一种钢板桩围堰的施工方法技术

本发明专利技术涉及围堰施工技术领域，公开了一种钢板桩围堰的施工方法，包括如下步骤：A、根据钢板桩的截面宽度和截面高度，获取双排引孔的引孔半径及位置关系；B、根据获取的引孔半径及位置关系，选用适配的钻机，搭建施工平台，对引孔的轴线进行放样，施工双排引孔；C、在双排引孔内填满砂或粉质土；D、在双排引孔内安装单排的U型钢板桩并合龙形成围堰，完成钢板桩围堰施工。本发明专利技术的一种钢板桩围堰的施工方法，对引孔进行了优化设计，能够提高钢板桩安装的稳定性，适用于大孤石等坚硬的地质情况应用实施，同时所需钻头直径小，引孔时不易偏孔，成孔精度高，能够使用移动灵活的小体型钻机，提高连续引孔的效率。连续引孔的效率。连续引孔的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种钢板桩围堰的施工方法


[0001]本专利技术涉及围堰施工
，特别是一种钢板桩围堰的施工方法。

技术介绍

[0002]桥梁结构承台位于水下施工时，经常采用的围堰为钢板桩围堰，钢板桩围堰一般适用于黏性土层或砂黏性土层等较软的地质情况，但是由于地质情况较为复杂，施工现场难免会遇到大孤石或者地质坚硬等未探明的地质情况，遇到这种钢板桩难以直接插打的情况时，传统的方法是采用旋挖钻引孔，之后在孔内安装钢板桩。
[0003]旋挖钻引孔的方法是使用旋挖钻连续引孔排成单排，直接形成钢板桩的安装空间，但旋挖钻的钻头直径大，对土体的扰动较大，在引孔过程中极易偏孔，且对应钻机的体型笨重，连续钻孔时移动不便，在紧贴已成孔边上再引新孔时，钻头定位十分困难，连续引孔的效率低，同时由于引孔的孔径较大，钢板桩围堰在引孔内的间隙大，导致钢板桩围堰的稳定性不足，钢板桩围堰易于在引孔内发生位移，为了保证钢板桩的稳定性，需要采用混凝土对引孔大的间隙处进行填充加固，但会使得部分钢板桩与地基凝结后无法拔出，造成材料的浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术的专利技术目的在于：针对现有技术中采用旋挖钻引孔的方法，钻头直径较大，所需钻机的体型较大，存在引孔时易于偏孔，钻头定位困难，连续引孔的效率低，钢板桩围堰在引孔内稳定性不足的问题，提供一种钢板桩围堰的施工方法，对引孔进行了优化设计，能够提高钢板桩安装的稳定性，适用于大孤石等坚硬的地质情况应用实施，同时所需钻头直径小，引孔时不易偏孔，成孔精度高，能够使用移动灵活的小体型钻机，提高连续引孔的效率。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种钢板桩围堰的施工方法，包括如下步骤：
[0007]A、根据钢板桩的截面宽度b和截面高度h，获取双排引孔的引孔半径及位置关系：若则引孔的半径r＝b/3，两排引孔交错设置，任意相邻两个引孔均相切进行排列；若则引孔的半径两排引孔交错设置，任意相邻两个引孔的圆心距s＝2b/3；
[0008]B、根据获取的引孔半径及位置关系，选用适配的钻机，搭建施工平台，对引孔的轴线进行放样，施工双排引孔；
[0009]C、在双排引孔内填满砂或粉质土；
[0010]D、在双排引孔内安装单排的U型钢板桩：将单个U型钢板桩放置于一排相邻的两个引孔内，邻接的单个U型钢板桩则放置于另一排相邻的两个引孔内，相邻两个钢板桩通过锁口结构进行连接，且钢板桩的锁口结构均位于双排引孔重叠区域的形心位置，依次连接多
个钢板桩并合龙形成围堰，完成钢板桩围堰施工。
[0011]单个U型钢板桩由腹板及腹板两端的翼缘板组成，翼缘板的端部为锁口结构，多个钢板桩通过锁口结构正反交替咬合进行连接，双排引孔重叠区域即是一排引孔与另一排引孔相互重叠的区域，若两排引孔相交则是交点位置；
[0012]将引孔设计为双排结构，并经过分析计算获取适当的引孔半径，以及双排引孔的排布方式，将钢板桩围堰安装于双排引孔内时，每个钢板桩的腹板均能够贴近单排相邻两个引孔的交接处，即钢板桩能够贴近于双排引孔的内壁进行安装，则双排引孔内安装钢板桩围堰后间隙较小，钢板桩围堰的稳定性相应得到提高，较小的间隙通过填砂或粉质土就能够满足钢板桩围堰的稳定性要求，防止钢板桩围堰在双排引孔内发生位移，从而避免使用混凝土浇筑对钢板桩围堰进行加固，部分钢板桩则不会因混凝土的凝结而无法回收循环利用，降低了施工的成本投入；
[0013]进一步的，通过优化设计，双排引孔的单个引孔半径会明显小于现有引孔所需的引孔半径，则引孔所需钻头的直径能够大幅度降低，进而避免使用大半径钻头以及相配合的旋挖钻等大型钻机，相应使用半径较小的钻头，选用体型较小的钻机设备进行施工，降低了对工作平台承载力的要求，钻机的移动相对更加灵活，连续形成引孔的效率高，小半径的钻头对土体的扰动更小，钻孔过程中不易偏孔，成孔精确度高，进而提高成孔效率；
[0014]合理缩小引孔的半径，再通过引孔排列方式的设计，能够尽量减少钻孔的数量，即优化考虑了相邻引孔之间的重叠面积，保证引孔的利用率，提高钻孔效率。
[0015]本专利技术的一种钢板桩围堰的施工方法，对引孔进行了优化设计，能够提高钢板桩安装的稳定性，适用于大孤石等坚硬的地质情况应用实施，同时所需钻头直径小，引孔时不易偏孔，成孔精度高，能够使用移动灵活的小体型钻机，提高连续引孔的效率。
[0016]优选地，所述步骤A中，获取引孔半径的计算公式及双排引孔的排布方式，包括如下步骤：
[0017]A1、钢板桩截面上的两个锁口点和腹板组成等腰梯形，两个锁口点连线作为梯形下底，腹板作为梯形上底，设梯形下底端点为A、B，线段AB的长度为b，作线段AB的中垂线，垂足为I，且与梯形上底的交点为K，线段KI的长度为h；
[0018]A2、设点C在线段AB的中垂线上，且三角形ABC为等边三角形，将线段AB三等分，等分点设为D、E，设点F在线段AB的中垂线上，且三角形DEF为等边三角形，点C、F分别在线段AB的两侧，线段DF的延长线与线段AC的交点为G，线段EF的延长线与线段AC的交点为H，过G点作线段AB的垂线，垂足为J，过G点作线段KI的垂线，垂足为L；
[0019]A3、三角形AGD为等边三角形，可知线段GJ的长度为四边形ADGL为等边平行四边形，可知线段GL的长度为b/3，由直角三角形GKL，可知线段GK的长度为
[0020]A4、将点G、H、F作为相邻三个引孔的圆心，若线段KI的长度小于或等于线段GJ的长度，则引孔的半径r为线段GL的长度，若线段KI的长度大于线段GJ的长度，则引孔的半径为线段GK的长度，即r＝b/3，r＝b/3，且三角形GHF为等边三角形，相邻两个引孔的圆心距s＝2b/3；
[0021]A5、根据三个引孔的半径与距离关系正反重复排列组成双排引孔。
[0022]锁口点为两个锁口结构咬合的中心位置，等腰梯形下底AB的长度即是钢板桩的截面宽度，线段KI的长度即是钢板桩的截面高度，通过该设计方法确定一个钢板桩对应所需的引孔尺寸，由于钢板桩围堰是多个钢板桩通过锁口结构正反交替咬合进行连接组成的，将设计的三个引孔进行正反重复排列则能够获得钢板桩围堰安装的双排引孔，通过计算获取的引孔半径及排列方式形成的双排引孔，不仅能够适配钢板桩的尺寸进行安装，还能尽量控制引孔数量，避免半径太小的引孔需要重叠较多的面积，降低每个引孔的利用率，避免钻孔工作量的增加。
[0023]优选地，进行所述步骤B时，在选用的钻杆上设置孔深标记，孔深标记与钻头的距离大于钢板桩设计的桩底标高。
[0024]通过孔深标记的使用，便于控制引孔的深度大于钢板桩设计的桩底标高，保证钻孔的深度符合要求，提高成孔的质量。
[0025]优选地，所述步骤B中，采用跳孔法进行引孔的施工。
[0026]所述跳孔法是钻机在不移动的情况下，在钻孔施工的范围内，间隔进行钻孔，例如对单排的引孔进行编号，先施工奇数孔，再施工偶数孔，提高成孔的质量。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢板桩围堰的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：A、根据钢板桩(2)的截面宽度b和截面高度h，获取双排引孔(1)的引孔半径及位置关系：若则引孔(1)的半径r＝b/3，两排引孔(1)交错设置，任意相邻两个引孔(1)均相切进行排列；若则引孔(1)的半径两排引孔(1)交错设置，任意相邻两个引孔(1)的圆心距s＝2b/3；B、根据获取的引孔半径及位置关系，选用适配的钻机，搭建施工平台，对引孔(1)的轴线进行放样，施工双排引孔(1)；C、在双排引孔(1)内填满砂或粉质土；D、在双排引孔(1)内安装单排的U型钢板桩(2)：将单个U型钢板桩(2)放置于一排相邻的两个引孔(1)内，邻接的单个U型钢板桩(2)则放置于另一排相邻的两个引孔(1)内，相邻两个钢板桩(2)通过锁口结构(23)进行连接，且钢板桩(2)的锁口结构(23)均位于双排引孔(1)重叠区域的形心位置，依次连接多个钢板桩(2)并合龙形成围堰，完成钢板桩围堰施工。2.根据权利要求1所述的一种钢板桩围堰的施工方法，其特征在于，所述步骤A中，获取引孔半径的计算公式及双排引孔(1)的排布方式，包括如下步骤：A1、钢板桩(2)截面上的两个锁口点和腹板组成等腰梯形，两个锁口点连线作为梯形下底，腹板作为梯形上底，设梯形下底端点为A、B，线段AB的长度为b，作线段AB的中垂线，垂足为I，且与梯形上底的交点为K，线段KI的长度为h；A2、设点C在线段AB的中垂线上，且三角形ABC为等边三角形，将线段AB三等分，等分点设为D、E，设点F在线段AB的中垂线上，且三角形DEF...

【专利技术属性】
技术研发人员：向律楷，陈思孝，方健，唐俊，刘俊杰，郭占元，白越，陈怡然，彭福兵，谭清泉，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：