水下抗浮桩锚-梁板结构系统及施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水下抗浮桩锚

【技术实现步骤摘要】
水下抗浮桩锚
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梁板结构系统及施工方法


[0001]本专利技术涉及水下抗浮桩锚
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梁板结构系统及施工方法，属于隧道工程、水下结构工程


技术介绍

[0002]穿越河流可采用隧道或桥梁，为了解决用地、城市规划问题，城市穿江、河地下隧道越来越多，因地形原因、引线长度及投资决策原因，存在大量江、河浅埋隧道工程问题，施工期、运行期的抗浮、抗渗安全性、施工方案可行性是重点及难点。在目前现有技术中，在隧道线路附近开挖临时河道进行导流，保证河流的畅通同时，进行干地施工保护措施或采用回填覆盖解决存在的问题；在隧道盾构过程中，由于淤泥层深度过深，导致在盾构过程中，盾构机下沉、隧洞上浮等问题，可以干地条件采用高压旋喷地基加固综合解决。开挖临时河道进行导流这种方式工程量大，需要加大用地空间以满足临时河道的设置，例如201910978416 .3水囊卵石混合土层土压盾构穿越河道施工方法、201910780497 .6一种隧道下穿河道施工工艺，均采用开挖临时河道，且施工周期较长，一定程度上影响了工程施工的进度。
[0003]常见淤泥质等软土加固方法为高压旋喷、压力灌浆、原位水泥搅拌等工艺，但浅埋区域无足够覆盖，并且在水下，以上方法均难以实现。采用水下吸泥置换工艺，属于水下深基坑问题，一方面要解决边坡稳定，缩小开挖工作量；另一方面需要解决河岸边坡稳定及周边建筑物稳定问题，具有软弱层的基坑稳定问题尤其复杂。
[0004]专利号：202110961945.X一种穿越非通航河道的隧道基坑施工方法，采用河道回填以及基坑回填方法，该方法仅能运用于可断流、断航河道；不能解决於泥河床浅埋冒浆不稳定问题；回填仅能解决施工期临时抗浮问题，不能解决完工开挖后永久性抗浮问题。所以仅能解决临时抗浮问题，存在工作量大，河道影响大不足。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种水下抗浮桩锚
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梁板结构系统及施工方法，桩锚
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梁板结构体系形成了有限空间水下深基坑，解决了水下大放坡大开挖大换填不足，节约了工程量。水下施工避免了干地施工边坡稳定、防渗处理的重大投入与风险。
[0006]技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的水下抗浮桩锚
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梁板结构系统及施工方法，包含以下步骤：（1）在待盾构区域的河道两岸打入用于挡土的第一钢管桩；（2）在不中断水运、河道行洪的条件下，结合施工图纸，在合适位置，完成第二钢管桩打入，完成钢管桩打入，钢管桩内实施高强锚筋（高强螺纹钢锚杆或预应力锚索），在钢管桩内灌注微膨胀混凝土，实现岩（土）
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桩
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锚筋一体，在隧道边界两侧打入钢板桩，对待盾构区域的沿隧道两侧第二钢管桩之间，在河底进行清淤清土达到可靠持力层，如坚硬土层、弱
风化层、微风化层等，可以采用水冲吸泥泵或绞刀绞松河底的土壤，与水混合成泥浆，经过吸泥管吸入泵体并经过排泥管排至排泥区；（3）两排钢板桩之间浇筑C20水下混凝土，水下混凝土浇筑质量通过两个方面实现，一方面采用水下埋管导管法施工，即先将导管下至水底，然后运用一定方量的混凝土漏斗一次性下放混凝土将导管口埋入混凝土，再进行下放的混凝土则从管口涌出顶托现有混凝土面上升，以此确保仅有少量混凝土与水体接触，其余混凝土整体没有与水体接触，保证了混凝土质量，随着混凝土厚度的增加可适当提高混凝土管口，并确保一定的埋入深度；针对大面积浇筑，同时采用多个下料漏斗口，确保同步上升相对平整；另一方面，采用自流平不分散混凝土，该混凝土特性具有类似于空气中浇筑混凝土，混凝土强度与地面相近，而且具有自流平功能，不需要振捣即可保证平整。两者差别是前者需要在装备上多花些精力，后者需要在材料成本上增加，两者可以适当结合发挥更好的优势 。
[0007]（4）桩顶四周侧面安装法兰、加劲板或支撑扁担，通过横向劲性骨架支腿长度粗调，通过薄钢板实现微小精确调平；清理周边适量的淤泥，给劲性骨架就位提供空间；然后就位劲性骨架网格；劲性骨架上、下弦杆主要受力构件采用角钢等型钢，腹杆采用小角钢等型钢起到整体受力作用，同时受内部混凝土侧向荷载；底部采用小型角钢满足结构稳定要求；侧模处有需要与后期混凝土结合的部位采用后浇带收口网，免拆模板；端部等没有与后期混凝土结合的部位可以采用薄钢板也可以用免拆模板；劲性骨架混凝土梁设计施工方法：1、设计。劲性骨架是相对于一般钢筋混凝土结构来说的，劲性骨架既是本工程梁结构的模板支架，又起本结构梁体的配筋抗拉作用，所以劲性骨架设计成能够满足施工荷载要求的空间桁架，劲性骨架混凝土梁又能够满足后期抗浮的主要承载梁结构，劲性骨架桁架主要杆件和构件有上下弦杆、腹杆、连接板、吊点吊环、支撑调节钢腿、辅助连接杆件、桩位处就位配套构件。2、加工。加工前复核各桩间位置，调整桁架尺寸。侧面桁片是主要的受力部片，运用连接板将上、下弦杆、腹杆连接成桁片，左、右两侧桁片再通过连接板、连接杆件形成空间桁架，满足长度、宽度、高度要求，其中连接可以运用栓接或者焊接，或者两者结合运用；3、安装。采用船只浮运至指定位置，运用导链逐步下放调整到位。将高强锚杆材料与劲性骨架体系相连，或将预埋于钢管桩内的钢筋与劲性骨架相连，便于后期混凝土梁与桩
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锚体系可靠相连；劲性骨架同时形成网格梁的模板骨架。劲性骨架模板部分采用钢板，部分采用免拆模模板。劲性骨架上、下弦杆主要受力构件采用角钢等型钢，腹杆采用小角钢等型钢起到整体受力作用，同时受内部混凝土侧向荷载；底部采用小型角钢满足结构稳定要求；侧模处有需要与后期混凝土结合的部位采用后浇带收口网，免拆模板；端部等没有与后期混凝土结合的部位可以采用薄钢板也可以用免拆模板 说明：后期与周边混凝土有可靠连接要求的部位，采用鱼鳞网片模板，也即后浇带收口网，免拆模板，劲性骨架采用大跨度桁架式结构，运用有限钢材实现较大的抗弯能力，降低吊装就位制作难度。在水中现浇存在立模等各种难点，但水中又有各种有利点，如温度比较均匀，不会产生大的温升，温降导致开裂，由于有水的浮力作用以及侧面压力作用，混凝土的浇筑荷载大大降低，对劲性骨架承载力要求降低；由于底部、侧面均采用了免拆模板，底部及侧面均可以受到水中土体的支撑力，进一步降低了要求；由于劲性骨架与周边相对独立，内部混凝土浇筑可以较好地满足质量；并可以采用分期浇筑形式，使下层混凝土强度达到后作为后期混凝土的承载结构的一部分。清理劲性骨架内的杂物，浇筑水下不分散混凝土，形成劲性骨架混凝土网格梁体系，至
此，桩锚
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网格梁体系形成了主体临时、永久受力体系框架。在桩锚
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网格梁体系周围，沿着钢管桩外边沿线运用船载插板机进行连续插打拉森钢钢板桩、塑钢挡土体系，钢板桩之间互相咬合，桩底打入清理土层以下，桩顶最终切割保留低于原河床底高程50cm；其中，端头采用塑钢型材板插打、高压旋喷地基加固支护岸坡，解决支护及盾构机通过目的。拉森钢钢板桩、塑钢钢板桩，均是起到挡土作用，由于盾构机遇到钢材这种强度高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下抗浮桩锚
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梁板结构系统，其特征在于：包含位于河两侧的第一钢管桩，第一钢管桩为双排，双排钢管桩通过连接板连接成整体，在第一钢管桩内浇筑有C20混凝土，在两侧钢管桩之间设有一对钢板桩，一对钢板桩围城的区域内依次设有一系列第二钢管桩，第二钢管桩通过横向劲性骨架和纵向劲性骨架连接，第二钢管桩内插入有锚杆和锚固件，横向劲性骨架和纵向劲性骨架内浇筑混凝土，在钢板桩之间浇筑混凝土。2.根据权利要求1所述的水下抗浮桩锚
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梁板结构系统的施工方法，其特征在于，包含以下步骤：（1）在待盾构区域的河道两岸打入用于挡土的第一钢管桩；（2）在不中断水运、河道行洪的条件下，结合施工图纸，在合适位置，完成第二钢管桩打入，第二钢管桩内实施高强锚筋锚入岩或土体，在第二钢管桩内灌注微膨胀混凝土，实现岩或土体
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桩
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锚筋一体；（3）第二钢管桩桩顶四周侧面安装法兰、加劲板或支撑扁担，调平横向劲性骨架；横向劲性骨架就位后，将高强锚筋与纵向劲性骨架体系相连，纵向劲性骨架通过横向劲性骨架预留连接件连接；（4）清理劲性骨架内的杂物，一次性或分次浇筑水下不分散混凝土C30，形成劲性骨架混凝土网格梁体系；两列第二钢管桩顶端分别受纵向劲性骨架梁约束，组成可靠的水下基坑支护体系；（5）在桩锚
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网格梁体系周围，沿着钢管桩外边沿线运用船载插板机进行连续插打拉森钢钢板桩、塑钢挡土体系，钢板桩之间互相咬合，桩底打入清理土层以下，桩顶最终切割保留低于原河床底高程50cm，对待盾构区域的沿隧道两侧钢板桩之间，在河底进行清淤清...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙腾飞，陈亮，刘海祥，侯立俊，张金峰，唐云清，刘剑，陈西宁，黄建元，曹翔宇，杨锐，吴银坤，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：