CN115387364B - 深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，其技术方案要点是深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，还包括以下施工步骤：安插用于插设在河床上的辅助桩，在辅助桩上架设第一层的围檩，围檩环绕布置在辅助桩的外侧；围绕着围檩安插用于插设在河床上的围堰，围堰的内壁与围檩连接；在河床上浇筑锚固层，锚固层将围堰和辅助桩固定在河床上；排出围堰内的积水，在辅助桩上继续向下架设位于围檩，围堰的内壁与继续架设的围檩连接；本方案可实现提高采用钢板桩结构的围堰的支护强度和施工精度，从而提高围堰的支挡和止水效果。

Description

深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法

技术领域

本发明涉及围堰施工工艺领域，尤其涉及一种深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法。

背景技术

在河床的岩层上建设承台，需要进行围堰施工，目前的围堰施工大致分为两种，第一种采用钢套箱进行围堰施工，是为较传统的工艺，但该工艺存在钢材用量大，结构复杂，工程量大，效率较低，拆除困难和回收率低等问题，第二种采用钢板桩围蔽成围堰，该工艺与钢套箱施工相比，施工过程较为简单，周期短，成本低，但由于结构相对简单、整体重量轻，施工时容易受到涨潮落潮或其他因素扰动，施工误差较大，导致围堰的支挡与止水效果较差。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，实现提高采用钢板桩结构的围堰的支护强度和施工精度，从而提高围堰的支挡和止水效果。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，包括以下施工步骤：

安插用于插设在河床上的辅助桩，在辅助桩上架设第一层的围檩，围檩环绕布置在辅助桩的外侧；

围绕着围檩安插用于插设在河床上的围堰，围堰的内壁与围檩连接；

浇筑锚固层，锚固层用于将围堰和辅助桩固定在河床上；

排出围堰内的积水，在辅助桩上继续向下架设位于围檩，围堰的内壁与继续架设的围檩连接。

进一步改进，在所述安插用于插设在河床上的辅助桩之前，包括以下施工步骤：

挖设用于布置在河床上的基槽，并在基槽内挖设用于供辅助桩安插的桩孔。

进一步改进，当所述浇筑锚固层时，包括以下施工步骤：

所述锚固层对称浇筑在围堰的内侧、围堰与基槽的侧壁之间。

进一步改进，当所述浇筑锚固层时，包括以下施工步骤：

所述锚固层浇筑在辅助桩与桩孔之间进行填充。

进一步改进，当所述围绕着围檩安插用于插设在河床上的围堰后，所述基槽的底部形成用于安插围堰的围堰槽。

进一步改进，当所述浇筑锚固层时，包括以下施工步骤：

所述锚固层浇筑在围堰槽与围堰之间进行填充。

进一步改进，当所述围绕着围檩安插用于插设在河床上的围堰时，还包括以下施工步骤：

沿着围檩交替安插用于插设在河床上的管桩和板桩，直至首尾相连围蔽成围堰，围堰的内壁与围檩连接。

进一步改进，当所沿着围檩交替安插用于插设在河床上的管桩和板桩时，包括以下施工步骤：

首先安插管桩，安插完成后的管桩与围檩连接，随后安插板桩，安插完成后的板桩与管桩连接，重复上述施工步骤直至若干管桩和板桩首尾相连进行合拢。

进一步改进，当所述排出围堰内的积水，在辅助桩上继续向下架设围檩时，包括以下施工步骤：

所述排出围堰内的积水和所述在辅助桩上继续架设围檩同步进行，直至围堰内的积水全部排出。

进一步改进，当所述排出围堰内的积水和所述在辅助桩上继续架设围檩同步进行时，包括以下施工步骤：

围堰内的积水逐层排出，每排出一层积水，相对应的在辅助桩上架设一个内支撑模块，内支撑模块依次向下架设，直至积水完全排出围堰。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

1.在本发明涉及的深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法中，在河床上安插辅助桩，先在河床上进行施工的初始定位，随后在辅助桩上架设第一层的围檩，管桩和板桩沿着围檩交替安插在河床上并围蔽成围堰，管桩和板桩在围檩的导向下，提高了管桩和板桩的排布精度，使管桩与板桩的连接效果更佳，避免松散，围堰与围檩连接，通过连接的方式将围堰定位在围檩上，进一步提高施工精度，围檩即起到导向围堰安装的作用，同时也起到定位和支撑围堰的效果。

2.在本发明涉及的深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法中，通过将锚固层浇筑在河床，锚固层在河床的底部固结，固结后的锚固层将辅助桩和围堰固定在河床上，提高辅助桩与河床、围堰与河床的连接强度，减少因涨潮落潮或其他因素所产生的影响，从而提高围堰的支挡和止水效果，防止河水从围堰的底部渗入围堰内。

3.在本发明涉及的深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法中，通过排除围堰内的积水，继续向下架设围檩，围檩架设在辅助桩的不同高度上，不同的围檩支撑着围堰的轴向方向上的不同位置，使围堰整体受力均匀，提高辅助桩对围堰的支护效果。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的一种实施例中的深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法的流程图；

图2为本发明的一种实施例中的深水嵌岩组合式轻型围堰的正视结构示意图；

图3为本发明的一种实施例中的深水嵌岩组合式轻型围堰的俯视结构示意图；

图4为本发明的一种实施例中的围堰的结构示意图。

附图标记：1、河床；2、围堰；3、基槽；4、锚固层；5、辅助桩；6、围檩；7、第二支撑件；8、第一支撑件；

21、管桩；22、板桩；31、围堰槽；32、桩孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1-4所示，本发明提供了一种深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，包括以下施工步骤：

辅助桩5安插在河床1上，在辅助桩5上架设第一层的围檩6，围檩6环绕布置在辅助桩5的外侧；

围绕着围檩6安插用于插设在河床1上的围堰2，围堰2的内壁与围檩6连接；

浇筑锚固层4，锚固层4用于将围堰2和辅助桩5固定在河床1上；

排出围堰2内的积水，在辅助桩5上继续向下架设位于围檩6，围堰2的内壁与继续架设的围檩6连接。

其实施效果为，在河床1上安插辅助桩5，先在河床1上进行施工的初始定位，随后在辅助桩5上架设第一层的围檩6，管桩21和板桩22沿着围檩6交替安插在河床1上并围蔽成围堰2，管桩21和板桩22在围檩6的导向下，提高了管桩21和板桩22的排布精度，使管桩21与板桩22的连接效果更佳，避免松散，围堰2与围檩6连接，通过连接的方式将围堰2定位在围檩6上，进一步提高施工精度，围檩6即起到导向围堰2安装的作用，同时也起到定位和支撑围堰2的效果。

本实际应用中，通过将锚固层4浇筑在河床1，锚固层4在河床1的底部固结，固结后的锚固层4将辅助桩5和围堰2固定在河床1上，提高辅助桩5与河床1、围堰2与河床1的连接强度，减少因涨潮落潮或其他因素所产生的影响，从而提高围堰2的支挡和止水效果，防止河水从围堰2的底部渗入围堰2内。

另外，通过排除围堰2内的积水，继续向下架设围檩6，围檩6架设在辅助桩5的不同高度上，不同的围檩6支撑着围堰2的轴向方向上的不同位置，使围堰2整体受力均匀，提高辅助桩5对围堰2的支护效果。

进一步改进，在所述安插用于插设在河床1上的辅助桩5之前，包括以下施工步骤：

挖设用于布置在河床1上的基槽3，并在基槽3内挖设用于供辅助桩5安插的桩孔32。

挖设基槽3、桩孔32，随后将辅助桩5安插在桩孔32内，为辅助桩5的插设提供定位，提高施工精度。

在具体实施中，采用旋挖钻施工工艺挖设基槽3以及桩孔32，当河床1的土层黏结性较好，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁；当河床1的土层松散易坍塌，则采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。

优选的，当所述浇筑锚固层4时，包括以下施工步骤：

所述锚固层4对称浇筑在围堰2的内侧、围堰2与基槽3的侧壁之间。

锚固层4通过对称浇筑的方式布置在围堰2的内外两侧，使得围堰2内外两侧受力相等，避免围堰2呈倾斜延伸状态。

在具体实施中，沿着围堰2在围堰2的内外两侧布置导管，通过导管浇筑水下混凝土，将水下混凝土引流至所需浇筑的位置，水下混凝土固结后形成锚固层4；在围堰2的内外两侧对称浇筑，边浇筑边量测，直至浇筑至设计标高。

在所述排出围堰2内的积水之前，还包括以下施工步骤：

水下混凝土浇筑完成后，等待7至10天，使水下混凝土固定成锚固层4，且固结强度达到90％。

在一些实施例中，当所述浇筑锚固层4时，包括以下施工步骤：

所述锚固层4浇筑在辅助桩5与桩孔32之间进行填充。

浇筑锚固层4时，将锚固层4浇筑在辅助桩5与桩孔32的内壁之间，强化辅助桩5与桩孔32的连接。

进一步改进，当所述围绕着围檩6安插用于插设在河床1上的围堰2后，所述基槽3的底部形成用于安插围堰2的围堰槽31。

管桩21和板桩22通过吊车加振桩锤的方式插打在基槽3的底部上，而不是采用在基槽3的底部预挖槽体供围堰2安插，使围堰2的侧壁与河床1的岩层之间的间隙更小，提高围堰2的连接质量。

其中，基槽3在这一环节中起到了一定的限位作用，为安插提供定位参照。

另外，由于本实施例中的围堰2是由管桩21和板桩22构成，截面形状特殊，挖设的槽体结构很难与围堰2匹配，若采用预挖槽体供围堰2安插，会存在无法安插或槽体宽度较大的问题，大大降低围堰2的安插效果。

在一些实施例中，当所述浇筑锚固层4时，包括以下施工步骤：

所述锚固层4浇筑在围堰槽31与围堰2之间进行填充。

围堰2通过插打的方式竖立在基槽3的底部上，围堰2安插完毕后，基槽3的底部的对应位置形成供围堰2安插的围堰槽31，同样地，浇筑锚固层4时，将锚固层4浇筑在围堰2与围堰槽31的内壁之间，强化围堰2与围堰槽31的连接。

围堰槽31的远离辅助桩5的一侧的内壁与基槽3的内壁处于同一竖直曲面上的设置，使得在围堰2与基槽3的侧壁之间浇筑锚固层4时，同时在围堰2与围堰槽31之间进行浇筑，减少围堰2与基槽3的侧壁之间的距离，增大与围堰2的接触面积，提高浇筑的厚度，在相同的连接强度下，提高止水效果。

本实施例的进一步改进，当所述沿着围檩6交替安插用于插设在河床1上的管桩21和板桩22时，还包括以下施工步骤：

沿着围檩6交替安插用于插设在河床1上的管桩21和板桩22，直至首尾相连围蔽成围堰2，围堰2的内壁与围檩6连接。

当所述沿着围檩6交替安插用于插设在河床1上的管桩21和板桩22时，包括以下施工步骤：

首先将管桩21安插在河床1上并与围檩6连接，后将板桩22安插在河床1上并与管桩21连接，重复上述施工步骤直至若干管桩21和板桩22首尾相连进行合拢。

在具体实施中，板桩22具体为拉森钢板桩22，管桩21和板桩22的两侧均分设有锁口，通过吊车和振桩锤配合，将首根管桩21插打在基槽3的底部，插打到位后，管桩21的顶口与围檩6点焊固定，再吊装拉森钢板桩22，板桩22的锁口与管桩21的锁口咬合，然后开启振桩锤插打钢板桩22，直至插打到位，管桩21和板桩22依次交替循环施工，直至合拢围蔽成围堰2。

优选的，当所述沿着围檩6交替安插用于插设在河床1上的管桩21和板桩22时，包括以下施工步骤：

先在河床1的宽度方向的两侧安插管桩21和板桩22，后在河床1的长度方向的两侧安插管桩21和板桩22，直至首尾相连进行合拢。

又一改进，当所述排出围堰2内的积水，在辅助桩5上继续向下架设围檩6时，包括以下施工步骤：

所述排出围堰2内的积水和所述在辅助桩5上继续架设围檩6同步进行，直至围堰2内的积水全部排出。

在具体操作中，当所述排出围堰2内的积水和所述在辅助桩5上继续架设围檩6同步进行时，包括以下施工步骤：

围堰2内的积水逐层排出，每排出一层积水，相对应的在辅助桩5上架设一个内支撑模块，内支撑模块依次向下架设，直至积水完全排出围堰2。

在施工过程中，通过一边排出围堰2内的积水，一边继续向下架设围檩6，提高施工效率，加快施工进度；在排出积水的情况下，架设围檩6，提高了架设精度和连接强度，也提高了可操作性，降低施工难度，为工人施工提供便利。

当所述排出围堰2内的积水和所述在辅助桩5上继续架设围檩6同步进行时，包括以下施工步骤：

继续架设的围檩6由上至下的逐层架设在辅助桩5上。

围檩6的具体架设过程为，基槽3及桩孔32挖设完成后，采用吊车提吊4根φ820管桩21安插在桩孔32，并采用型钢将四根管桩21连接成整体，然后与管桩21焊接8根型钢挑梁，用于支撑首层的围檩6，在型钢挑梁上放样管桩21的内边线点，按照点位安装首层围檩6，并使围檩6具有导向安装围堰2的效果。

在实际应用中，桩孔32与辅助桩5的外形相匹配。

进一步改进，所述围懔6设有至少两个，相邻所述围檩6呈上下间隔布置。

围檩6的设置层数具体根据围堰2的深度进行合理分布，沿着围堰2的轴向间隔排布，在不同高度对围堰2进行支撑，提高支撑强度和围堰2的支挡效果。

在本实施例的又一改进，还包括第一支撑件8；所述辅助桩5设有至少两根，所述第一支撑件8的两端分别与相邻的辅助桩5连接，所述辅助桩5均与围檩6的内壁连接。

通过设置不少于两根辅助桩5，相邻两根辅助桩5之间通过第一支撑件8连接，连成一体，组成使用，提高辅助桩5的整体强度，辅助桩5根据实际情况布置相应的数量以及排布方式，有针对性地增强支护效果。

作为实施例的进一步改进，所述辅助桩5、第一支撑件8交替排布且首尾相连形成环绕结构，所述环绕结构的形状与所述围堰2的形状相匹配。

环绕结构与围堰2的形状相匹配，环状结构与围堰2之间的各处距离基本相等，而围堰2是沿着围檩6布置，即三者的形状相匹配，围檩6的内壁与第一支撑件8的连接位点可均匀布置，使围堰2均匀受力，提高支护效果。

在具体实施中，还包括若干根第二支撑件7，每根所述辅助桩5通过对应的第二支撑件7与所述围檩6连接。

辅助桩5通过第二支撑件7分别支撑围檩6的不同位置，使围檩6均匀受力，避免围檩6受力变形，防止围檩6架设不稳和损坏。

具体的施工过程为，先在基槽3内架设辅助桩5，随后在辅助桩5上安装第二连接件，在第二连接件上架设围檩6，围檩6环绕布置在辅助桩5的外侧，围堰2沿围檩6进行施工建设，围檩6定围堰2进行施工定位，提高施工精度。

综上所述，本发明的方案具有以下优点：

本发明针对深水高强度裸岩面河床1，采用了旋挖钻咬合成槽的方式，并使用管桩21、钢板桩22、锚固层4(水下混凝土)组成了一种组合式轻型围堰2系统，使之适用于深水嵌岩围堰2，围堰2底部既可止水又具备支档功能，防止承台开挖后围堰2外侧河床1形成土体侧压力，围堰2上部则具备挡水功能。

本发明不同于钢套箱围堰2，其整个围堰2结构及施工方法均不同，也不同于单纯的拉森钢板桩22围堰2，单纯的拉森钢板桩22围堰2不适用于深水围堰2，其结构强度及抗变形能力较弱；另外也区别于锁口钢管桩21，本技术方案止水性能更佳；本发明既轻便，又易于组织施工，紧凑的锁口结构止水效果较好，且有较强的力学性能，无需像钢套箱一样先利用桩基与钢护筒进行锚固，再利用钢护筒搭设拼装平台、安装千斤顶下放系统，只需搭设简易的导向框架(利用首层围檩6)，并利用旋挖钻咬合成槽，再用振桩锤将管桩21和板桩22依次安插到位即可，且本围堰2底部采用了水下混凝土进行锚固，止水及支档效果均较好。

本发明具有轻便、可重复利用、适用范围广、止水效果好，施工组织方便简洁、无需大型吊装设备、无需过多的辅助性材料、无需较多人工，经济性较好等优点；将无法用于深水施工的钢板桩22和管桩21相结合，再利用水下混凝土进行底部锚固，该方法组成了一种新式结构，力学性能较好，可用于深水嵌岩围堰2的施工。

本发明是先将板桩22的锁口边焊接在管桩21桩壁上，在施工时将钢管和拉森钢板桩22交替布置，每部分都是一个独立的单元，每个单元重量一般在481kg/m以内，因而重量较轻，可适用于不同平面尺寸的承台围堰2，可重复利用，适用范围较广；锁口尺寸较小，相邻锁口之间锁扣紧密，因而止水效果也好，因其重量较轻，又为单个的小型构件，因而施工时无需大型设备，仅一台吊车及振桩锤即可，施工时只需吊车操作手、振桩锤操作手及几名辅助工即可，用工量较少。安装时利用了围堰2结构的围檩6作为导向系统，因而辅助材料用量也较少，因而较为经济；锚固混凝土沿着围堰2内外侧采用水下导管法进行浇筑，锚固效果好，操作也较为便捷。另市面上大口径的钢管桩21较多，加工起来相对方便，且大直径钢管桩21抗弯性能较好，与钢板桩22组合后可适应深水围堰2。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

安插用于插设在河床上的辅助桩，在辅助桩上架设第一层的围檩，围檩环绕布置在辅助桩的外侧；

围绕着围檩安插用于插设在河床上的围堰，围堰的内壁与围檩连接；

浇筑锚固层，锚固层用于将围堰和辅助桩固定在河床上；

围堰内的积水逐层排出，每排出一层积水，相对应的在辅助桩上架设一个内支撑模块，内支撑模块依次向下架设，直至积水完全排出围堰，围堰的内壁与继续架设的围檩连接；

所述内支撑模块包括第一支撑件和第二支撑件，所述辅助桩设有至少两根，所述第一支撑件的两端分别与相邻的辅助桩连接，所述辅助桩均与围檩的内壁连接；所述辅助桩、第一支撑件交替排布且首尾相连形成环绕结构；每根所述辅助桩通过对应的所述第二支撑件与所述围檩连接。

2.根据权利要求1的所述深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，其特征在于，在所述安插用于插设在河床上的辅助桩之前，包括以下施工步骤：

挖设用于布置在河床上的基槽，并在基槽内挖设用于供辅助桩安插的桩孔。

3.根据权利要求2的所述深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，其特征在于，当所述浇筑锚固层时，包括以下施工步骤：

所述锚固层对称浇筑在围堰的内侧、围堰与基槽的侧壁之间。

4.根据权利要求2的所述深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，其特征在于，当所述浇筑锚固层时，包括以下施工步骤：

所述锚固层浇筑在辅助桩与桩孔之间进行填充。

5.根据权利要求2的所述深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，其特征在于，当所述围绕着围檩安插用于插设在河床上的围堰后，所述基槽的底部形成用于安插围堰的围堰槽。

6.根据权利要求5的所述深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，其特征在于，当所述浇筑锚固层时，包括以下施工步骤：

所述锚固层浇筑在围堰槽与围堰之间进行填充。

7.根据权利要求1的所述深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，其特征在于，当所述围绕着围檩安插用于插设在河床上的围堰时，还包括以下施工步骤：

沿着围檩交替安插用于插设在河床上的管桩和板桩，直至首尾相连围蔽成围堰，围堰的内壁与围檩连接。

8.根据权利要求7的所述深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法，其特征在于，当所述沿着围檩交替安插用于插设在河床上的管桩和板桩时，包括以下施工步骤：

首先安插管桩，安插完成后的管桩与围檩连接，随后安插板桩，安插完成后的板桩与管桩连接，重复上述施工步骤直至若干管桩和板桩首尾相连进行合拢。