CN116136095A - 一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法 - Google Patents

Abstract

一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，根据四角位置的锁扣钢管桩的直径，确定每根锁扣钢管桩的C‑O型锁扣所在位置并进行引孔，引孔深度为锁扣钢管桩的插打设计高程；待单边锁扣区域引孔完毕后插打锁扣钢管桩，先将基坑靠上游侧的两角插打锁扣钢管桩，插打到位后，进行导向架牛角和导向架焊接；在导向架上设置限位结构，插打时，锁扣钢管桩的桩背紧靠导向架，边插边通过起吊设备将锁扣钢管桩缓慢下放；当锁扣钢管桩合拢后进行基坑开挖，当开挖至指定标高后，进行围檩支撑焊接，围檩施工完毕后，继续开挖至封底混凝土底标高，清理至封底混凝土底标高后，进行混凝土浇筑围堰封底。本发明节约成本，整体稳定性高，安全性能好。

Description

一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法

技术领域

本发明涉及一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，属于河床施工技术领域。

背景技术

深厚砂卵石覆盖层河床是一种典型的力学不稳定地层，透水性严重，并且在开挖过程中极易出现垮塌情况，所以传统的放坡开挖并不适合。

常规的开挖方式是采用双壁钢围堰或者锁扣钢管桩、拉森钢板桩等工法进行四周围护，再进行开挖。但针对深厚砂卵石覆盖层河床，采用锁扣钢管桩围堰施工时，会面临插打困难、容易破坏锁扣等情况。

目前主要常规做法是进行引孔施工，采用旋挖钻配合钢护筒，进行护筒跟进引孔，引孔孔径比锁扣钢管桩直径大30-40cm，再回填黏土，并且引孔必须咬合一定宽度。这样施工工法比较繁琐，需要回填大量黏土，并且引孔必须存在咬合情况，所以在引孔同时会出现黏土串孔情况，进一步需要重新填补黏土，工艺繁琐复杂。同时引孔直径比锁扣钢管桩直径大30-40cm，在后期锁扣钢管桩插打时，精度影响大，也改变了锁扣钢管桩管壁与土质弹性刚度，对锁扣整体受力产生影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，解决传统技术引孔数量多，需要回填大量黏土，引孔成孔效率低，围堰结构稳定性差的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，包括以下步骤：

四角锁扣钢管桩定位：通过全站仪将设计图纸上的四角锁扣钢管桩所在位置进行现场放样定位，并采用提示标志固定四角位置的锁扣钢管桩；

C-O型锁扣区域引孔：根据四角位置的锁扣钢管桩的直径，确定每根锁扣钢管桩的C-O型锁扣所在位置并进行引孔，引孔深度为锁扣钢管桩的插打设计高程；

锁扣钢管桩插打：待单边锁扣区域引孔完毕后插打锁扣钢管桩，先将基坑靠上游侧的两角插打锁扣钢管桩，插打到位后，进行导向架牛角和导向架焊接，形成一个矩形框的导向架；在导向架上设置限位结构，插打时，锁扣钢管桩的桩背紧靠导向架，边插边通过起吊设备将锁扣钢管桩缓慢下放；

围堰开挖支护：当锁扣钢管桩合拢后，立即进行基坑开挖，当开挖至第一指定标高后，进行第一道围檩支撑焊接，待第一道围檩施工完毕后，继续开挖至第二指定标高，并进行第二道围檩施工，待第二道围檩施工完毕后，继续开挖至封底混凝土底标高，清理至封底混凝土底标高后，进行混凝土浇筑围堰封底；

承台施工：围堰封底完成后，进行锁扣钢管桩的桩基桩头破除，清理干净后，封底找平，再进行承台钢筋绑扎和混凝土浇筑。

作为深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法优选方案，当C-O型锁扣区域引孔完成后，对孔洞回填黏土。

作为深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法优选方案，锁扣钢管桩插打过程中，在相互垂直的两个方向用全站仪进行观测，以使锁扣钢管桩插正、插直。

作为深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法优选方案，对于最初两角点处的两根锁扣钢管桩的打设位置、垂直度和方向确保精度：

对最初两角点处的两根锁扣钢管桩进行缓慢打入，打入到设计深度一半时暂停沉桩，检查桩身垂直度是否在规范要求范围内，若垂直度满足规范要求范围，继续开启振动锤沉桩，否则拔出重打。

作为深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法优选方案，若在插打过程中，遇到阻力超过负荷情况时，通过旋挖钻配合钻头进行锁扣钢管桩管内掏渣。

作为深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法优选方案，锁扣钢管桩插打过程中，提前预算出每根锁扣钢管桩的位置，以随时检查纠正。

作为深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法优选方案，每完成3根锁扣钢管桩插打，在导向架上划出定位线，测量校正1次；每根锁扣钢管桩施打完毕后与导向架焊接。

作为深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法优选方案，锁扣钢管桩插打过程中，采用全站仪始终控制每根锁扣钢管桩的垂直度在0.5％以内，当超过限定的倾斜度时进行纠偏。

作为深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法优选方案，锁扣钢管桩合拢口时，合拢口位置选择在距离角桩4～5根的锁扣钢管桩距离的位置。

本发明的有益效果是，通过全站仪将设计图纸上的四角锁扣钢管桩所在位置进行现场放样定位，并采用提示标志固定四角位置的锁扣钢管桩；根据四角位置的锁扣钢管桩的直径，确定每根锁扣钢管桩的C-O型锁扣所在位置并进行引孔，引孔深度为锁扣钢管桩的插打设计高程；待单边锁扣区域引孔完毕后插打锁扣钢管桩，先将基坑靠上游侧的两角插打锁扣钢管桩，插打到位后，进行导向架牛角和导向架焊接，形成一个矩形框的导向架；在导向架上设置限位结构，插打时，锁扣钢管桩的桩背紧靠导向架，边插边通过起吊设备将锁扣钢管桩缓慢下放；当锁扣钢管桩合拢后，立即进行基坑开挖，当开挖至第一指定标高后，进行第一道围檩支撑焊接，待第一道围檩施工完毕后，继续开挖至第二指定标高，并进行第二道围檩施工，待第二道围檩施工完毕后，继续开挖至封底混凝土底标高，清理至封底混凝土底标高后，进行混凝土浇筑围堰封底；围堰封底完成后，进行锁扣钢管桩的桩基桩头破除，清理干净后，封底找平，再进行承台钢筋绑扎和混凝土浇筑。本发明仅引孔锁扣钢管桩的锁扣区域，减少了引孔数量和回填黏土的方量，节约了成本，降低了施工费用；引孔成孔效率高，同时也保证了锁扣钢管桩插打时，锁扣的完整性，保证了围堰的止水效果；引孔范围小，对锁扣钢管桩所在的卵石层尽量进行了保护，保证了锁扣钢管桩外壁与卵石层弹性刚度，锁扣区域的引孔极大程度的保护了原状土，使锁扣钢管桩与卵石层接触相对刚度大，整体稳定性高，安全性能好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法步骤示意图；

图2为本发明实施例提供的深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工过程中锁扣钢管桩锁扣引孔示意图；

图3为本发明实施例提供的深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工过程中锁扣钢管桩插打示意图；

图4为本发明实施例提供的深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工采用的锁扣钢管桩设计立面图；

图5为本发明实施例提供的深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工采用的锁扣钢管桩设计平面图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

参见图1、图2、图3、图4和图5，本发明实施例提供一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，包括以下步骤：

S1、四角锁扣钢管桩定位：通过全站仪将设计图纸上的四角锁扣钢管桩所在位置进行现场放样定位，并采用提示标志固定四角位置的锁扣钢管桩；

S2、C-O型锁扣区域引孔：根据四角位置的锁扣钢管桩的直径，确定每根锁扣钢管桩的C-O型锁扣所在位置并进行引孔，引孔深度为锁扣钢管桩的插打设计高程；

S3、锁扣钢管桩插打：待单边锁扣区域引孔完毕后插打锁扣钢管桩，先将基坑靠上游侧的两角插打锁扣钢管桩，插打到位后，进行导向架牛角和导向架焊接，形成一个矩形框的导向架；在导向架上设置限位结构，插打时，锁扣钢管桩的桩背紧靠导向架，边插边通过起吊设备将锁扣钢管桩缓慢下放；

S4、围堰开挖支护：当锁扣钢管桩合拢后，立即进行基坑开挖，当开挖至第一指定标高后，进行第一道围檩支撑焊接，待第一道围檩施工完毕后，继续开挖至第二指定标高，并进行第二道围檩施工，待第二道围檩施工完毕后，继续开挖至封底混凝土底标高，清理至封底混凝土底标高后，进行混凝土浇筑围堰封底；

S5、承台施工：围堰封底完成后，进行锁扣钢管桩的桩基桩头破除，清理干净后，封底找平，再进行承台钢筋绑扎和混凝土浇筑。

具体的，步骤S1通过全站仪，将设计图纸上四角锁扣钢管桩所在位置进行放样定位，并采用醒目的提示标志进行固定。

其中，全站仪进行图纸坐标位置放样定位本身属于现有技术。全站仪施工放样定位属于测绘工程专业的必修科目，全站仪放样(放线)有两种方式，一个是坐标放样，一个是方位角放样。坐标放样是根据输入X、Y后确定，依据提示界面，调水平螺旋至0-00-00，然后对准棱镜测量。方位角放样是根据计算出来的方位角和距离放样的，输入水平距离后，调水平螺旋至放样点方位角，对准棱镜测量。

再次参见图2，具体的，步骤S2中，根据四角的定位锁扣钢管桩，通过锁扣钢管桩的直径确定围堰用每根锁扣钢管桩的C-O型锁扣所在位置，通过XR360D旋挖钻配合60钻头进行锁扣引孔，引孔深度为锁扣钢管桩插打设计高程，引孔完成后，回填黏土，防止孔洞坍塌。

再次参见图3，具体的，步骤S3中，待单边锁扣区域引孔完毕后，利用100t履带吊作为起吊设备，借助APE液压振动锤(200-6)插打锁扣钢管桩。先将基坑靠上游侧的两角插打锁扣钢管桩插打到位后，进行导向架牛角和导向架焊接，形成一个矩形框的导向架，方便锁扣钢管桩的施工和插打。

其中，锁扣钢管桩插打前在导向架上设置限位装置，大小比锁扣钢管桩每边放大1cm，插打时，锁扣钢管桩的桩背紧靠导向架，边插边将起吊设备的吊钩缓慢下放，为保证锁扣钢管桩的垂直度，在相互垂直的两个方向用全站仪进行观测，以确保锁扣钢管桩插正、插直，在锁扣钢管桩插打过程中及时进行纠偏，确保钢管桩垂直度。

其中，最初的两角点处的两根锁扣钢管桩(兼做导向桩)的打设位置、垂直度和方向要确保精度，最初的两角点处的两根锁扣钢管桩插打成功与否，直接影响基坑整条边的施工质量。最初的两角点处的两根锁扣钢管桩打入时要缓慢些，打入到设计深度一半时暂停沉桩，检查桩身垂直度是否在规范要求范围内，如满足则继续开启振动锤沉桩；否则拔出重打。若在插打过程中，遇到阻力较大情况，需要通过XR360D旋挖钻配合60钻头进行管内掏渣，加快锁扣的插打速度。

具体的，步骤S3中，在插打过程中，需要提前预算出每根锁扣钢管桩的位置，以便随时检查纠正；每完成3根锁扣钢管桩插打，在导向架上划出定位线，测量校正1次，确保锁扣钢管桩在同一直线上且平面位置准确，保证桩身的垂直度在规范要求范围内，每根锁扣钢管桩施打完毕后，即与导向架焊接牢固。

其中，整个施工过程中，采用全站仪始终控制每根锁扣钢管桩的垂直度在0.5％以内，超过限定的倾斜度应予纠偏，一次性纠偏不能太多，以免锁扣卡住，影响下一根锁扣钢管桩的插打。钢锁扣钢管桩合拢位置需要进行精确计算，以确定合拢口位置，一般合拢口的位置选择在距离角桩4～5根的钢管桩位置。

再次参见图4和图5，具体的，步骤S4中，当锁扣钢管桩合拢后，立即进行基坑开挖，当开挖至447m标高后，进行第一道围檩支撑焊接，待第一道围檩施工完毕后，继续开挖至443m标高，并进行第二道围檩施工，待第二道围檩施工完毕后，继续开挖至封底混凝土底标高436m。清理至封底混凝土底标高后，进行C30混凝土浇筑封底，封底混凝土厚2.0m。

综上所述，本发明通过全站仪将设计图纸上的四角锁扣钢管桩所在位置进行现场放样定位，并采用提示标志固定四角位置的锁扣钢管桩；根据四角位置的锁扣钢管桩的直径，确定每根锁扣钢管桩的C-O型锁扣所在位置并进行引孔，引孔深度为锁扣钢管桩的插打设计高程，当C-O型锁扣区域引孔完成后，对孔洞回填黏土；待单边锁扣区域引孔完毕后插打锁扣钢管桩，先将基坑靠上游侧的两角插打锁扣钢管桩，插打到位后，进行导向架牛角和导向架焊接，形成一个矩形框的导向架；在导向架上设置限位结构，插打时，锁扣钢管桩的桩背紧靠导向架，边插边通过起吊设备将锁扣钢管桩缓慢下放；锁扣钢管桩插打过程中，在相互垂直的两个方向用全站仪进行观测，以使锁扣钢管桩插正、插直；对最初两角点处的两根锁扣钢管桩进行缓慢打入，打入到设计深度一半时暂停沉桩，检查桩身垂直度是否在规范要求范围内，若垂直度满足规范要求范围，继续开启振动锤沉桩，否则拔出重打。若在插打过程中，遇到阻力超过负荷情况时，通过旋挖钻配合钻头进行锁扣钢管桩管内掏渣。每完成3根锁扣钢管桩插打，在导向架上划出定位线，测量校正1次；每根锁扣钢管桩施打完毕后与导向架焊接。锁扣钢管桩插打过程中，采用全站仪始终控制每根锁扣钢管桩的垂直度在0.5％以内，当超过限定的倾斜度时进行纠偏。锁扣钢管桩合拢口时，合拢口位置选择在距离角桩4～5根的锁扣钢管桩距离的位置。当锁扣钢管桩合拢后，立即进行基坑开挖，当开挖至第一指定标高后，进行第一道围檩支撑焊接，待第一道围檩施工完毕后，继续开挖至第二指定标高，并进行第二道围檩施工，待第二道围檩施工完毕后，继续开挖至封底混凝土底标高，清理至封底混凝土底标高后，进行混凝土浇筑围堰封底；围堰封底完成后，进行锁扣钢管桩的桩基桩头破除，清理干净后，封底找平，再进行承台钢筋绑扎和混凝土浇筑。本发明将锁扣钢管桩插打方式进行优化，改变以往咬合式引孔施工工法，采用锁扣区域引孔，既避免了锁扣钢管桩的锁扣在插打时遭受卵石碰撞破坏，又减少了引孔数量，提高了引孔施工效率，加快了施工进度；以往咬合引孔施工，一天仅能引孔2-3根，将其优化成仅进行锁扣区域引孔，可将引孔效率提高至每天引孔4-5根，并且回填黏土方量由之前635.85m³，减少至101.7m³；避免以往采用咬合式引孔施工而破坏锁扣钢管桩周围卵石层，锁扣区域的引孔极大程度的保护了原状土，使锁扣钢管桩与卵石层接触相对刚度大，整体稳定性高，安全性能好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

四角锁扣钢管桩定位：通过全站仪将设计图纸上的四角锁扣钢管桩所在位置进行现场放样定位，并采用提示标志固定四角位置的锁扣钢管桩；

C-O型锁扣区域引孔：根据四角位置的锁扣钢管桩的直径，确定每根锁扣钢管桩的C-O型锁扣所在位置并进行引孔，引孔深度为锁扣钢管桩的插打设计高程；

锁扣钢管桩插打：待单边锁扣区域引孔完毕后插打锁扣钢管桩，先将基坑靠上游侧的两角插打锁扣钢管桩，插打到位后，进行导向架牛角和导向架焊接，形成一个矩形框的导向架；在导向架上设置限位结构，插打时，锁扣钢管桩的桩背紧靠导向架，边插边通过起吊设备将锁扣钢管桩缓慢下放；

围堰开挖支护：当锁扣钢管桩合拢后，立即进行基坑开挖，当开挖至第一指定标高后，进行第一道围檩支撑焊接，待第一道围檩施工完毕后，继续开挖至第二指定标高，并进行第二道围檩施工，待第二道围檩施工完毕后，继续开挖至封底混凝土底标高，清理至封底混凝土底标高后，进行混凝土浇筑围堰封底；

承台施工：围堰封底完成后，进行锁扣钢管桩的桩基桩头破除，清理干净后，封底找平，再进行承台钢筋绑扎和混凝土浇筑。

2.根据权利要求1所述的一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于，当C-O型锁扣区域引孔完成后，对孔洞回填黏土。

3.根据权利要求1所述的一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于，锁扣钢管桩插打过程中，在相互垂直的两个方向用全站仪进行观测，以使锁扣钢管桩插正、插直。

4.根据权利要求3所述的一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于，对于最初两角点处的两根锁扣钢管桩的打设位置、垂直度和方向确保精度：

对最初两角点处的两根锁扣钢管桩进行缓慢打入，打入到设计深度一半时暂停沉桩，检查桩身垂直度是否在规范要求范围内，若垂直度满足规范要求范围，继续开启振动锤沉桩，否则拔出重打。

5.根据权利要求4所述的一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于，若在插打过程中，遇到阻力超过负荷情况时，通过旋挖钻配合钻头进行锁扣钢管桩管内掏渣。

6.根据权利要求5所述的一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于，锁扣钢管桩插打过程中，提前预算出每根锁扣钢管桩的位置，以随时检查纠正。

7.根据权利要求6所述的一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于，每完成3根锁扣钢管桩插打，在导向架上划出定位线，测量校正1次；每根锁扣钢管桩施打完毕后与导向架焊接。

8.根据权利要求7所述的一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于，锁扣钢管桩插打过程中，采用全站仪始终控制每根锁扣钢管桩的垂直度在0.5％以内，当超过限定的倾斜度时进行纠偏。

9.根据权利要求8所述的一种深厚大粒径砂卵石覆盖层河床锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于，锁扣钢管桩合拢口时，合拢口位置选择在距离角桩4～5根的锁扣钢管桩距离的位置。

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