CN108729457A - 一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，涉及围堰建设施工技术领域，包括封底混凝土、锁扣钢管桩、钢筋混凝土桩，封底混凝土下方设有深入基岩的桩基；锁扣钢管桩包括桩体和设于桩体壁面的锁扣，锁扣钢管桩通过锁扣的连接包围于封底混凝土的边缘，桩体下端一体延伸有深入基岩表面的桩头；锁扣钢管桩内还设有内支撑，内支撑包括H型钢围檩和水平设于对侧的锁扣钢管桩间的支撑杆；混凝土桩由锁扣钢管桩内向下延伸至基岩内部，钢筋混凝土桩包括混凝土基体和位于混凝土基体内的钢筋笼。本发明还提供一种用于建设桥梁深水基础的钢管桩围堰的施工方法。本发明具有工艺简单、施工方便、成本低、安全性强、支撑性能好、可适应复杂河床条件的优点。
Description
技术领域
本发明涉及围堰建设施工技术领域，尤其涉及一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰及其施工方法。
背景技术
在我国的部分江河中，尤其如赣江，其地质、水文条件复杂各异，其河床多为裸露基岩，与既有京九线平行净距15米承台下卧与河床裸露基岩内，没有传统河床内的淤泥等进行沉桩的辅助支撑以便于钢管桩下沉就位后施工。在桥梁建设过程中，采用传统双壁钢围堰进行施工的话，存在临近既有线导致空间不足，同时裸露基岩导致一般围堰无法下沉就位，钢管桩无法保证入土深度和整体刚度。而若采用长拉森钢板桩，其强度和齿口闭水无法达到施工需求。同时在施工过程中高大机械不方便使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰及其施工方法，从而解决以上技术难题，其钢管桩加工制作简单、快速，材料购置快速，阴阳锁扣加工工艺简单，工作量少、加工场地要求不高；钢管桩采用振动锤逐根插打，旋挖机逐根引孔固结，从而解决裸露基岩难以施工的问题，施工工序简洁，机械化施工，成本低，可重复使用，安全性强，效果好。
为实现发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，包括封底混凝土、锁扣钢管桩、钢筋混凝土桩，所述封底混凝土位于河床底部基岩的顶部并部分向下延伸入基岩的表面，所述封底混凝土下方设有深入基岩的桩基；所述锁扣钢管桩包括桩体和设于所述桩体壁面的锁扣，复数个所述锁扣钢管桩通过所述锁扣的首尾连接包围于所述封底混凝土的边缘，所述桩体下端与基岩表面接触且所述桩体下端一体延伸有深入基岩表面的桩头；所述锁扣钢管桩内还设有内支撑，所述内支撑包括H型钢围檩和水平设于对侧的所述锁扣钢管桩间的支撑杆；所述混凝土桩由所述锁扣钢管桩内向下延伸至基岩内部，所述钢筋混凝土桩包括混凝土基体和位于所述混凝土基体内的钢筋笼。
作为本发明的优选，所述锁扣包括阴锁扣与阳锁扣，所述阴锁扣为焊接于所述桩体外壁的钢管，所述阳锁扣为焊接于所述桩体外壁的工字钢，所述阴锁扣于其与所述桩体焊接处对侧壁设有连接部，所述连接部宽度与所述阳锁扣厚度相等。
进一步的，所述锁扣钢管桩包括平面桩与转角桩；所述平面桩的所述阴锁扣与阳锁扣在水平投影上呈型心共面；所述转角桩的所述阴锁扣与阳锁扣在水平投影上呈90°垂直。
作为本发明的优选，所述锁扣由所述桩体的顶端向下垂直延伸至所述桩体下端与所述桩头连接处，所述锁扣的下端具有坡口。
进一步的，所述坡口角度为30°。
进一步的，所述锁扣两侧对称焊接有加劲板。
作为本发明的优选，所述桩头长度为1.5-2米。
作为本发明的优选，所述桩头端部设有扩展接口。
作为本发明的优选，所述支撑杆端部设有可调接头，所述可调接头包括连接杆和设于所述连接杆前端的连接头，所述连接杆为以螺纹螺母副连接于所述支撑杆的螺纹杆，所述连接头为端部与所述桩体表面呈凹凸配合的钢板，所述支撑杆为空心杆，所述连接杆的后端容纳于所述支撑杆内部。
本发明同时提供一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰施工方法，用于施工建设以上所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，包括如下步骤：
步骤S1：施工所述锁扣钢管桩，将所述桩体、桩头、锁扣焊接成整体的锁扣钢管桩；
步骤S2：第一次振动沉桩，将锁扣钢管桩通过振动锤振动锤桩，至所述锁扣钢管桩端部沉入基岩表面；
步骤S3：第一次引孔，通过旋挖机的螺旋钻头和清渣钻头在所述锁扣钢管桩内向基岩钻孔1.5米-2米并形成临空面；
步骤S4：第二次振动沉桩，将所述锁扣钢管桩沿第一次引孔形成的孔继续向下振动沉桩，至所述锁扣钢管桩的桩头与第一次引孔形成的孔在竖直方向上重合；
步骤S5：第二次引孔，通过旋挖机的螺旋钻头和清渣钻头在所述锁扣钢管桩内由第一次引孔形成的孔底钻孔与第一次引孔相同的深度；
步骤S6：浇筑钢筋混凝土桩，在所述锁扣钢管桩内安放钢筋笼，灌注水下填充混凝土；
步骤S7：通过锁扣插接安装下一根所述锁扣钢管桩并重复上述步骤S1-S6至形成围合的钢管桩围堰；
步骤S8：后续工步，将钢管桩围堰内排水、安装所述内支撑、打孔浇筑桩基与封底混凝土。
本发明的有益效果在于：
1.分离的锁扣钢管桩使得可以在裸露基岩上有效的生根固结；
2.阴阳锁扣加工便易，多个锁扣钢管桩间的拼接方便，通过平面桩和转角桩的配合利于根据需求便捷的调节锁扣钢管桩的围合形状和尺寸；
3.桩头由桩体向下延伸，即锁扣钢管桩在基岩上生根固结时锁扣位于的桩体不深入基岩即可实现良好的固结效果，方便施工、沉桩和保护锁扣以实现重复利用；
4.坡口使得锁扣钢管桩在打桩时减少其下沉阻力，同时避免锁扣的变形或受损；
5.加劲板可以提高锁扣的连接稳定性和支撑强度，从而具有良好的力学性能；
6.钢围檩和支撑杆为锁扣钢管桩提供对抗外界水压的支撑，相对一般全用钢围檩的现有施工方式，通过钢围檩起主要支撑并通过便于拆装的支撑杆配合可以提高围堰内的工作空间和施工中的便利性。
7.施工方法工步简单，机械化施工，施工进度形成的锁扣钢管桩支撑循序渐进，成本低，可重复使用，安全性强。
附图说明
图1为本发明围堰的横向示意图；
图2为本发明锁扣钢管桩的竖剖示意图；
图3为本发明平面桩的水平截面示意图；
图4为本发明转角桩的水平截面示意图；
图5为本发明钢筋混凝土桩处的放大示意图；
图6为本发明支撑杆的端部局部剖视图；
图中各项分别为：1封底混凝土，11桩基，2锁扣钢管桩，21桩体，22桩头，23锁扣，231阴锁扣，232阳锁扣，233连接部，234加劲板，235坡口，3钢筋混凝土桩，31混凝土基体，32钢筋笼，4钢围檩，5支撑杆，51可调接头，52连接杆，53连接头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述：
实施例一
如图1、2所示的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，包括封底混凝土1、锁扣钢管桩2、钢筋混凝土桩3，封底混凝土1位于河床底部基岩的顶部并部分向下延伸入基岩的表面，封底混凝土1呈长方体外形。封底混凝土1下方设有深入基岩的桩基11。锁扣钢管桩2包括桩体21和设于桩体21壁面的锁扣23，复数个锁扣钢管桩2通过锁扣23的首尾连接包围于封底混凝土1的边缘，桩体21下端与基岩表面的临空面接触且桩体21下端一体成型并向下延伸有深入基岩表面的桩头22。锁扣钢管桩2内还设有内支撑，内支撑包括H型钢围檩4和水平设于对侧的锁扣钢管桩2间的支撑杆5，数跟支撑杆5以钢围檩4为中心圆周设置，从而具有良好的辅助支撑性能。钢筋混凝土桩3由锁扣钢管桩2内向下延伸至基岩内部，其端部深度深于桩头22所处深度。
如图5所示，钢筋混凝土桩3包括混凝土基体31和位于混凝土基体31内的钢筋笼32。
如图3、4所示，在本实施例中，锁扣23包括阴锁扣231与阳锁扣232，阴锁扣231为焊接于桩体21外壁的钢管，阳锁扣232为焊接于桩体21外壁的工字钢，阴锁扣231于其与桩体21焊接处对侧壁设有缝隙形状的连接部233，连接部233宽度与阳锁扣232厚度相等，在安装时，以竖直向下的方向将阳锁扣232中工字钢的直梁插入连接部233中形成插接的连接效果。锁扣钢管桩2包括平面桩与转角桩；平面桩的阴锁扣231与阳锁扣232在水平投影上呈型心共面；转角桩的阴锁扣231与阳锁扣232在水平投影上呈90°垂直。如本实施例中的锁扣钢管桩2在围合于封底混凝土1边缘时，因封底混凝土1为长方体，即在围合成的围堰的四角设置上述转角桩，连接四角的边通过依次衔接的平面桩连接，形成封闭效果。
本实施例中，锁扣23两侧对称焊接有加劲板234，加劲板为小型钢板，以等距间隔的形式沿锁扣23的长度方向焊接设置。
本实施例中，锁扣23由桩体21的顶端向下垂直延伸至桩体21下端与桩头22连接处，锁扣23的下端具有坡口235。坡口235角度为30°。
本实施例中，桩头22长度为1.5米。
实施例二
本实施例中所述技术方案与实施例一近似，其不同之处在于：
本实施例中，桩头22长度为2米。
本实施例中，桩头22端部设有扩展接口。该扩展接口为绕桩头22端部形成的环形斜口，若具有加长桩基深度的需求，可在扩展接口上通过对称补贴坡口焊的方式焊接延长段。
实施例三
本实施例提供一种建设实施例一所述围堰的施工方法，其包括以下步骤：
步骤S1：施工锁扣钢管桩2，选用将820mm钢管作为桩体21和桩头22、锁扣23选用159mm无缝钢管作为阴锁扣231，采用I18工字型钢作为阳锁扣232，焊接成整体的锁扣钢管桩2；
步骤S2：第一次振动沉桩，将锁扣钢管桩2通过DJZ120振动锤振动锤桩，至锁扣钢管桩2端部沉入基岩表面；
步骤S3：第一次引孔，通过XD220旋挖机的螺旋钻头和清渣钻头在锁扣钢管桩2内向基岩钻孔1.5米并形成临空面；
步骤S4：第二次振动沉桩，将锁扣钢管桩2沿第一次引孔形成的孔继续向下振动沉桩，至锁扣钢管桩2的桩头22与第一次引孔形成的孔在竖直方向上重合即伸入基岩岩层1.5m；
步骤S5：第二次引孔，通过XD220旋挖机的螺旋钻头和清渣钻头在锁扣钢管桩2内由第一次引孔形成的孔底再次引孔1.5m；
步骤S6：浇筑钢筋混凝土桩2，在锁扣钢管桩2内安放直径65cm的钢筋笼32，灌注水下填充混凝土；
步骤S7：通过锁扣插接安装下一根锁扣钢管桩2并重复上述步骤S1-S6至形成围合的钢管桩围堰，在连接安装钢围堰时按照水流方向依次安装以减少水流下沉的锁钩钢管桩2的冲击；
步骤S8：后续工步，将钢管桩围堰内排水、安装内支撑、打孔浇筑桩基11与封底混凝土1。
实施例四
本实施例提供一种建设实施例二所述围堰的施工方法，其包括以下步骤：
步骤S1：施工锁扣钢管桩2，选用将820mm钢管作为桩体21和桩头22、锁扣23选用159mm无缝钢管作为阴锁扣231，采用I18工字型钢作为阳锁扣232，焊接成整体的锁扣钢管桩2；
步骤S2：第一次振动沉桩，将锁扣钢管桩2通过DJZ120振动锤振动锤桩，至锁扣钢管桩2端部沉入基岩表面；
步骤S3：第一次引孔，通过XD220旋挖机的螺旋钻头和清渣钻头在锁扣钢管桩2内向基岩钻孔2米并形成临空面；
步骤S4：第二次振动沉桩，将锁扣钢管桩2沿第一次引孔形成的孔继续向下振动沉桩，至锁扣钢管桩2的桩头22与第一次引孔形成的孔在竖直方向上重合即伸入基岩岩层2m；
步骤S5：第二次引孔，通过XD220旋挖机的螺旋钻头和清渣钻头在锁扣钢管桩2内由第一次引孔形成的孔底再次引孔2m；
步骤S6：浇筑钢筋混凝土桩2，在锁扣钢管桩2内安放直径65cm的钢筋笼32，灌注水下填充混凝土；
步骤S7：通过锁扣插接安装下一根锁扣钢管桩2并重复上述步骤S1-S6至形成围合的钢管桩围堰，在连接安装钢围堰时按照水流方向依次安装以减少水流下沉的锁钩钢管桩2的冲击；
步骤S8：后续工步，将钢管桩围堰内排水、安装内支撑、打孔浇筑桩基11与封底混凝土1。
实施例五
本实施例中所述技术方案与实施例一近似，其不同之处在于：
如图6所示，本实施例中，支撑杆5两端端部设有可调接头51，可调接头51包括连接杆52和设于连接杆52前端的连接头53，连接杆52为以螺纹螺母副连接于支撑杆5的螺纹杆，连接头52为端部与桩体21表面配合的钢板。
本实施例中，支撑杆5为空心杆，连接杆52的后端容纳于支撑杆5内部。
在安装时，将支撑杆5横置于相对设置的两根锁扣钢管桩2内侧，一端的连接头52通过配合面支撑于锁扣钢管桩2内表面H型钢围檩4上，此后，转动支撑杆5，通过螺纹螺母副的配合实现连接杆52和支撑杆5之间的相对延长，直到另一端的连接头52与对面H型钢围檩4止抵，实现快速拆装的横向支撑。
以上实施例只是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，包括封底混凝土（1）、锁扣钢管桩（2）、钢筋混凝土桩（3），其特征在于，所述封底混凝土（1）位于河床底部基岩的顶部并部分向下延伸入基岩的表面，所述封底混凝土（1）下方设有深入基岩的桩基（11）；所述锁扣钢管桩（2）包括桩体（21）和设于所述桩体（21）壁面的锁扣（23），复数个所述锁扣钢管桩（2）通过所述锁扣（23）的首尾连接包围于所述封底混凝土（1）的边缘，所述桩体（21）下端与基岩表面接触且所述桩体（21）下端一体延伸有深入基岩表面的桩头（22）；所述锁扣钢管桩（2）内还设有内支撑，所述内支撑包括H型钢围檩（4）和水平设于对侧的所述锁扣钢管桩（2）间的支撑杆（5）；所述钢筋混凝土桩（3）由所述锁扣钢管桩（2）内向下延伸至基岩内部，所述钢筋混凝土桩（3）包括混凝土基体（31）和位于所述混凝土基体（31）内的钢筋笼（32）。
2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，其特征在于，所述锁扣（23）包括阴锁扣（231）与阳锁扣（232），所述阴锁扣（231）为焊接于所述桩体（21）外壁的钢管，所述阳锁扣（232）为焊接于所述桩体（21）外壁的工字钢，所述阴锁扣（231）于其与所述桩体（21）焊接处对侧壁设有连接部（233），所述连接部（233）宽度与所述阳锁扣（232）厚度相等。
3.根据权利要求2所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，其特征在于，所述锁扣钢管桩（2）包括平面桩与转角桩；所述平面桩的所述阴锁扣（231）与阳锁扣（232）在水平投影上呈型心共面；所述转角桩的所述阴锁扣（231）与阳锁扣（232）在水平投影上呈90°垂直。
4.根据权利要求1所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，其特征在于，所述锁扣（23）由所述桩体（21）的顶端向下垂直延伸至所述桩体（21）下端与所述桩头（22）连接处，所述锁扣（23）的下端具有坡口（235）。
5.根据权利要求4所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，其特征在于，所述坡口（235）角度为30°。
6.根据权利要求1至5中任一所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，其特征在于，所述锁扣（23）两侧对称焊接有加劲板（234）。
7.根据权利要求1所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，其特征在于，所述桩头（22）长度为1.5-2米。
8.根据权利要求1所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，其特征在于，所述桩头（22）端部设有扩展接口。
9.根据权利要求1所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，其特征在于，所述支撑杆（5）端部设有可调接头（51），所述可调接头（51）包括连接杆（52）和设于所述连接杆（52）前端的连接头（53），所述连接杆（52）为以螺纹螺母副连接于所述支撑杆（5）的螺纹杆，所述连接头（52）为端部与所述桩体（21）表面配合的钢板，所述支撑杆（5）为空心杆，所述连接杆（52）的后端容纳于所述支撑杆（5）内部。
10.一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰施工方法，用于施工建设权利要求1至9中任一所述的一种用于桥梁深水基础的钢管桩围堰，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：施工所述锁扣钢管桩（2），将所述桩体（21）、桩头（22）、锁扣（23）焊接成整体的锁扣钢管桩（2）；
步骤S2：第一次振动沉桩，将锁扣钢管桩（2）通过振动锤振动锤桩，至所述锁扣钢管桩（2）端部沉入基岩表面；
步骤S3：第一次引孔，通过旋挖机的螺旋钻头和清渣钻头在所述锁扣钢管桩（2）内向基岩钻孔1.5米-2米并形成临空面；
步骤S4：第二次振动沉桩，将所述锁扣钢管桩（2）沿第一次引孔形成的孔继续向下振动沉桩，至所述锁扣钢管桩（2）的桩头（22）与第一次引孔形成的孔在竖直方向上重合；
步骤S5：第二次引孔，通过旋挖机的螺旋钻头和清渣钻头在所述锁扣钢管桩（2）内由第一次引孔形成的孔底钻孔与第一次引孔相同的深度；
步骤S6：浇筑钢筋混凝土桩（2），在所述锁扣钢管桩（2）内安放钢筋笼（32），灌注水下填充混凝土；
步骤S7：通过锁扣插接安装下一根所述锁扣钢管桩（2）并重复上述步骤S1-S6至形成围合的钢管桩围堰；
步骤S8：后续工步，将钢管桩围堰内排水、安装所述内支撑、打孔浇筑桩基（11）与封底混凝土（1）。
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