一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法及结构技术

本发明专利技术公开了一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法，包括：设计钢板桩围堰施工工艺，通过打孔装置打引孔以安装钢板桩；计算钢板桩预设嵌岩深度；分析所述引孔尺寸对钢板桩受力性能的影响；分析回填料特性对钢板桩受力性能影响；验算结构稳定性。一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰结构，包括：钢板桩，所述钢板桩内圈并排安装有多层圈梁，所述圈梁内侧安装有内支撑组件。通过打引孔后安装钢板桩，方便钢板桩的安装，钢板桩安装过程不会产生变形或局部的损坏；可以确定最佳的引孔直径和引孔深度，减少了钢板桩安装后的位移量，使钢板桩安装更加稳定，提高了材料的利用率，节约了材料成本，解决了嵌固稳定性和封底混凝土抗浮力不满足要求的问题。满足要求的问题。满足要求的问题。

Design method and structure of steel sheet pile cofferdam with thick pebble layer on bedrock

【技术实现步骤摘要】
一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法及结构


[0001]本专利技术属于围堰结构施工
，具体涉及一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法及结构。

技术介绍

[0002]在大型基坑的施工中，钢板桩围堰因其适用性较好，施工较为方便并且效果好等特点。在水中深基坑和承台的施工中被广泛运用。然而普通的钢板桩施工方法在对于使用条件的要求具有一定的局限性。一般适用于砂类土、半干性粘土、较软的全风化岩层，对于较硬的强、中风化岩层及大粒径卵石层地层，如果直接进行钢板桩的插打，可能会造成因地质较硬造成在插打过程中钢板桩产生过大的变形或者局部的损坏进而使钢板桩的防水性能和受力性能受到一定的影响。
[0003]因此需要提出一种适用于基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法及结构，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法及结构，用于解决现有技术中对于较硬的强、中风化岩层及大粒径卵石层地层，如果直接进行钢板桩的插打，可能会造成因地质较硬造成在插打过程中钢板桩产生过大的变形或者局部的损坏进而使钢板桩的防水性能和受力性能受到一定的影响的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法，包括以下步骤：
[0007]S1：根据施工现场设计钢板桩围堰施工工艺，通过打孔装置打引孔以安装钢板桩；
[0008]S2：计算钢板桩预设嵌岩深度H；
[0009][0010]其中，H为预设嵌岩深度；σ1为基岩顶面处桩身剪力；δ为基岩抗压系数；P为基岩饱和单轴抗压强度标准值；D为嵌岩段桩身直径；
[0011]S3：分析所述引孔尺寸对钢板桩受力性能的影响；
[0012]S4：分析回填料特性对钢板桩受力性能影响；
[0013]S5：验算结构稳定性。
[0014]进一步，所述打孔装置包括：
[0015]移动小车，所述移动小车上转动安装有引导机构，所述引导机构上滑动安装有用于旋挖打孔的旋挖机构，所述引导机构用于带动所述旋挖机构滑动；
[0016]所述引导机构包括：
[0017]安装架；
[0018]螺杆，所述螺杆安装在两个所述安装架之间；
[0019]限位杆，所述限位杆安装在两个所述安装架之间，所述螺杆两侧均设有所述限位杆；
[0020]安装座，所述安装座与所述螺杆螺纹连接，所述安装座与所述限位杆滑动连接，所述旋挖机构安装在所述安装座上；
[0021]驱动机构，所述驱动机构与所述螺杆连接，用于带动所述螺杆转动。
[0022]进一步，所述驱动机构包括：
[0023]电机，所述电机安装在所述安装架上；
[0024]扇形齿轮，所述扇形齿轮固定安装在所述电机输出端；
[0025]齿轮，所述齿轮与所述螺杆固定连接，所述齿轮与所述扇形齿轮啮合。
[0026]进一步，所述步骤S1中，所述钢板桩围堰施工工艺包括：施工准备；卵石换填及便道筑岛；平整场地；测量放线；设置导向；通过打孔装置打引孔；孔内孔隙回填黏土；将钢板桩插打至设计标高；围堰合拢；基坑开挖；逐层安装钢围檩及内支撑；基底清理及围堰加固；桩头凿除；垫层砼浇筑；承台及墩身施工；拔除钢板桩。
[0027]本专利技术还提供一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰结构，包括：钢板桩，所述钢板桩内圈并排安装有多层圈梁，所述圈梁内侧安装有内支撑组件，
[0028]所述内支撑组件包括：第一支撑件，所述第一支撑件用于连接所述圈梁相邻的两侧，第二支撑件，所述第二支撑件用于连接所述圈梁相邻的两侧，所述第一支撑件位于所述第二支撑件内侧；第三支撑件，多个所述第三支撑件安装在所述圈梁内侧，所述第三支撑件与所述圈梁相对的两侧连接。
[0029]进一步，所述钢板桩底部设有承台，所述承台与所述钢板桩之间设置有竹胶板作为隔离层。
[0030]如上所述，本专利技术的基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法及结构，具有以下有益效果：通过先打引孔后再安装钢板桩，使得在地质较硬的地形中，方便钢板桩的安装，且钢板桩安装过程不会产生变形或局部的损坏；通过计算钢板桩预设嵌岩深度来分析引孔尺寸和回填料特性对钢板桩的影响，可以确定最佳的引孔直径和引孔深度，减少了钢板桩安装后的位移量，使钢板桩安装更加稳定，且采用较大较大粘聚力的回填黏土能够有效的减少钢板桩的位移，提高了材料的利用率，节约了材料成本，并通过验算结构稳定性进行对比分析后优化钢板桩长度和封底混凝土厚度，解决了嵌固稳定性和封底混凝土抗浮力不满足要求的问题。
[0031]本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0033]图1为本专利技术实施例的流程图；
[0034]图2为本专利技术实施例的施工工艺流程图；
[0035]图3为本专利技术实施例的钢板桩安装示意图；
[0036]图4为本专利技术实施例的钢板桩安装俯视图；
[0037]图5为本专利技术实施例的打孔装置的结构图；
[0038]图6为本专利技术实施例的引导机构的俯视图。
[0039]附图中标记如下：1、钢板桩；2、圈梁；3、内支撑组件；301、第一支撑件；302、第二支撑件；303、第三支撑件；4、承台；5、桩基；6、打孔装置；601、安装架；602、螺杆；603、限位杆；604、安装座；605、电机；606、扇形齿轮；607、齿轮；608、旋挖机构。
具体实施方式
[0040]请参阅图1至图6，本专利技术提供一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法，包括：
[0041]S1：根据施工现场设计钢板桩围堰施工工艺，通过打孔装置6打引孔以安装钢板桩1；
[0042]S2：计算钢板桩1预设嵌岩深度H；
[0043][0044]其中，H为预设嵌岩深度；σ1为基岩顶面处桩身剪力；δ为基岩抗压系数；P为基岩饱和单轴抗压强度标准值；D为嵌岩段桩身直径；
[0045]S3：分析所述引孔尺寸对钢板桩1受力性能的影响；
[0046]S4：分析回填料特性对钢板桩1受力性能影响；
[0047]S5：验算结构稳定性。
[0048]上述技术方案的工作原理：如图1，根据施工现场设计钢板桩围堰施工工艺，其施工工艺包括：施工准备；卵石换填及便道筑岛；平整场地；测量放线；设置导向；打引孔；孔内孔隙回填黏土；将钢板桩插打至设计标高；围堰合拢；基坑开挖；逐层安装钢围檩及内支撑；基底清理及围堰加固；桩头凿除；垫层砼浇筑；承台及墩身施工；拔除钢板桩。在打引孔过程中，通过打孔装置6预先打出引孔槽，再将孔内回填黏土防止引孔坍塌，将钢板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据施工现场设计钢板桩围堰施工工艺，通过打孔装置打引孔以安装钢板桩；S2：计算钢板桩预设嵌岩深度H；其中，H为预设嵌岩深度；σ1为基岩顶面处桩身剪力；δ为基岩抗压系数；P为基岩饱和单轴抗压强度标准值；D为嵌岩段桩身直径；S3：分析所述引孔尺寸对钢板桩受力性能的影响；S4：分析回填料特性对钢板桩受力性能影响；S5：验算结构稳定性。2.根据权利要求1所述的一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰结构设计方法，其特征在于，所述打孔装置包括：移动小车，所述移动小车上转动安装有引导机构，所述引导机构上滑动安装有用于旋挖打孔的旋挖机构，所述引导机构用于带动所述旋挖机构滑动；所述引导机构包括：安装架；螺杆，所述螺杆安装在两个所述安装架之间；限位杆，所述限位杆安装在两个所述安装架之间，所述螺杆两侧均设有所述限位杆；安装座，所述安装座与所述螺杆螺纹连接，所述安装座与所述限位杆滑动连接，所述旋挖机构安装在所述安装座上；驱动机构，所述驱动机构与所述螺杆连接，用于带动所述螺杆转动。3.根据权利要求2所述的一种基岩上覆厚卵石层钢板桩围堰结构设计方法，其特征在于，所述驱动机构包括：电机，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：海大鹏，王小强，郑杰，徐东，杨槐，祝平安，漆海军，蒋权，吴海军，唐清翠，暨仕瑀，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：