一种新型筑堰法围护结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种新型筑堰法围护结构，由钢管桩1号、拉森钢板桩、钢管桩2号、钢围檩、拉杆、牛腿支架组成；钢管桩1号与拉森钢板桩通过锁口1号、锁口2号拼装组合为锁扣结构设置于迎水侧；钢围檩采用双拼结构，由轻型槽钢、加劲板组成，设置于牛腿支架上方；拉杆由精轧螺纹钢拉杆、钢垫片、螺母组成；精轧螺纹钢拉杆贯穿于钢管桩1号、钢管桩2号、钢围檩。本发明专利技术同时提供了一种施工方法，由七个步骤组成。本发明专利技术在满足结构刚度的同时有效解决了传统围堰抗渗性和抵抗侧向变形能力不足等一系列问题，满足现代化绿色工程发展的需要，极具推广价值。极具推广价值。极具推广价值。

A new retaining structure of weir building method and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种新型筑堰法围护结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及一种新型筑堰法围护结构及其在PC组合工法桩围堰结构中的施工方法。

技术介绍

[0002]对于水中基坑开挖，为方便排水、挖基和砌筑基础等施工，围堰是不可或缺的临时结构。围堰工程主要应考虑稳定和防渗的要求，常用围堰的类型有：土围堰、草袋围堰、木板桩围堰、钢围堰和钢混凝土围堰等。
[0003]在深水中施工的安全等级较高的基坑工程，对围堰的稳定性和防渗性要求比较严格，钢围堰由于自身刚度较大，防渗性好，适用范围较广等优点，在工程中被广泛使用。钢围堰一般包括钢板桩、钢管桩等形式。钢板桩具有材质稳定，质量可靠，在软弱土层中施工速度快，技术也较简单，作为临时性结构的钢板桩可拔出重复使用，降低工程造价等优点，但存在着刚度较小，在侧向压力作用下变形很大等缺点。钢管桩由于自身的刚度比较大，可以抵抗较大的侧向变形，具有良好的挡水效果等优点，但是现有的围堰基本采用钢管插入连接的结构，结合不够紧密,存在可挡土但是容易渗漏水,使得施工不够安全可靠，影响基础工程的施工建设。
[0004]因此亟需一种具有较好的挡水性，刚度较大，且能够抵抗较大侧向变形又能够循环使用的新型围堰结构及其施工方法，满足现代化绿色工程发展的需要。

技术实现思路

[0005]为了解决以上问题，本专利技术提供了一种新型筑堰法围护结构及其在PC组合工法桩围堰结构中的施工方法，有效解决传统围堰结构存在的抗渗、变形、造价等问题的弊端。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型筑堰法围护结构，由钢管桩1号、拉森钢板桩、钢管桩2号、钢围檩、拉杆、牛腿支架组成，其特征在于：所述钢管桩1号、钢管桩2号均设置有拉杆孔；所述钢围檩设置于牛腿支架上方；所述拉杆由精轧螺纹钢拉杆、钢垫片、螺母组成；所述精轧螺纹钢拉杆贯穿于钢管桩1号、钢管桩2号、钢围檩。
[0007]优选地，所述钢管桩2号为钢管桩1号长度的，设置于围堰结构背水侧，设置间距等于钢管桩2号的直径。
[0008]优选地，所述钢围檩采用双拼结构，由轻型槽钢、加劲板组成，轻型槽钢型号采用32a，通过加劲板焊接于2个轻型槽钢外表面侧，焊缝采用连续贴角焊，焊缝高度为8mm，且通过焊接方式与钢管桩1号、钢管桩2号外侧紧密连接组成为一体结构。
[0009]优选地，所述牛腿支架采用Φ25mm钢筋，焊接于钢管桩1号、钢管桩2号外侧，设置上下2层，上下垂直间距为0.45m，呈梅花形布置。
[0010]优选地，所述钢管桩1号与锁口1号、拉森钢板桩与锁口2号连接方式均为满缝焊接，钢管桩1号与拉森钢板桩通过锁口1号、锁口2号拼装组合为锁扣结构，设置于围堰结构
迎水侧。
[0011]优选地，所述精轧螺纹钢拉杆外表面设置有螺纹，钢垫片型号采用16016032mm，螺母型号采用M48，钢垫片、螺母均在其形心位置设置有圆形通孔，螺母通过精轧螺纹钢拉杆搭配钢垫片拧紧固定。
[0012]一种新型筑堰法围护结构施工方法包括以下技术步骤：步骤一：设计计算施工前期，通过刚度计算、渗流计算、抗倾覆验算确定钢管桩1号、拉森钢板桩、钢管桩2号的直径、壁厚、插入长度以及围堰堰芯横向宽度；步骤二：测量放样、定位钢桩施打前先在钢桩轴线上每50米间距定出测量标志杆起到定向作用，标志杆上同时标出高程。放样时利用GPS通过在水平方向上调整导向架中心线位置，以保证钢桩定位准确；步骤三：安装导向架A. 插打导向桩钢桩插打前根据临时围堰的走向插打导向桩，每侧间距5m布置，转折点适当加密，由测量组放样成桩位置，沉放时，边振动边用测量仪器控制桩身垂直度，防止偏位，打入深度与同里程围堰桩基打入深度相同，完成后，在相应标高位置焊接牛腿支架；B. 安装导向架导向架由限位卡板、H型钢组成，H型钢间距比钢管桩直径每边放大2cm，通过在水平方向上调整搁置在牛腿支架上导向架的位置来调整导向架中心线，以保证钢桩插打定位准确；步骤四：打设钢桩A.吊桩钢桩起吊采用双点起吊喂桩，喂桩吊机主钩与副钩同时起吊钢桩两端3m处，同时起吊钢桩，起吊过程保持钢桩水平；起到一定高度以及离开运桩船一定距离后，主钩缓慢向上提起钢桩一端，副钩缓慢下放钢桩一端，使钢桩呈竖直状，停稳后人工卸脱副钩，使用主钩将钢桩放至导向架内，利用钢管自重插入水中土体，保持自稳，以便振动锤夹桩插打；B.插打采用850机械手进行钢桩插打，机械手将钢桩从运输船上夹起后插入导向架内进行插打，利用限位卡板防止在插打过程中将其带偏，同时，测量人员用全站仪从两个不同的方向进行控制沉桩过程的垂直度；C.纠偏机械手可以控制钢桩的四周移动方向，打设过程中沿围堰轴线方向和垂直于围堰轴线方向在陆地布置两台全站仪，边打设边跟进测量，用对讲机和机械手操作人员保持沟通，随时纠偏，以控制钢桩打设垂直度；D.控制首根桩桩身的垂直度应控制在0.5%L以内，其他钢管桩的垂直度控制在1%L以内，施打过程中应随时检查其垂直度是否准确，不符合要求的应立即纠正或拔起重新施打，钢管桩桩位允许偏差
±
15mm，桩顶标高≤100mm；
步骤五：钢围檩安装钢围檩安装采用驳船运输到作业平台边，由履带吊起吊，水平放置于牛腿支架上，与每根牛腿支架焊接固定，并在钢围檩三等分点处采用点焊方式与钢管桩1号、钢管桩2号焊接为一体结构；步骤六：拉杆安装首先对精轧螺纹钢拉杆施加其拉力标准值的10%，检查各部件是否正常并测量精轧螺纹钢拉杆长度，再缓慢加载至其拉力标准值的1.35倍，持荷10min后，卸载至安全荷载的10%，再次测量长度并计算塑性伸长率，卸载，检查各部件是否转动灵活，检测完毕，螺母通过精轧螺纹钢拉杆搭配钢垫片逐步拧紧固定。
[0013]步骤七：粗砂填芯为增加围堰的稳定性，对钢管桩桩芯和围堰堰芯进行同步填砂作业。
[0014]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：（1）通过在迎水侧采用锁扣拼装的PC组合方式，实现了钢管桩与钢板桩之间的紧密连接，整体性更好，有效提高其抗渗和抵抗侧向变形的能力，取代了传统的围堰组合方式，在保证刚度的前提下节约钢材的使用率，同时降低工程成本。
[0015]（2）背水侧钢管桩为迎水侧钢桩长度的3/4，且设置有360mm的间距，能够实现雨季雨水的排出，有效解决了围堰内积水问题，降低堰芯土的含水率，提高堰芯土的强度。
[0016]（3）钢围檩采用双拼结构，由加劲板连接，搁置于牛腿支架上方，且与钢管桩焊接为一体结构，利用钢围堰横向布置的方式，有效避免钢桩发生倾斜，提高钢围堰的整体性。
[0017]（4）牛腿支架呈梅花形布置，避免结构出现受力不均，荷载集中等不利现象，提高结构的稳定性。
[0018]（5）精轧螺纹钢拉杆贯穿于钢管桩1号、钢管桩2号、钢围檩，采用螺母通过精轧螺纹钢拉杆搭配钢垫片逐步拧紧固定，提高钢管桩1号与钢管桩2号、拉森钢板桩之间的整体性，有效平衡围堰堰芯土对钢桩产生的土压力。
[0019]（6）拉杆外表面的螺纹大大增加了与堰芯土的接触面积，提高接触面的摩擦力，同时开发了拉杆试验荷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型筑堰法围护结构，由钢管桩1号（1）、拉森钢板桩（2）、钢管桩2号（3）、钢围檩（4）、拉杆（5）、牛腿支架（6）组成，其特征在于：所述钢管桩1号（1）直径大于钢管桩2号（3）直径1/3，且钢管桩1号（1）和钢管桩2号（3）均设置有拉杆孔；所述钢围檩（4）设置于牛腿支架（6）上方；所述拉杆（5）由精轧螺纹钢拉杆（501）、钢垫片（502）、螺母（503）组成；所述精轧螺纹钢拉杆（501）贯穿于钢管桩1号（1）、钢管桩2号（3）、钢围檩（4）。2.根据权利要求1所述的一种新型筑堰法围护结构，其特征在于，所述钢管桩2号（3）为钢管桩1号（1）长度的3/4，设置于围堰结构背水侧，设置间距等于钢管桩2号（3）的直径。3.根据权利要求1所述的一种新型筑堰法围护结构，其特征在于，所述钢围檩（4）采用双拼结构，由轻型槽钢（401）、加劲板（402）组成，轻型槽钢（401）型号采用32a，通过加劲板（402）焊接于2个轻型槽钢（401）外表面侧，焊缝采用连续贴角焊，焊缝高度为8mm，且通过焊接方式与钢管桩1号（1）、钢管桩2号（3）外侧紧密连接组成为一体结构。4.根据权利要求1所述的一种新型筑堰法围护结构，其特征在于，所述牛腿支架（6）采用Φ25mm钢筋，焊接于钢管桩1号（1）、钢管桩2号（3）外侧，设置上下2层，上下垂直间距为0.45m，呈梅花形布置。5.根据权利要求1所述的一种新型筑堰法围护结构，其特征在于，所述钢管桩1号（1）与锁口1号（101）、拉森钢板桩（2）与锁口2号（201）连接方式均为满缝焊接，钢管桩1号（1）与拉森钢板桩（2）通过锁口1号（101）、锁口2号（201）拼装组合为锁扣结构，设置于围堰结构迎水侧。6.根据权利要求1所述的一种新型筑堰法围护结构，其特征在于，所述精轧螺纹钢拉杆（501）外表面设置有螺纹，钢垫片（502）型号采用16016032mm，螺母（503）型号采用M48，钢垫片（502）、螺母（503）均在其形心位置设置有圆形通孔，螺母（503）通过精轧螺纹钢拉杆（501）搭配钢垫片（502）拧紧固定。7.一种利用权利要求书1
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6所述的一种新型筑堰法围护结构施工方法，其特征在于，包括以下技术步骤：步骤一：设计计算施工前期，通过刚度计算、渗流计算、抗倾覆验算确定钢管桩1号（1）、拉森钢板桩（2）、钢管桩2号（3）的直径、壁厚、插入长度以及围堰堰芯横向宽度；步骤二：测量放样、定位钢桩施打前先在钢桩轴线上每50米间距定出测量标志杆起到定向作用，标志杆上同时标出高程，放样时利用GPS通过在水平方向上调整导向架（8）中心线...

【专利技术属性】
技术研发人员：康健，王晨光，秦尚进，王建，田园，刘兴文，赵友阔，冯丹丹，左文振，郝洪林，王清标，胡忠经，张静静，冯圆成，彭传雄，孙元苓，
申请(专利权)人：中铁十四局集团第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：