而能够更好地满足跨海桥建造过程中围堰堵缝止水要求。

Description

一种跨海桥建造过程的钢围堰堵缝处理方法

技术领域

本发明属于桥梁施工相关技术领域，更具体地，涉及一种跨海桥建造过程的钢围堰堵缝处理方法。

背景技术

围堰作为一种桥梁基础施工中得到广泛应用的临时防护结构，目前常见的形式包括土石围堰、双壁钢套箱围堰、钢板桩围堰、钢管桩围堰、钢筋混凝土沉井等。其中，钢管桩围堰由于具备结构稳定、适应性强、回收率高等特点，近年来获得了越来越多的关注。

钢管桩围堰的止水效果好坏直接影响到承台施工的效率甚至工程质量。现有的钢管桩围堰较多采用的是CT型锁扣彼此连接，为了保证止水效果，其常规处理方式是利用阳锁扣T型钢腹板将C型母锁扣分成独立的隔水腔，然后在隔水腔内填充麻、黏土等填充物，或者在母锁扣内注浆或填充砂浆等。但由于CT型锁扣桩围堰的锁扣空腔相对较大，针对覆盖层较厚的地层容易造成填充物无法完全充满隔水腔的问题，止水效果较差。

针对以上工程实践困难，现有技术中已经提出了一些采用CO型锁扣钢管桩制造钢围堰的方案。例如，CN201810410851.1、CN202011587592.3等早期专利分别公开了一些CO型锁扣钢管桩围堰及其止水方法，其中提出可采用水泥、水玻璃等材料进行堵漏，或是在C型槽腔内填充橡胶条。

然而，进一步的研究表明，对于海湾滩涂地区之类的施工场景，其通常具备地下水丰富且受潮水涨落明显的特点，加之随着埋深增加，下部水压力极大，基坑防护结构越往下方防水封堵越为困难，上述方式注浆或填充的橡胶条往往会被水流冲走，实用性仍不理想且存在工艺难于操控的问题。相应地，相关领域亟需对此技术问题作出进一步的研究和解决，以便更好地符合跨海桥建造过程中的高质量、高效率钢围堰堵缝止水要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种跨海桥建造过程的钢围堰堵缝处理方法，其中通过紧密结合跨海桥施工过程中的环境特征，对钢锁扣管桩的结构设置及其施工工艺等方面进行重新设计，相应不仅可显著提升钢管桩围堰的止水效果，而且便于质量控制和高效率工艺操作，因而能够更好地满足跨海桥建造过程中围堰堵缝止水要求。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种跨海桥建造过程的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)在钢管桩主体的外壁相对侧沿着直径方向分别焊接一开口型钢管作为阴锁扣也即C型锁扣、以及一闭合型钢管作为阳锁扣也即O型锁扣；其中，该阴锁扣的外端被加工成尖端状，然后沿着轴线方向切成槽形；

(b)将步骤(a)制得的钢管桩放置于固定架上，向所述阴锁扣内部插入外裹一层保护层的管状模具至设计位置并予以固定，然后向所述阴锁扣与所述管状模具之间的间隙中，灌注具备粘性的弹性体隔水浆料；其中，待浆料终凝形成弹性体隔水层后，拆除管状模具并撕除黏贴于弹性体隔水层表面的保护层；

(c)将步骤(b)成型的钢管桩进行沉桩作业，并通过将每个钢管桩上的阴锁扣容纳锁定相邻另一钢管桩上的阳锁扣，形成首尾串联连接的钢管桩围堰；

(d)钢管桩围堰施工完成后，对基坑进行混凝土封底作业，同时对可能存在的其他渗漏进行封堵处理。

作为进一步优选地，在步骤(a)中，所述阳锁扣的外端同样被加工成尖端状，同时它的端部设置有倒三角形结构。

作为进一步优选地，在步骤(b)中，所述管状模具优选采用薄皮不锈钢管，并且它的表面外裹一层塑料布作为保护层。

作为进一步优选地，在步骤(b)中，所述弹性体隔水浆料的灌注厚度优选为10mm左右，且为灌注密实。

作为进一步优选地，在步骤(b)中，在灌注所述弹性体隔水浆料的过程中，优选对所述管状模具与所述阴锁扣的两端均进行密封处理，其中在所述阴锁扣的槽壁首、尾端通过泡沫板紧贴进行定位，进而保证所述弹性体隔水层的厚度。

作为进一步优选地，在步骤(c)中，在进行沉桩作业时，优选对所述阳锁扣的表面涂抹防水剂，同时确保沉桩作业的角度方正和受力均匀。

作为进一步优选地，在步骤(c)中，优选采用导向框来执行各个钢管桩的定位，其中该导向框包括可开合结构和固定卡件，所述可开合结构由工字钢上、下表面分别焊接带半圆的钢板制成，并且通过插销进行铰接；所述固定卡件由带长条孔钢板和Z字型钢板垂直安装而成，并且采用设置在所述长条孔内的螺杆实现两者之间的固定及上下移动调节。

作为进一步优选地，在步骤(d)中，优选采用多导管灌注法对基坑底部进行混凝土封底作业；其中，首先依照横纵向间隔的方式将坑底导管灌注位置逐一处理成漏斗状，接着将导管对应插入各个漏斗区域，并在各导管顶部设置集料斗分别同步作业。

作为进一步优选地，在步骤(d)中，当用于封底的水下混凝土终凝后，若发现围堰渗漏，采用从上到下的顺序依次进行封堵，并优选采用掺有防水涂料的棉花或塑状有机硅酮进行塞填封堵。

作为进一步优选地，在步骤(d)中，若发现基坑封底混凝土渗漏，优选采用针孔注射器注射聚氨酯泡沫进行封堵，或是采用开孔注射水泥-水玻璃双液浆进行封堵。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)通过在C型阴锁扣内壁安装具备粘性的弹性体隔水层，一方面在浇筑成型期间与阳锁扣发生接触粘合，一定程度上避免了彼此剥除的风险；另一方面该弹性体在粘合过程中体现延展性，能更好地填充阴阳锁扣之间可能存在的间隙，同时还通过它的自恢复功能，尽量避免划伤或撕开时的不利影响，并且可往返多次使用；

(2)通过将C型阴锁扣的外端加工成尖端形，同时选择将阳锁扣的外端对应加工成相适应的尖端形，这种处理方式不但可以减小钻入阻力，提高施工速度，而且阴锁扣能够更方便阳锁扣的进入，同时阴、阳锁扣内部可能出现的杂物较少，减少可传入固体颗粒，进一步确保堵水效果；

(3)本发明还进一步对整个工艺过程中的部分关键步骤进行了研究改进，包括对钢管桩的定位导向、基坑混凝土封底作业，以及其他封堵处理等，相应能够获得高效率施工和高质量止水的效果，基本达到围堰侧壁零渗漏，因而尤其适用于跨海桥建造施工之类的特定应用场合。

附图说明

图1为用于示范性显示锁扣钢管桩隔水封堵时的连接示意图；

图2为用于示范性显示锁扣钢管桩的阴阳锁扣与弹性体隔水层之间的位置关系示意图；

图3是按照本发明一个优选实施例、用于模具灌注形成弹性体隔水层的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-钢管桩2-阳锁扣3-阴锁扣4-固定焊板5-弹性体隔水层6-薄皮不锈钢管

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为用于示范性显示锁扣钢管桩隔水封堵时的连接示意图，图2是用于示范性显示锁扣钢管桩的阴阳锁扣与弹性体隔水层之间的位置关系示意图。下面将结合图1和图2，来具体解释说明按照本发明的整个处理工艺过程。

首先，在譬如螺纹焊管的钢管桩主体的外壁相对侧，沿着直径方向分别焊接一开口型钢管作为阴锁扣3也即C型锁扣、以及一闭合型钢管作为阳锁扣2也即O型锁扣；其中，该阴锁扣的外端被加工成尖端状，然后沿着轴线方向切成槽形。作为选择，该阳锁扣的外端同样也可以被加工成尖端状，同时它的端部设置有倒三角形结构，相应形成所需的钢管桩1。

以此方式，不但可以减小阳锁扣的钻入阻力，提高施工速度，而且阴锁扣能够更方便阳锁扣的进入，同时阴阳锁扣内部可能出现的杂物较少，减少可传入固体颗粒，进一步确保堵水效果。

更具体地，为保证阳锁扣更好进入阴锁扣，阳锁扣钢管外径譬如小于阴锁扣钢管内径10mm，然后将阴阳锁扣与钢管桩焊接成需要形状，并可以对阴锁扣半圆钢管焊接固定焊板4，保证钢管进入覆盖层不变形。

接着，将以上制得的钢管桩放置于固定架上，向所述阴锁扣内部插入外裹一层保护层的管状模具至设计位置并予以固定，然后向所述阴锁扣与所述管状模具之间的间隙中，灌注具备粘性的弹性体隔水浆料；其中，待浆料终凝形成弹性体隔水层后，拆除管状模具并撕除黏贴于弹性体隔水层表面的保护层。

更具体地，所述管状模具优选可采用薄皮不锈钢管，并且它的表面外裹一层超薄柔性的塑料布作为保护层。为防止灌注过程弹性体漏浆，还优选对不锈钢管与阴锁扣两端进行密封处理，其中阴锁扣槽壁首、尾端在5cm范围内均可塞填10mm厚泡沫板紧贴进行定位，进而保证弹性体隔水层的厚度，且起到防止不锈钢管上浮的问题。然后，随调随配弹性体灌浆料进行灌注，灌浆厚度优选为10mm左右，且为灌注密实，在此过程中，还可以采用小锤在灌注时间断轻击钢管；待弹性体终凝后拆除模具不锈钢管，对黏贴于弹性体表面的塑料布撕除。

接着，将以上步骤成型的钢管桩进行沉桩作业，并通过将每个钢管桩上的阴锁扣容纳锁定相邻另一钢管桩上的阳锁扣，形成首尾串联连接的钢管桩围堰。

更具体地，将成型钢管桩运至现场进行沉桩作业，作业过程中沉桩需角度方正、受力均匀，防止阳锁扣倾斜引起尖端过多插入弹性体隔水层内，造成弹性体缺失引起漏水；同时，为减小阳锁扣与弹性体隔水层之间的阻力，还优选对阳锁扣表面涂抹防水剂，一方面起到润滑作用，另一方面作为隔水的辅助措施。

按照本发明的一个优选实施例，优选采用导向框来执行各个钢管桩的定位，其中该导向框包括可开合结构和固定卡件，所述可开合结构由工字钢上、下表面分别焊接带半圆的钢板制成，并且通过插销进行铰接；所述固定卡件由带长条孔钢板和Z字型钢板垂直安装而成，并且采用设置在所述长条孔内的螺杆实现两者之间的固定及上下移动调节。

最后，待钢管桩围堰施工完成后，对基坑进行混凝土封底作业，同时对可能存在的其他渗漏进行封堵处理。

更具体地，钢管桩施工完成后，为保证围堰良好的堵水效果，针对海洋覆盖层地质多为砂砾层具备强透水性，靠通常的围堰不能完全避免底部的渗水、漏水；相应地，在进坑开挖完成后需进行混凝土封底堵水，当基坑存水较深且振捣不能满足施工要求时，需进行水下混凝土灌注作业。

按照本发明的另一优选实施例，优选采用多导管灌注法对基坑底部进行混凝土封底作业；其中，首先依照横纵向间隔的方式将坑底导管灌注位置逐一处理成漏斗状，接着将导管对应插入各个漏斗区域，并在各导管顶部设置集料斗分别同步作业。

水下混凝土终凝后可进行基坑内抽排水作业，在边抽排水过程中边进行围堰渗漏水检查，若发现渗漏采用从上而下的顺序依次进行封堵，封堵材料优选采用掺拌防水涂料的棉花或塑状的有机硅酮进行塞填封堵。

按照本发明的另一优选实施例，若发现基坑封底混凝土渗漏时，优选对渗漏部位四周采用针孔注射器注射聚氨酯泡沫进行封堵；若渗漏量较大针孔注射不能满足要求时，优选采用开孔注射水泥-水玻璃双液浆进行封堵。

综上，本发明通过对钢锁扣管桩的结构设置及其施工工艺等多个方面进行重新设计，不仅可显著提升钢管桩围堰的止水效果，而且便于质量控制和高效率工艺操作，通用性好，基本达到围堰侧壁零渗漏，因而能够更好地满足跨海桥建造过程中围堰堵缝止水要求。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种跨海桥建造过程的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)在钢管桩主体的外壁相对侧沿着直径方向分别焊接一开口型钢管作为阴锁扣、以及一闭合型钢管作为阳锁扣；其中，该阴锁扣的外端被加工成尖端状，然后沿着轴线方向切成槽形；

(b)将步骤(a)制得的钢管桩放置于固定架上，向所述阴锁扣内部插入外裹一层保护层的管状模具至设计位置并予以固定，然后向所述阴锁扣与所述管状模具之间的间隙中，灌注具备粘性的弹性体隔水浆料；其中，待浆料终凝形成弹性体隔水层后，拆除管状模具并撕除黏贴于弹性体隔水层表面的保护层；

(c)将步骤(b)成型的钢管桩进行沉桩作业，并通过将每个钢管桩上的阴锁扣容纳锁定相邻另一钢管桩上的阳锁扣，形成首尾串联连接的钢管桩围堰；在此过程中，采用导向框来执行各个钢管桩的定位，其中该导向框包括可开合结构和固定卡件，所述可开合结构由工字钢上、下表面分别焊接带半圆的钢板制成，并且通过插销进行铰接；所述固定卡件由带长条孔钢板和Z字型钢板垂直安装而成，并且采用设置在所述长条孔内的螺杆实现两者之间的固定及上下移动调节；

(d)钢管桩围堰施工完成后，对基坑进行混凝土封底作业，同时对可能存在的其他渗漏进行封堵处理。

2.如权利要求1所述的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述阳锁扣的外端同样被加工成尖端状，同时它的端部设置有倒三角形结构。

3.如权利要求1或2所述的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述管状模具采用薄皮不锈钢管，并且它的表面外裹一层塑料布作为保护层。

4.如权利要求1或2所述的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述弹性体隔水浆料的灌注厚度为10mm，且为灌注密实。

5.如权利要求1或2所述的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，在步骤(b)中，在灌注所述弹性体隔水浆料的过程中，对所述管状模具与所述阴锁扣的两端均进行密封处理，其中该阴锁扣的首、尾端通过泡沫板紧贴进行定位。

6.如权利要求5所述的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，在步骤(c)中，在进行沉桩作业时，对所述阳锁扣的表面涂抹防水剂，同时确保沉桩作业的角度方正和受力均匀。

7.如权利要求1或2所述的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，在步骤(d)中，采用多导管灌注法对基坑底部进行混凝土封底作业；其中，首先依照横纵向间隔的方式将坑底导管灌注位置逐一处理成漏斗状，接着将导管对应插入各个漏斗区域，并在各导管顶部设置集料斗分别同步作业。

8.如权利要求7所述的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，在步骤(d)中，当用于封底的水下混凝土终凝后，若发现围堰渗漏，采用从上到下的顺序依次进行封堵，并采用掺有防水涂料的棉花或塑状有机硅酮进行塞填封堵。

9.如权利要求8所述的钢围堰堵缝处理方法，其特征在于，在步骤(d)中，若发现基坑封底混凝土渗漏，采用针孔注射器注射聚氨酯泡沫进行封堵，或是采用开孔注射水泥-水玻璃双液浆进行封堵。

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