水下嵌岩混凝土桩及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种水下嵌岩混凝土桩，包括：钢管桩，其底部插至基岩顶面，所述钢管桩外壁具有阴阳锁口，所述钢管桩内部设有钢筋笼；混凝土灌注桩，其通过灌注水下混凝土形成于所述钢管桩内部以及下方的基岩钻孔处，所述钢管桩、钢筋笼、混凝土灌注桩与基岩一体成型。本发明专利技术还公开了一种钢围堰结构。本发明专利技术还公开了一种水下嵌岩混凝土桩的施工方法。本发明专利技术还公开了一种钢围堰结构的施工方法。本发明专利技术能够在不能放空水库且库区高水位的情况下，提高钢管桩打入深水后的稳定性，很好的解决基坑内降水时外围水压力较大造成管桩倾倒的问题，同时也解决了坝基岩石坚硬，管桩打入困难的问题。管桩打入困难的问题。管桩打入困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
水下嵌岩混凝土桩及其施工方法


[0001]本专利技术涉及涉水工程中的钢围堰施工领域。更具体地说，本专利技术涉及一种水下嵌岩混凝土桩及其施工方法。

技术介绍

[0002]目前，国内较多上世纪修建的大、中型水库，均已进入病险库状态，需进行全面的除险加固。通常水库除险加固工程采用放空水库库区，全断面围堰导流的方式，由于水库运行年头较多，库底淤积严重，采用常规方法，库底淤泥会随着水流下泄，对下游河道造成生态影响。因此，我们要在不能放空水库，且库区高水位的情况下，进行水库的除险加固施工。该种情况下，采用坝前高围堰方式进行挡水，防止库底淤积下泄。坝前高围堰常用的施工方法包括混凝土围堰和钢围堰，由于库区水位较高，采用混凝土围堰投资较高，水下施工难度大，且工期延后时间长。采用钢(钢管桩，其余类型不适于深水下施工)围堰，施工难度适中，投资小，工期较混凝土围堰缩短。
[0003]传统钢管桩围堰基坑内多为软土或风化岩等，钢管桩打入后，可以随着基坑内开挖从上至下逐层进行内支撑施工，但在库区深水施工时，基坑内降水后，钢管桩外侧水压力升大，钢管桩内支撑施工速度无法满足安全要求，钢管桩会向基坑内倾倒，并且坝基多为坚硬岩石，管桩打入困难，表面岩体裂隙发育，透水性强，上述综合问题，造成该方案难以应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本专利技术还有一个目的是提供一种水下嵌岩混凝土桩及其施工方法，其能够在不能放空水库且库区高水位的情况下，提高钢管桩打入深水后的稳定性，很好的解决基坑内降水时外围水压力较大造成管桩倾倒的问题，同时也解决了坝基岩石坚硬，管桩打入困难的问题。
[0006]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种水下嵌岩混凝土桩，包括：
[0007]钢管桩，其底部插至基岩顶面，所述钢管桩外壁具有阴阳锁口，所述钢管桩内部设有钢筋笼；
[0008]混凝土灌注桩，其通过灌注水下混凝土形成于所述钢管桩内部以及下方的基岩钻孔处，所述钢管桩、钢筋笼、混凝土灌注桩与基岩一体成型。
[0009]优选的是，包括：
[0010]联排嵌岩混凝土桩，其为多个权利要求1所述水下嵌岩混凝土桩毗邻锁定形成的联排结构；
[0011]自上至下设置的多个钢围檩，其通过支撑结构安装于所述水下嵌岩混凝土桩的下游；
[0012]以多个行和列的方式设置的多个内支撑，其一侧与坝体相连、另一侧设置活络头与钢围檩连接；
[0013]多个斜撑，其设置于相邻两个钢围檩之间，或相邻两个内支撑之间。
[0014]优选的是，还包括：
[0015]第一密封构件，其位于联排嵌岩混凝土桩上游，包括立面全断面铺设至底部并水平延伸10m的土工膜以及上压1m的袋装土；
[0016]第二密封构件，其位于相邻两个嵌岩混凝土桩的阴阳锁口锁定处外侧，包括缝制长条形双层土工膜袋，内装粘土；
[0017]第三密封构件，其位于嵌岩混凝土桩与坝体接触处，包括橡胶止水条。
[0018]优选的是，还包括：所述支撑结构包括T形加劲肋和承托。
[0019]优选的是，所述钢围檩为梁高500mm
×
翼缘宽250mm
×
腹板厚12mm
×
翼缘厚25mm的双拼焊接工字型钢梁。
[0020]优选的是，所述内支撑为梁高400mm
×
翼缘宽400mm
×
腹板厚13
×
翼缘厚21mm的工字型钢梁，多个内支撑水平间距为4
‑
5m，竖直间距为2.7
‑
5m。
[0021]水下嵌岩混凝土桩的施工方法，包括：
[0022]运输钢管桩至设计桩位处，定位钢管桩使垂直度满足要求，安装导向架确保沉桩位置，在水上作业平台采用静压法或激振法插打钢管桩至基岩顶面；
[0023]钢管桩沉设就位后，采用旋挖钻机配牙轮钻头从钢管桩内进行钻孔，达到设计标高后，循环法清孔，把钻孔内的悬浮钻渣和相对密度大的泥浆换出，直到达到沉淀值满足设计值；
[0024]清孔完成后，吊装、下放钢筋笼至钻孔，采用料斗加导管的方式进行水下混凝土浇筑，完成桩底嵌岩，对钢管桩内部充填砂砾石，形成嵌岩混凝土桩；
[0025]重复上述步骤逐根插打，确保嵌岩混凝土桩的阴阳锁口咬合，进行防渗处理。
[0026]优选的是，所述防渗处理包括：
[0027]在联排嵌岩混凝土桩上游立面全断面铺设土工膜并延伸至底部，水平延伸的长度为不小于10m，上压高度不小于1m的袋装土；
[0028]相邻两个嵌岩混凝土桩的阴阳锁口锁定处外侧设置缝制长条形双层土工膜袋、内装粘土，嵌岩混凝土桩与坝体接触处安装橡胶止水条。
[0029]钢围堰结构的施工方法，包括：
[0030]进行所述的水下嵌岩混凝土桩施工，形成联排嵌岩混凝土桩；
[0031]自上至下安装钢围檩和内支撑，安装第一道围檩和内支撑，围堰内抽水至第一道围檩和内支撑下方0.5m处停止，安装第二道围檩，通过千斤顶施加1500～4000kN压力向第二道围檩，安装第二道内支撑，重复上述步骤，上一道围檩和内支撑施工完毕后，抽水降低水位高度进行下一道围檩和内支撑施工；
[0032]所有钢围檩和内支撑施工完成后，采用水下整体斜面推进法进行施工，清理、进行混凝土封底，封底混凝土标号为C30混凝土，浇注高度为3.0
‑
4.0m。
[0033]优选的是，安装内支撑时，内支撑的一侧设置垫板及锚筋与坝体连接完成后，另一侧的活络头处安放千斤顶向围檩施加压力完成与围檩的连接，活络头焊接固定后拆除千斤顶，完成本道内支撑。
[0034]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0035]第一、本专利技术在不能放空水库且库区高水位的情况下，提高钢管桩打入深水后的稳定性，很好的解决基坑内降水时外围水压力较大造成管桩倾倒的问题，同时也解决了坝基岩石坚硬，管桩打入困难的问题，嵌岩部分采用混凝土材料也能起到较好的止水作用，并且该种方法施工起来方便快捷、方法简单，有效提高钢围堰的施工速度，降低施工难度，缩短工期，钢管桩亦可重复利用，减少工程造价投资，使得钢管桩围堰能很好的应用到水库除险加固施工中。
[0036]第二、根据《钢围堰工程技术标准》(GBT 51295
‑
2018)4.5要求，结合本工程特点，钢管桩坐落在基岩面上，并通过浇筑钢筋混凝土嵌入基岩，通过内支撑与坝体相连，对钢管桩整体稳定、强度进行施工期和运行期验算，通过各种工况计算，强度和稳定均满足要求。
[0037]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0038]图1为本专利技术的一种技术方案的水下嵌岩混凝土桩的结构示意图；
[0039]图2为本专利技术的一种技术方案的钢围堰结构的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水下嵌岩混凝土桩，其特征在于，包括：钢管桩，其底部插至基岩顶面，所述钢管桩外壁具有阴阳锁口，所述钢管桩内部设有钢筋笼；混凝土灌注桩，其通过灌注水下混凝土形成于所述钢管桩内部以及下方的基岩钻孔处，所述钢管桩、钢筋笼、混凝土灌注桩与基岩一体成型。2.钢围堰结构，其特征在于，包括：联排嵌岩混凝土桩，其为多个权利要求1所述水下嵌岩混凝土桩毗邻锁定形成的联排结构；自上至下设置的多个钢围檩，其通过支撑结构安装于所述水下嵌岩混凝土桩的下游；以多个行和列的方式设置的多个内支撑，其一侧与坝体相连、另一侧设置活络头与钢围檩连接；多个斜撑，其设置于相邻两个钢围檩之间，或相邻两个内支撑之间。3.如权利要求2所述的钢围堰结构，其特征在于，还包括：第一密封构件，其位于联排嵌岩混凝土桩上游，包括立面全断面铺设至底部并水平延伸10m的土工膜以及上压1m的袋装土；第二密封构件，其位于相邻两个嵌岩混凝土桩的阴阳锁口锁定处外侧，包括缝制长条形双层土工膜袋，内装粘土；第三密封构件，其位于嵌岩混凝土桩与坝体接触处，包括橡胶止水条。4.如权利要求2所述的钢围堰结构，其特征在于，还包括：所述支撑结构包括T形加劲肋和承托。5.如权利要求2所述的钢围堰结构，其特征在于，所述钢围檩为梁高500mm
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翼缘宽250mm
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腹板厚12mm
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翼缘厚25mm的双拼焊接工字型钢梁。6.如权利要求2所述的钢围堰结构，其特征在于，所述内支撑为梁高400mm
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翼缘宽400mm
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腹板厚13
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翼缘厚21mm的工字型钢梁，多个内支撑水平间距为4
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5m，竖直间距为2.7
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5m。7.水下嵌岩混凝土桩的施工方法，其特征在于，包括：运输钢管桩至设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘硕鹏，高星，
申请(专利权)人：中国水利水电第六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：