CN113431065A - 一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工方法及结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工方法及结构，该方法通过常水位时期填筑小范围人工岛施工咬合桩及桩基，然后基坑开挖安装钢套箱，以较短的工期施工完成组合围堰。用本发明的施工方法及结构相比于传统方法施工工期有显著缩短，可省去传统施工方法中的钢平台；并且在常水位时期，快速填筑小范围人工岛，可做到水中桩基与汛期水位时期所用栈桥同时施工，不用同传统施工工艺，等到栈桥及钢平台搭设完成后再施工水中桩基，且在裸岩上施工栈桥及平台施工难度大、施工工期长；本发明所筑人工岛标高较低，只需按照常水位筑岛，不用填筑至汛期水位标高，人工岛填筑范围小，填筑时间短，施工成本低。

Description

一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工方法及结构
技术领域
本发明涉及围堰施工领域。更具体的说，本发明涉及一种咬合桩与钢套箱组 合围堰快速施工方法及结构。
背景技术
随着桥梁基础施工技术的不断发展，桥梁工程建设日益向深水化、大跨度的 方向发展，复杂环境下的筑岛围堰结构型式不断涌现。刚构桥作为目前造价相对 较低且跨越能力大的一种桥梁结构形式，它的全部荷载由墩柱承受，通过墩柱把 荷载传至承台，由承台把荷载传至桩基，再由桩基传递至地基上。因此，刚构桥 承台及桩基的施工质量及施工速度也成为大跨度刚构桥施工的控制重点。目前， 国内外大多数特大跨刚构桥都用于跨越江河湖泊，桥梁基础多数位于水中，要想 施工基础就要先施工围堰，或者将基础区域回填筑岛转化为陆地施工。
较为常见的水中承台施工围堰结构形式主要有钢套箱围堰、钢板桩围堰、锁 扣钢管桩围堰及筑岛围堰。由于南方河流汛期水位与常水位差值较大，承台高程 较低，做钢套箱围堰施工桩基承台，就要先施工配套的栈桥及钢平台，施工工期 长，施工难度大，施工费用高；筑岛围堰施工桩基承台，由于较大的河流水位差， 完全采用筑岛围堰，则筑岛高度及范围将会大大增加，筑岛难度大，河流对筑岛 的冲刷严重，不仅会造成回填造价及基坑开挖量成倍增加，也很难能满足河流的 断面阻水率要求；南方多数河流流速大，河床冲刷严重，造成河床覆盖层较少， 甚至无覆盖层，因此钢板桩及钢管桩施工显得尤为困难。同时，现有的实际实际 施工中，有一些钢混组合围堰需要搭建水上施工平台，这种平台一般是需要借鉴 特殊的地形和非汛期时段进行施工，因此技术应用范围和成本也有相应的要求，因此提出一种具有普遍性、性价比的方法具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是设计一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工方法及结构，用 此方法及结构在刚构桥桩基承台施工中，具有施工速度快、施工成本低、施工效 率高、施工危险性低和推广应用性强等优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种咬合桩与钢套箱组合围 堰结构施工方法，该方法通过常水位时期填筑小范围人工岛施工咬合桩及桩基， 然后基坑开挖安装钢套箱围堰，以较快的速度施工完成组合围堰，具体实施步骤 如下：
S1.桩基施工前，在常水位时期在岩层的坡面处施工人工岛，按照图纸坐标 定位好人工岛的坡脚位置，在坡脚位置处下放石笼后再回填碎石构筑人工岛。
1)预先在围堰回填场地加工石笼，石笼由外钢筋骨架包裹碎石组成；
2)石笼加工好后吊放至预先测量好的坡脚区域；
3)石笼全部安装到位后回填碎石填筑人工岛，人工岛填筑时由岸边向 河中央推进，并对回填好的区域进行碾压，人工岛采用分层填筑的方式进行；
4)人工岛填筑完成后，对人工岛平面进行夯实，防止人工岛平面产生 沉降，并对人工岛平面进行硬化。
S2.咬合桩施工。
1)人工岛填筑完成后，根据围堰设计图纸测量定位出每根咬合桩位置， 并做标记；
2)咬合桩施工时，选用全护筒跟进旋挖钻机施工，施工的第一根混凝 土桩采用素混凝土桩；
3)第一根素混凝土桩浇筑完成后，在混凝土初凝后且强度低时施工相 邻的凝土桩，相邻的凝土桩采用钢筋混凝土桩，钢筋混凝土桩与素混凝土桩 进行咬合，形成咬合区域；
4)依次施工素混凝土桩与钢筋混凝土桩，直至咬合桩闭合成型。
S3.混凝土圈梁施工。
1)根据设计图纸，破除咬合桩桩头区域，进行混凝土圈梁钢筋绑扎；
2)安装预埋钢板，定位预埋钢板位置及高程，预埋钢板采用辅助型钢 进行定位，并保证预埋钢板处于同一水平面；
3)安装混凝土圈梁模板，浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后 拆除模板。
S4.基坑开挖。
1)混凝土圈梁强度达到设计要求后，对咬合桩区域内基坑进行开挖；
2)开挖时采用分层开挖，开挖至设计高程后凿除桩基桩头，并对基底 进行找平，浇筑混凝土垫层。
S5.钢套箱安装。
1)提前按照围堰设计图纸分块加工钢套箱，并运送至围堰安装区域；
2)咬合桩内基坑开挖完成后，安装钢套箱；
3)钢套箱安装时，采用吊车起吊并调整至竖直状态，下落至混凝土圈 梁的预留槽中。
4）调整钢套箱位置，并使钢套箱底部的钢板与预埋钢板接触部分全部采用焊接；
5）钢套箱安装完成后，在混凝土圈梁安装槽孔内浇筑预留槽混凝土，加强连接部位的止水效果；
一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工结构，包括：咬合桩1、混凝土圈梁2、钢套箱3、人工岛4和石笼6。岩层5的坡面处填筑有人工岛4，岩层5的坡脚处填筑有石笼6，石笼6用于稳固人工岛4坡脚；人工岛4的顶部设有围堰区，围堰区的边部为咬合桩1，咬合桩1上连接有混凝土圈梁2，混凝土圈梁2上连接有钢套箱3；咬合桩1的中间底部为桩基9，桩基9上施作承台10。
在人工岛施工前，把加工完成的石笼6放入测量定位好的人工岛坡脚区域，石笼6全部下放到位后再进行填筑人工岛4，防止人工岛4的坡脚下滑。
进一步地，在常水位7时填筑人工岛4，人工岛4填筑完成后用于桩基 9及咬合桩1的施工平台。
进一步地，咬合桩1由钢筋混凝土桩1-1、素混凝土桩1-2及咬合区域 1-3组成，钢筋混凝土桩1-1和素混凝土桩1-2顺次连接组成咬合桩1，钢筋 混凝土桩1-1和素混凝土桩1-2之间为咬合区域1-3。
进一步地，混凝土圈梁2由钢筋混凝土梁2-1、预埋钢板2-2及后浇预留 槽混凝土2-3组成，钢筋混凝土梁2-1施作在咬合桩1上，钢套箱3通过预 埋钢板2-2和后浇预留槽混凝土2-3与钢筋混凝土梁2-1连接。
进一步地，钢套箱3在加工厂采用分块加工完成。
本发明的施工方法及结构在水中桩基承台施工中，具有施工速度快、施工成 本低、施工效率高、施工危险性低和推广应用性强等优点。用本发明的施工方法 及结构相比于传统方法施工工期有显著缩短，筑岛围堰可在15天内完成，相比 与传统钢平台可节省工期30天以上；本方法可省去传统施工方法中的钢平台， 可节约钢材至少300t以上；并且在常水位时期，快速填筑小范围人工岛，可做 到水中桩基与汛期水位时期所用栈桥同时施工，不用同传统施工工艺，等到栈桥 及钢平台搭设完成后再施工水中桩基，且在裸岩上施工栈桥及平台施工难度大、 施工工期长；本发明所筑人工岛标高较低，只需按照常水位筑岛，不用填筑至汛 期水位标高，人工岛填筑范围小，填筑时间短，施工成本低。本发明的施工方法 及结构较大程度的缩短了施工工期，减少了临时结构投入，节约了施工成本，施 工安全性高。
附图说明
图1为本发明的总体结构断面布置示意图。
图2为本发明的咬合桩平面布置示意图。
图3为本发明的咬合桩结构示意图。
图4为本发明的混凝土圈梁结构示意图。
图中：
1—咬合桩； 2—混凝土圈梁； 3—钢套箱；
4—人工岛； 5—岩层； 6—石笼；
7—常水位； 8—汛期水位； 9—桩基；
10—承台； 1-1—钢筋混凝土桩； 1-2—素混凝土桩；
1-3—咬合区域； 2-1—钢筋混凝土梁； 2-2—预埋钢板；
2-3—预留槽混凝土。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合附图叙述本发明。需 要说明的是，整个附图，相同的构件用相同或相近的标记来表示。图示中的 构件并不反映真实尺寸和形状。
一种咬合桩与钢套箱组合围堰结构施工方法，该方法通过常水位时期填 筑小范围人工岛施工咬合桩及桩基，然后基坑开挖安装钢套箱围堰，以较快 的速度施工完成组合围堰，具体实施步骤如下：
S1.桩基施工前，在常水位时期施工人工岛，按照图纸坐标定位好人工岛坡脚 位置，在坡脚位置下放石笼后再回填碎石筑岛。
1)提前在围堰回填场地加工石笼，石笼由外钢筋骨架包裹碎石组成，石笼 外形应保证不易滚动；
2)石笼加工好后由吊车起吊下放至预先测量好的坡脚区域，下放完成 后应派潜水员检查石笼安放情况；
3)石笼全部安装到位后回填碎石填筑人工岛，人工岛填筑时由岸边向 河中央慢慢推进，并及时对回填好的区域进行碾压，人工岛应分层填筑；
4)人工岛填筑完成后，对人工岛平面选用重型机械进行夯实，防止人 工岛平面产生过大的沉降，并对人工岛平面进行硬化。
S2.咬合桩施工。
1)人工岛填筑完成后，根据围堰设计图纸测量定位出每根咬合桩位置， 并做标记；
2)咬合桩施工时选用全护筒跟进旋挖钻机施工，首先施工第一根素混 凝土桩；
3)第一根素混凝土桩浇筑完成后，在混凝土初凝后且强度较低时施工 相邻的钢筋混凝土桩，钢筋混凝土桩与素混凝土桩需要进行咬合，形成咬合 区域；
4)依次施工素混凝土桩与钢筋混凝土桩，直至咬合桩闭合成型。
S3.混凝土圈梁施工。
1)根据设计图纸，破除咬合桩桩头区域，进行混凝土圈梁钢筋绑扎；
2)安装预埋钢板，精确定位预埋钢板位置及高程，预埋钢板可采用辅 助型钢进行定位，并保证预埋钢板处于同一水平面；
3)安装混凝土圈梁模板，浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后 拆除模板。
S4.基坑开挖。
1)混凝土圈梁强度达到设计要求后，对咬合桩区域内基坑进行开挖；
2)开挖时应分层开挖，开挖至设计高程后凿除桩基桩头，并对基底进 行找平，浇筑混凝土垫层。
S5.钢套箱安装。
1)提前按照围堰设计图纸分块加工钢套箱，并运送至围堰安装区域；
2)咬合桩内基坑开挖完成后，安装钢套箱；
3)钢套箱安装时，采用吊车起吊并调整至竖直状态，缓缓下落至混凝 土圈梁的预留槽中。
4)精确调整钢套箱位置，并使钢套箱底部钢板与预埋钢板接触部分全 部焊接牢固，应严格控制焊接质量，防止漏焊和少焊造成连接部位漏水；
5)钢套箱安装完成后，在混凝土圈梁安装槽孔内浇筑预留槽混凝土， 加强连接部位的止水效果；
一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工方法的结构，包括：咬合桩1，混 凝土圈梁2，钢套箱3，人工岛4，石笼6。
石笼5，用于稳固人工岛4坡脚，在人工岛施工前，把加工完成的石笼 放入测量定位好的人工岛坡脚区域，石笼全部下放到位后再进行填筑人工 岛，防止人工岛坡脚下滑。
人工岛4，在常水位7时填筑人工岛，人工岛填筑完成后可用于桩基9 及咬合桩1的施工平台。
咬合桩1，咬合桩由钢筋混凝土桩1-1、素混凝土桩1-2及咬合区域1-3 组成，咬合桩可提供承台10区域人工岛基坑的开挖支护及止水。
混凝土圈梁2，混凝土圈梁由钢筋混凝土梁2-1、预埋钢板2-2及后浇预 留槽混凝土2-3组成，用于为咬合桩提供支撑、连接咬合桩与钢套箱并起到 止水的效果。
钢套箱3，钢套箱提前在加工厂分块加工完成，基坑开挖完成后与预埋 钢板2-2进行焊接，然后浇筑后浇预留槽混凝土，后浇预留槽混凝土主要用 于进一步止水作用。

Claims (7)

1.一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工方法，其特征在于：该方法的具体实施步骤如下：
S1.桩基施工前，在常水位时期在岩层的坡面处施工人工岛，按照图纸坐标定位好人工岛的坡脚位置，在坡脚位置处下放石笼后再回填碎石构筑人工岛；
1)预先在围堰回填场地加工石笼，石笼由外钢筋骨架包裹碎石组成；
2)石笼加工好后吊放至预先测量好的坡脚区域；
3)石笼全部安装到位后回填碎石填筑人工岛，人工岛填筑时由岸边向河中央推进，并对回填好的区域进行碾压，人工岛采用分层填筑的方式进行；
4)人工岛填筑完成后，对人工岛平面进行夯实，防止人工岛平面产生沉降，并对人工岛平面进行硬化；
S2.咬合桩施工；
1)人工岛填筑完成后，根据围堰设计图纸测量定位出每根咬合桩位置，并做标记；
2)咬合桩施工时，选用全护筒跟进旋挖钻机施工，施工的第一根混凝土桩采用素混凝土桩；
3)第一根素混凝土桩浇筑完成后，在混凝土初凝后且强度低时施工相邻的凝土桩，相邻的凝土桩采用钢筋混凝土桩，钢筋混凝土桩与素混凝土桩进行咬合，形成咬合区域；
4)依次施工素混凝土桩与钢筋混凝土桩，直至咬合桩闭合成型；
S3.混凝土圈梁施工；
1)根据设计图纸，破除咬合桩桩头区域，进行混凝土圈梁钢筋绑扎；
2)安装预埋钢板，定位预埋钢板位置及高程，预埋钢板采用辅助型钢进行定位，并保证预埋钢板处于同一水平面；
3)安装混凝土圈梁模板，浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后拆除模板；
S4.基坑开挖；
1)混凝土圈梁强度达到设计要求后，对咬合桩区域内基坑进行开挖；
2)开挖时采用分层开挖，开挖至设计高程后凿除桩基桩头，并对基底进行找平，浇筑混凝土垫层；
S5.钢套箱安装；
1)提前按照围堰设计图纸分块加工钢套箱，并运送至围堰安装区域；
2)咬合桩内基坑开挖完成后，安装钢套箱；
3)钢套箱安装时，采用吊车起吊并调整至竖直状态，下落至混凝土圈梁的预留槽中；
4)调整钢套箱位置，并使钢套箱底部的钢板与预埋钢板接触部分全部采用焊接；
5)钢套箱安装完成后，在混凝土圈梁安装槽孔内浇筑预留槽混凝土，加强连接部位的止水效果。
2.利用权利要求1所述方法完成的一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工结构，其特征在于：包括：咬合桩(1)、混凝土圈梁(2)、钢套箱(3)、人工岛(4)和石笼(6)；岩层(5)的坡面处填筑有人工岛(4)，岩层(5)的坡脚处填筑有石笼(6)，石笼(6)用于稳固人工岛(4)坡脚；人工岛(4)的顶部设有围堰区，围堰区的边部为咬合桩(1)，咬合桩(1)上连接有混凝土圈梁(2)，混凝土圈梁(2)上连接有钢套箱(3)；咬合桩(1)的中间底部为桩基(9)，桩基(9)上施作承台(10)。
3.根据权利要求2所述的一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工结构，其特征在于：在人工岛施工前，把加工完成的石笼(6)放入测量定位好的人工岛坡脚区域，石笼(6)全部下放到位后再进行填筑人工岛(4)，防止人工岛(4)的坡脚下滑。
4.根据权利要求2所述的一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工结构，其特征在于：在常水位(7)时填筑人工岛(4)，人工岛(4)填筑完成后用于桩基(9)及咬合桩(1)的施工平台。
5.根据权利要求2所述的一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工结构，其特征在于：咬合桩(1)由钢筋混凝土桩(1-1)、素混凝土桩(1-2)及咬合区域(1-3)组成，钢筋混凝土桩(1-1)和素混凝土桩(1-2)顺次连接组成咬合桩(1)，钢筋混凝土桩(1-1)和素混凝土桩(1-2)之间为咬合区域(1-3)。
6.根据权利要求2所述的一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工结构，其特征在于：混凝土圈梁(2)由钢筋混凝土梁(2-1)、预埋钢板(2-2)及后浇预留槽混凝土(2-3)组成，钢筋混凝土梁(2-1)施作在咬合桩(1)上，钢套箱(3)通过预埋钢板(2-2)和后浇预留槽混凝土(2-3)与钢筋混凝土梁(2-1)连接。
7.根据权利要求2所述的一种咬合桩与钢套箱组合围堰快速施工结构，其特征在于：钢套箱(3)在加工厂采用分块加工完成。
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