CN110359476B - 一种钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁水中基础施工技术领域，具体公开了一种钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法,利用河道的短时低水位期进行如下施工：先矮筑岛施工、开挖基坑，在基坑底部开挖圆形槽及矩形槽；在圆形槽内安装钢护筒，在钢护筒间连接作为安装平台的桩间联结系和牛腿；在矩形槽内安装钢板桩围堰至合龙，在矩形槽顶部外侧支模浇筑混凝土止水带；随后在安装平台上进行钢护筒接高，随后将安装平台拆装上移，最终安装平台作为施工钻孔平台，完成施工。安装平台可循环拆卸使用，既能用于钢板桩围堰内支撑安装、钢护筒接高及钻孔平台拼装，又能增强钢护筒间连接的稳定性，拆装方便快捷，有效的缩短了工期，减少施工投入，节约成本。

Description

一种钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施 工方法

技术领域

本发明涉及桥梁水中基础施工技术领域，具体公开了一种钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法。

背景技术

在深水基础施工中，钢板桩围堰及钢护筒利用钻孔平台和支栈桥辅助平台进行施工。若河床覆盖层较薄，其下为岩层地质条件时，上述平台钢管桩存在振动插打不到位或钻机引孔跟进施工周期长等缺点。

特别是部分河流，因季节性变化、汛期、蓄水发电等原因，存在短暂低水位期和较长高水位期情况时，若钢板桩围堰与钻孔桩钢护筒仍利用钻孔平台和支栈桥辅助平台进行施工，则不能很好利用低水位期优势，必然导致施工周期长，投入多。

常规桥梁水中基础施工方案：

水中钻孔桩基础施工主要包括两种方案：先堰后桩和先桩后堰。

先桩后堰：即先施工钢平台，在钢平台上进行水中钻孔桩施工，桩基施工完成后，拆除钻孔平台、拼装围堰，完成水中承台施工。

此种方案在本项目中施工时缺点为：不能合理利用低水位期，钻孔平台要按高水位期设防，由于地层坚硬，钢管桩插打困难，普遍存在插打不到位情况，若要解决插打不到位问题，一是增加钢管桩数量，通过降低桩反力，减少入土深度（缺点是材料投入多）；二是采用冲击钻机在钢管桩内铣孔，然后钢管桩跟进方式插打到位（工期长，投入大）。钢护筒同样存在插打不到位，基础锚固不牢的问题。

钻孔桩施工完成后，进行围堰施工前，需对河床进行清理，可采用空压机吸石、长臂挖掘机直接挖掘或抓斗抓碴等三种办法，缺点都是工期长，投入大，且围堰类型只能选用钢套箱围堰，钢板桩与锁口钢管桩围堰插打不到位，满足不了受力要求。若是采用锁扣钢管桩结合钻孔桩组合形式，投入大，工期长。

先堰后桩：即先施工钢围堰，利用钢围堰做施工平台进行水中钻孔桩施工。

此种方案常在大江大河中采用，河流通航，可采用钢围堰（主要是双壁钢套箱围堰）整体浮运至墩位处，采用大型设备整体起吊或定位船定位后下沉到位。

此方案存在的缺点是：一是河床地层清理，限制较多，小型船只（主要是小渔船）或浮箱施工效率低；二是围堰选择上只能采用双壁围堰（设计推荐也是双壁钢套箱围堰），其拼装下放无法实现（无大型水上设备，无法实现定位及下沉）。

发明内容

针对现有技术中存在的问题及不足，本发明提供一种可循环倒用适于围堰内支撑安装、钢护筒接高及钻孔平台拼装的钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，在河道处于枯水期时进行如下施工：

第一步，施工矮筑岛，并在矮筑岛上进行放坡开挖基坑，在基坑底部开挖多个用于安装钢护筒的圆形槽，所述圆形槽呈矩形均匀阵列，绕多个圆形槽的周向开挖闭合的矩形槽，所述矩形槽用于安装钢板桩围堰，所述矩形槽的宽度大于所要安装钢板桩围堰的宽度；

第二步，在圆形槽内安装首层钢护筒，并在圆形槽与首层钢护筒之间的孔隙内浇筑砂浆，在首层钢护筒侧面绕周向设有耳板组，耳板组包括两圈耳板，分别为上圈耳板及下圈耳板，每圈耳板包括四个耳板，相邻两个钢护筒位置对应的两个耳板间通过桩间联结系连接，所述上圈耳板的高度与所需安装的第一层圈梁的高度相对应，在最外圈的钢护筒的外侧可拆卸连接有牛腿，所述牛腿的顶部与上圈耳板连接，所述牛腿的底部与下圈耳板连接，在桩间联结系和牛腿组成的第一安装平台上进行第一层圈梁的安装，在第一层圈梁的四角处焊接用于加固的内支撑；

第三步，利用矩形槽作为钢板桩围堰的底部导向及底部限位进行钢板桩围堰的安装，第一层圈梁作为钢板桩围堰的上部导向并进行点焊定位，在钢板桩围堰的底部和上部定位安装后，钢板桩围堰通过底部矩形槽进行定位安装至合龙，在钢板桩围堰安装完毕后，在钢板桩围堰与钢护筒间的基坑内浇筑混凝土将钢板桩围堰与钢护筒的底部进行加固，在矩形槽顶部外侧支模浇筑混凝土止水带；

第四步，在第一安装平台上进行中层钢护筒的安装，将中层钢护筒的底部与对应首层钢护筒的顶部焊接，所述中层钢护筒上下各设有耳板组，耳板组参照首层钢护筒上的耳板组设置，耳板组包括两圈耳板，分别为上圈耳板及下圈耳板，两个耳板组分别为上耳板组和下耳板组；下耳板组的上圈耳板的安装高度与第二层圈梁的安装高度相对应，拆除第一安装平台的桩间联结系及牛腿，并上移至中节钢护筒的下耳板组处进行安装作为第二安装平台，在第二安装平台上安装第二层圈梁，在第二层圈梁的四角处焊接用于加固的内支撑；

第五步，拆除第二安装平台的桩间联结系及牛腿，并上移至中节钢护筒的上耳板组处进行安装作为第三安装平台，在第三安装平台上安装第三层圈梁，在第三层圈梁的四角处焊接用于加固的内支撑；

第六步，在第三安装平台上进行顶节钢护筒的焊接，在顶节钢护筒外表面上也设有耳板组，耳板组参照首层钢护筒上的耳板组设置，包括上圈耳板和下圈耳板，焊接完成后拆除第三安装平台的桩间联结系及牛腿，并上移至顶节钢护筒的耳板处进行连接固定后作为第四安装平台，所述第四安装平台作为施工钻孔平台，完成施工。

优选的，第一步中，圆形槽及矩形槽开挖深度不小于50cm；矩形槽的宽度比钢板桩围堰的设计尺寸宽不小于5cm。

优选的，第一步中，所述基坑开挖至硬质层。

优选的，在第二步之前，在矩形槽的底部采用砂浆找平，在圆形槽的底部用环形砂浆带找平。

优选的，桩间联结系及牛腿均通过销轴与耳板可拆卸连接。

优选的，在钢护筒外壁上焊接有用于施工人员攀爬的钢筋爬梯。

优选的，所述钢板桩围堰间互相扣合连接。

优选的，圈梁与钢板桩围堰的内侧通过焊接固定。

优选的，在钢板桩围堰的内侧于圈梁位置对应处焊接小钢板牛腿，圈梁的边缘搭接在小钢板牛腿上。

本发明的有益效果是：

1. 采用桩间联结系和牛腿组成的施工安装平台，避免采用吊篮或吊架进行施工，降低了施工人员在焊接安装时的安全风险；

2. 桩间联结系和牛腿组成的施工安装平台可循环拆卸使用，减少钢板桩围堰2安装时的临时导向及限位装置、钢护筒3接高及钻孔平台施工时临时操作平台的投入；

3. 采用桩间联结系和牛腿组成的施工安装平台既能用于钢板桩围堰2内支撑安装、钢护筒3接高及钻孔平台拼装，又能增强钢护筒3间连接的稳定性。

4. 桩间联结系和牛腿通过销轴与钢护筒3上的耳板连接，拆装方便快捷。

5. 本发明中首层钢护筒31与钢板桩围堰2的安装方式与插打式安装相比，插打式是采用履带吊机吊装振动锤，振动锤的夹持器夹着首层钢护筒31或者钢板桩围堰2向下振动打入，本发明中的安装是在无水环境露天状态进行施工，施工难度降低，安装固定效果良好。

6.本发明实现了钢护筒3与钢板桩围堰2的同时施工，有效的缩短了工期，且有效的利用了河道低水位进行围堰的安装后，降低了之后的河道水位升高后的施工难度，有效的利用了河道的水文条件，利用河道的短时低水位期，减少施工投入，节约成本。

附图说明

图1是本发明步骤一的施工示意图；

图2是图1俯视图；

图3是本发明步骤二的施工示意图；

图4是本发明步骤三的施工示意图；

图5是本发明步骤四的施工示意图；

图6是本发明步骤五的施工示意图；

图7是本发明步骤六的施工示意图；

图8是本发明中桩间联结系和牛腿与钢护筒安装示意图；

图9是本发明中圈梁与内支撑安装示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

本实施例中施工的某河道的河床地层依次为中砂、粗圆砾土、强风化砂岩，其中中砂层较薄，密实粗圆砾土地基承载力650KPa，强风化砂岩地基承载力250KPa。

如图1至图9所示，一种钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，在河道处于枯水期时，或者受库区泄洪影响，在泄洪调控期存在短时低水位情况下进行如下施工：

第一步，如图1至图3所示，施工矮筑岛1，并在矮筑岛1上进行放坡开挖基坑13至砂岩面，在基坑13底部所处砂岩面上开挖多个用于安装钢护筒的圆形槽11，所述圆形槽11呈矩形均匀阵列，绕多个圆形槽11的周向开挖闭合的矩形槽12，所述矩形槽12用于安装钢板桩围堰2，所述矩形槽12的宽度大于所要安装钢板桩围堰2的宽度，即所述矩形槽12的宽度比钢板桩围堰2的设计尺寸宽5cm。

第二步，如图3所示，在圆形槽11内安装首层钢护筒31，为了保证首层钢护筒31的根部稳定，在圆形槽11与首层钢护筒31之间的孔隙内浇筑砂浆，在首层钢护筒31侧面绕周向设有耳板组，耳板组包括两圈耳板，分别为上圈耳板311及下圈耳板312，每圈耳板包括四个耳板，相邻两个钢护筒位置对应的两个耳板间通过桩间联结系41连接，所述上圈耳板311的高度与所需安装的第一层圈梁51的高度相对应，在最外圈的钢护筒的外侧可拆卸连接有牛腿42，所述牛腿42的顶部与上圈耳板311连接，所述牛腿42的底部与下圈耳板312连接，在桩间联结系和牛腿42组成的第一安装平台4上进行第一层圈梁51的安装，在第一层圈梁51的四角处焊接用于加固的内支撑511。

第三步，如图4所示，利用矩形槽12作为钢板桩围堰2的底部导向及底部限位进行钢板桩围堰2的安装，在安装钢板桩围堰2时可先将第一块钢板桩围堰2板通过点焊的方式与第一层圈梁51临时固定连接进行预定位，第一层圈梁51作为钢板桩围堰2的上部导向，在第一面钢板桩围堰2的底部和上部定位安装后，将其余三面的钢板桩围堰2通过底部矩形槽12进行定位安装至合龙，在钢板桩围堰2安装完毕后，在钢板桩围堰2与首层钢护筒31间的基坑13内浇筑混凝土将钢板桩围堰2与首层钢护筒31的底部进行加固，浇筑混凝土的深度与钻孔桩承台底部高度相对应，为了之后的施工不受水位上升的影响，在矩形槽12顶部外侧支模浇筑混凝土止水带14，保持无水环境。

第四步，如图4和图5所示，在第一安装平台4上进行中层钢护筒32的安装，将中层钢护筒32的底部与对应首层钢护筒31的顶部焊接，所述中层钢护筒32上下各设有耳板组，耳板组参照首层钢护筒31上的耳板组设置；两个耳板组分别为上耳板组和下耳板组，上耳板组包括上圈耳板321及下圈耳板322，下耳板组包括上圈耳板323及下圈耳板324，下耳板组的上圈耳板323的安装高度与第二层圈梁52的安装高度相对应，拆除第一安装平台4的桩间联结系及牛腿42，并上移至中节钢护筒32的下耳板组处进行安装作为第二安装平台6，在第二安装平台6上安装第二层圈梁52，在第二层圈梁52的四角处焊接用于加固的内支撑521；

第五步，如图6所示，拆除第二安装平台6的桩间联结系及牛腿，并上移至中节钢护筒32的上耳板组处进行安装作为第三安装平台7，在第三安装平台7上安装第三层圈梁53，在第三层圈梁53的四角处焊接用于加固的内支撑531；

第六步，如图6和图7所示，在第三安装平台7上进行顶节钢护筒33的焊接，在顶节钢护筒33外表面上也设有耳板组，耳板组参照首层钢护筒31上的耳板组设置，包括上圈耳板331和下圈耳板332，焊接完成后拆除第三安装平台7的桩间联结系及牛腿，并上移至顶节钢护筒33的上圈耳板331和下圈耳板332处进行连接固定后作为第四安装平台8，所述第四安装平台8作为施工钻孔平台，完成施工。

进一步的，在第一步中，为了使首层钢护筒31及钢板桩围堰2的安装更加牢固，所述圆形槽11及矩形槽12开挖深度不小于50cm。

进一步的，为了满足首层钢护筒31及钢板桩围堰2的安装条件在第二步之前，在矩形槽12的底部采用砂浆找平，在圆形槽11的底部用环形砂浆带找平。

进一步的，如图8所示，桩间联结系及牛腿均通过销轴43与耳板可拆卸连接。

进一步的，为了在安装平台移动后，便于施工人员攀爬，在钢护筒3外壁上焊接有钢筋爬梯。

进一步的，为了加强围堰的防水性，采用可以扣合连接的钢板桩围堰2，使安装过程更加牢固简便。

进一步的，上述步骤中圈梁5与钢板桩围堰2的固定方式有两种可以选择：1.圈梁5与钢板桩围堰2的内侧通过焊接固定；2.在钢板桩围堰2的内侧于圈梁5位置对应处焊接小钢板牛腿，圈梁5的边缘搭接在小钢板牛腿上。

进一步的，如图9所示，为了提高圈梁5的加固效果，在圈梁5的四角处焊接用于加固的内支撑时，每个角处采用双排内支撑。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1. 采用桩间联结系和牛腿组成的施工安装平台，避免采用吊篮或吊架进行施工，降低了施工人员在焊接安装时的安全风险；

2. 桩间联结系和牛腿组成的施工安装平台可循环拆卸使用，减少钢板桩围堰2安装时的临时导向及限位装置、钢护筒3接高及钻孔平台施工时临时操作平台的投入；

3. 采用桩间联结系和牛腿组成的施工安装平台既能用于钢板桩围堰2内支撑安装、钢护筒3接高及钻孔平台拼装，又能增强钢护筒3间连接的稳定性。

4. 桩间联结系和牛腿通过销轴与钢护筒3上的耳板连接，拆装方便快捷。

5. 本发明中首层钢护筒31与钢板桩围堰2的安装方式与插打式安装相比，插打式是采用履带吊机吊装振动锤，振动锤的夹持器夹着首层钢护筒31或者钢板桩围堰2向下振动打入，本发明中的安装是在无水环境露天状态进行施工，施工难度降低，安装固定效果良好。

6.本发明实现了钢护筒3与钢板桩围堰2的同时施工，有效的缩短了工期，且有效的利用了河道低水位进行围堰的安装后，降低了之后的河道水位升高后的施工难度，有效的利用了河道的水文条件，利用河道的短时低水位期，减少施工投入，节约成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (9)

1.一种钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，其特征在于：在河道处于枯水期时进行如下施工： 第一步，施工矮筑岛，并在矮筑岛上进行放坡开挖基坑，在基坑底部开挖多个用于安装钢护筒的圆形槽，所述圆形槽呈矩形均匀阵列，绕多个圆形槽的周向开挖闭合的矩形槽，所述矩形槽用于安装钢板桩围堰，所述矩形槽的宽度大于所要安装钢板桩围堰的宽度； 第二步，在圆形槽内安装首层钢护筒，并在圆形槽与首层钢护筒之间的孔隙内浇筑砂浆，在首层钢护筒侧面绕周向设有耳板组，耳板组包括两圈耳板，分别为上圈耳板及下圈耳板，每圈耳板包括四个耳板，相邻两个钢护筒位置对应的两个耳板间通过桩间联结系连接，所述上圈耳板的高度与所需安装的第一层圈梁的高度相对应，在最外圈的钢护筒的外侧可拆卸连接有牛腿，所述牛腿的顶部与上圈耳板连接，所述牛腿的底部与下圈耳板连接，在桩间联结系和牛腿组成的第一安装平台上进行第一层圈梁的安装，在第一层圈梁的四角处焊接用于加固的内支撑； 第三步，利用矩形槽作为钢板桩围堰的底部导向及底部限位进行钢板桩围堰的安装，第一层圈梁作为钢板桩围堰的上部导向并进行点焊定位，在钢板桩围堰的底部和上部定位安装后，钢板桩围堰通过底部矩形槽进行定位安装至合龙，在钢板桩围堰安装完毕后，在钢板桩围堰与钢护筒间的基坑内浇筑混凝土将钢板桩围堰与钢护筒的底部进行加固，在矩形槽顶部外侧支模浇筑混凝土止水带； 第四步，在第一安装平台上进行中层钢护筒的安装，将中层钢护筒的底部与对应首层钢护筒的顶部焊接，所述中层钢护筒上下各设有耳板组，耳板组参照首层钢护筒上的耳板组设置，耳板组包括两圈耳板，分别为上圈耳板及下圈耳板，两个耳板组分别为上耳板组和下耳板组；下耳板组的上圈耳板的安装高度与第二层圈梁的安装高度相对应，拆除第一安装平台的桩间联结系及牛腿，并上移至中节钢护筒的下耳板组处进行安装作为第二安装平台，在第二安装平台上安装第二层圈梁，在第二层圈梁的四角处焊接用于加固的内支撑； 第五步，拆除第二安装平台的桩间联结系及牛腿，并上移至中节钢护筒的上耳板组处进行安装作为第三安装平台，在第三安装平台上安装第三层圈梁，在第三层圈梁的四角处焊接用于加固的内支撑； 第六步，在第三安装平台上进行顶节钢护筒的焊接，在顶节钢护筒外表面上也设有耳板组，耳板组参照首层钢护筒上的耳板组设置，包括上圈耳板和下圈耳板，焊接完成后拆除第三安装平台的桩间联结系及牛腿，并上移至顶节钢护筒的耳板处进行连接固定后作为第四安装平台，所述第四安装平台作为施工钻孔平台，完成施工。

2.根据权利要求1所述的钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，其特征在于，第一步中，圆形槽及矩形槽开挖深度不小于50cm；矩形槽的宽度比钢板桩围堰的设计尺寸宽不小于5cm。

3.根据权利要求1所述的钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，其特征在于，第一步中，所述基坑开挖至硬质层。

4.根据权利要求1或2所述的钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，其特征在于，在第二步之前，在矩形槽的底部采用砂浆找平，在圆形槽的底部用环形砂浆带找平。

5.根据权利要求1所述的钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，其特征在于，桩间联结系及牛腿均通过销轴与耳板可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，其特征在于，在钢护筒外壁上焊接有用于施工人员攀爬的钢筋爬梯。

7.根据权利要求1所述的钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，其特征在于，所述钢板桩围堰间互相扣合连接。

8.根据权利要求1或7所述的钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，其特征在于，圈梁与钢板桩围堰的内侧通过焊接固定。

9.根据权利要求1或7所述的钢板桩围堰内支撑与钻孔桩钢护筒安装用施工平台的施工方法，其特征在于，在钢板桩围堰的内侧与圈梁位置对应处焊接小钢板牛腿，圈梁的边缘搭接在小钢板牛腿上。

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