CN110453703A - 一种钢板桩围堰施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢板桩围堰施工方法，包括以下施工步骤：S1：施工前的准备工作；S2：定位测量；S3：导向架施工；S4：钢板桩施工；S5：拆除导向架，为后续施工提供空间；S6：内支撑施工，在钢板桩内侧的凹槽处焊接铰接式牛腿作为支持平台，在支撑平台上吊装内支撑，然后通过吊挂***分别将三组内支撑由上至下依次整体吊放安装至设计标高，吊放的过程中，打开铰接式牛腿，使其嵌入钢板桩内侧的凹槽内；S7：抽水吸泥、开挖基坑；S8：水下封底施工；S9：围堰拆除。本发明的优点是提高了施工效率，降低了围堰在施工过程中出现变形的可能性和施工风险，解决了涨落潮对围堰施工的影响。

Description

一种钢板桩围堰施工方法

技术领域

本发明涉及围堰施工技术领域，尤其是涉及一种钢板桩围堰施工方法。

背景技术

围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除，围堰高度高于施工期内可能出现的最高水位。

在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形式的土堰；在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩(单层或双层)围堰，以及很多会双层薄壁钢围堰，围堰的作用既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。

常见深水基础围堰主要有钢板桩围堰、锁扣钢管桩围堰、双壁钢围堰等。钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰，其强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，其用途广泛。

但是这一技术在施工的过程中，存在围堰变形、周期长、风险大等问题，并且难以消除涨落潮对围堰施工的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢板桩围堰施工方法，其优点是提高了施工效率，降低了围堰在施工过程中出现变形的可能性和施工风险，解决了涨落潮对围堰施工的影响。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钢板桩围堰施工方法，包括以下施工步骤：

S1：施工前的准备工作；

S2：定位测量，根据围堰的设计尺寸，对围堰的四个角点准确测量，通过打桩作为基准，并在四根桩的外侧围设柔性标线；

S3：导向架施工，根据施工图纸安装钢护筒，安装过程中保证钢护筒的垂直度，在钢护筒的外壁上焊接一体式牛腿作为支撑，通过横梁将导向架焊接固定在牛腿上，导向架上的双层围囹的径向宽度大于钢板桩***宽度的8-10mm；

S4：钢板桩施工，通过吊装设备和液压震动锤分两流水段对钢板桩进行插打，异形板桩合拢，形成由若干钢板桩组成的矩形围堰，施工过程中，通过多次测垂的方式保证钢板桩的垂直度，在围堰侧壁上安装连通阀，其采用预制，保证涨落潮时围堰内外的水压一致；

S5：拆除导向架，为后续施工提供空间；

S6：内支撑施工，在钢板桩内侧的凹槽处焊接铰接式牛腿作为支持平台，在支撑平台上吊装内支撑，然后通过吊挂***分别将三组内支撑由上至下依次整体吊放安装至设计标高，吊放的过程中，打开铰接式牛腿，使其嵌入钢板桩内侧的凹槽内；

S7：抽水吸泥、开挖基坑；

S8：水下封底施工；

S9：围堰拆除。

通过上述技术方案，本发明采用先支撑后开挖的方式，减小了开挖时围堰由于受力不均而出现变形的可能性，同时，三道内支撑的设置，大大提高了围堰的稳定性和受力能力，降低了开挖难度，由于内支撑水下整体下放，因此，大大缩短了开挖周期，提高了施工效率；而连通阀的设置，保证了围堰内外水位一致，有效的解决了涨落潮时围堰由于内外压力差而影响施工的问题。

本发明进一步设置为：所述S1中包括以下施工步骤：

A1：根据水位和地质条件确定钢板桩的结构参数，根据承台的尺寸和所需操作的空间确定钢板桩围堰的整体尺寸，并预留出足够的钢板桩；

A2：预制钢板桩，采用同类型钢板桩先通过坡口焊进行接长，然后再在两钢板桩的连接处焊接加固板进行加固；

A3：检查作业，对钢板桩进行变形检查、表面检查、分类和编号，检查合格后，由两组平车运至码头，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm；

A4：清理河床，排除前期施工过程中掉入河内的铁件，避免给后期钢板桩围堰带来的困难。

通过上述技术方案，预制钢板桩中，加固板的设置，大大提高了两钢板桩之间连接处的连接强度；通过对钢板桩进行检查作业，降低了钢板桩在实际使用过程中出现次品的可能；通过清理河床，保证了后期施工的顺利进行。

本发明进一步设置为：所述A3中还包括对两侧锁口用一块同型号长2-3m的短桩作通过试验，以2-3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉，最大牵引力≤KN，若锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯缺陷时，采用冷弯，热敲（温度不超过800~1000℃），焊补、铆补、割除或接长的方法加以整修。

通过上述技术方案，施工前，先通过试验来剔除或修正不符合要求的钢板桩，保证施工要求。

本发明进一步设置为：所述S4中包括以下施工步骤：

B1：在每块钢板桩的锁口处涂刷黄油，减少插打时的摩擦力；

B2：通过高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，并依次***已就位的钢板桩锁扣中；

B3：以3-5块钢板桩为一组，逐组插打到底，插打的过程中，先插打上游中间位置的钢板桩，然后向两侧插打，最终在下游合拢。

通过上述技术方案，涂刷黄油是用来减小插打时相邻钢板桩之间的摩阻力；通过逐组插打，能够有效提高插打的效率，提高加工进度。

本发明进一步设置为：所述S4中还包括：

B4：在相邻钢板桩的锁扣处粘接止水带，保证钢板桩围堰的不透水性。

通过上述技术方案，止水带的设置，用于提高围堰的密封性，降低河水渗入围堰内的可能性。

本发明进一步设置为：所述S6中包括以下施工步骤：

C1：铰接式牛腿包括上牛腿和下牛腿，两者的其中一端分别通过固定板与钢板桩焊接，另一端通过插销连接，上牛腿和下牛腿与固定板之间为铰接，取下插销后，上牛腿和下牛腿嵌入钢板桩的凹槽内；

C2：内支撑采用预制，通过吊装设备吊装至铰接式牛腿上；

C3：利用钢护筒作为支撑分别安装反力分配梁、千斤顶和吊杆，形成吊挂***，打开铰接式牛腿并通过千斤顶顶升，使内支撑下放至设计标高；

C4：通过十根圆钢吊挂固定内支撑，圆钢的一端与内支撑一侧的销轴连接，另一端通过钢板焊接固定在钢板桩的凹槽内；

C5：重复上述步骤C1、C2、C3、C4，依次完成河床上方的三道内支撑。

通过上述技术方案，能够提高内支撑安装的效率，由于内支撑采用预制，因此，在安装的过程中，只需将其吊装至水下设计标高即可，操作简单、方便施工。

本发明进一步设置为：所述S6中还包括：

C6：通过潜水员水下测量围堰与内支撑之间每处的空隙宽度，加工超垫块并将其安装至空隙处，保证内支撑与围堰紧贴。

通过上述技术方案，超垫块的设置，用于提高内支撑安装后的稳定性。

本发明进一步设置为：所述S7中包括以下施工步骤：

D1：关闭连通阀；

D2：通过水泵将围堰内的水抽出；

D3：通过吸泥机将围堰底部的泥吸出并进行基坑开挖，直到开挖至第四道内支撑标高并对其进行安装，然后继续抽水吸泥、开挖基坑至设计基底；

D4：向围堰内部回填砂石进行找平并夯实。

通过上述技术方案，回填砂石的设置，用于提高河床的平整度。

本发明进一步设置为：所述S8中包括以下施工步骤：

E1：泵送浇筑封底混凝土；

E2：待封底混凝土强度达到标准后，铺设防水卷材；

E3：在防水卷材上泵送浇筑第二层封底混凝土。

通过上述技术方案，防水卷材的设置，用于提高基底防渗的功能；两层封底混凝土的设置，用于对基底进行加固，提高其施工过程中的承载力。

本发明进一步设置为：所述S9中包括以下施工步骤：

F1：拆除第四道内支撑，进行承台墩身施工；

F2：在承台与钢板桩之间回填碎石，浇筑混凝土与承台面相平，拆除第三道内支撑；

F3：在围堰内注水至第二道内支撑一下50cm处，拆除第二道内支撑；

F4：打开连通阀，在低潮位期间，拆除第一道内支撑并拔出钢板桩。

通过上述技术方案，在低潮位期间拆除第一道内支撑和钢板桩，用于降低拆除风险，提高施工安全。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、本发明采用先支撑后开挖的方式，减小了开挖时围堰由于受力不均而出现变形的可能性，同时，三道内支撑的设置，大大提高了围堰的稳定性和受力能力，降低了开挖难度，由于内支撑水下整体下放，因此，大大缩短了开挖周期，提高了施工效率，而连通阀的设置，保证了围堰内外水位一致，有效的解决了涨落潮时围堰由于内外压力差而影响施工的问题；

2、通过试验的设置，用于剔除或修正不符合要求的钢板桩，保证施工要求；

3、止水带的设置，用于提高围堰的密封性，降低河水渗入围堰内的可能性；

4、防水卷材的设置，用于提高基底防渗的功能；两层封底混凝土的设置，用于对基底进行加固，提高其施工过程中的承载力。

具体实施方式

为本发明公开的一种钢板桩围堰施工方法，包括以下施工步骤：

S1：施工前的准备工作；S2：定位测量；S3：导向架施工；S4：钢板桩施工；S5：拆除导向架；S6：内支撑施工；S7：抽水吸泥、开挖基坑；S8：水下封底施工；S9：围堰拆除。

其中，S1中包括以下具体施工步骤：

A1：根据水位和地质条件确定钢板桩的结构参数，根据承台的尺寸和所需操作的空间确定钢板桩围堰的整体尺寸，并预留出足够的钢板桩；

A2：钢板桩的规格确定后，开始预制钢板桩，预制时，采用同类型钢板桩，先通过坡口焊进行接长，然后再在两钢板桩的连接处焊接加固板进行加固，从而提高钢板桩结构的稳定性和牢靠性保证施工质量；

A3：检查作业，对钢板桩进行变形检查、表面检查、分类和编号，检查合格后，由两组平车运至码头，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm，同时在施工前，对两侧锁口用一块同型号长2-3m的短桩作通过试验，以2-3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉，最大牵引力≤KN，若锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯缺陷时，采用冷弯，热敲（温度不超过800~1000℃），焊补、铆补、割除或接长的方法加以整修；

A4：清理河床，排除前期施工过程中掉入河内的铁件，避免给后期钢板桩围堰带来的困难，从而提高后期的施工进度。

在步骤S2中，根据围堰的设计尺寸，对围堰的四个角点准确测量，通过打桩作为基准，并在四根桩的外侧围设柔性标线，以便工作人员能够根据标线准确施工，降低了施工难度。

在步骤S3中，根据施工图纸安装钢护筒，安装的过程中需保证钢护筒的垂直度，安装完毕后，在钢护筒的外壁上焊接一体式牛腿作为支撑，通过横梁或三角板将导向架焊接固定在一体式牛腿上，导向架采用预制或现场拼装，导向架上的双层围囹的径向宽度大于钢板桩***宽度的8-10mm，以便工作人员能够准确的将钢板桩***。

S4中包括以下具体施工步骤：

B1：在每块钢板桩的锁口处涂刷黄油，减少插打时的摩擦力，从而提高安装精度和施工效率；

B2：通过高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，并依次***已就位的钢板桩锁扣中；

B3：以3-5块钢板桩为一组，通过吊装设备和液压震动锤分两流水段逐组插打到底，插打的过程中，先插打上游中间位置的钢板桩，然后向两侧插打，最终在下游合拢，形成由若干钢板桩组成的矩形围堰，施工过程中，通过多次测垂的方式保证钢板桩的垂直度；围堰安装完毕后，在围堰侧壁上安装连通阀，其可采用预制，用于保证涨落潮时围堰内外的水压一致，从而降低围堰由于受力不均而出现变形的可能性；

B4：在相邻钢板桩的锁扣处粘接止水带，用于保证钢板桩围堰的不透水性，提高了施工的安全性。

在步骤S5中，为了给后续的施工提供操作空间，拆除导向架，拆除的顺序与安装的顺序相反。

S6中包括以下具体施工步骤：

C1：安装铰接式牛腿，其包括上牛腿和下牛腿，两者的一端分别通过固定板与钢板桩焊接，另一端通过插销相互连接，上牛腿、下牛腿与固定板之间为铰接，取下插销后，上牛腿和下牛腿可嵌入钢板桩的凹槽内；

C2：内支撑采用预制，通过吊装设备吊装至铰接式牛腿上；

C3：利用钢护筒作为支撑分别安装反力分配梁、千斤顶和吊杆，形成吊挂***，打开铰接式牛腿并通过千斤顶顶升，使内支撑下放至设计标高；

C4：通过十根圆钢吊挂固定内支撑，圆钢的一端与内支撑一侧的销轴连接，另一端通过钢板焊接固定在钢板桩的凹槽内；

C5：重复上述步骤C1、C2、C3、C4，依次完成河床上方的三道内支撑。

C6：通过潜水员水下测量围堰与内支撑之间每处的空隙宽度，加工超垫块并将其安装至空隙处，保证内支撑与围堰紧贴，提高内支撑安装后的稳定性。

S7中包括以下具体施工步骤：

D1：关闭连通阀，使围堰内与外界断开；

D2：通过水泵将围堰内的水抽出；

D3：通过吸泥机将围堰底部的泥吸出并进行基坑开挖，直到开挖至第四道内支撑标高并对其进行安装，然后继续抽水吸泥、开挖基坑至设计基底；

D4：向围堰内部回填砂石进行找平并夯实，用于提高河床的平整度。

S8中包括以下具体施工步骤：

E1：泵送浇筑封底混凝土；

E2：待封底混凝土强度达到标准后，铺设防水卷材；

E3：在防水卷材上泵送浇筑第二层封底混凝土，进行二次加固和加厚，提高基底的稳定性和承载能力。

S9中包括以下具体施工步骤：

F1：基底作业完成后，拆除第四道内支撑，进行承台墩身施工；

F2：在承台与钢板桩之间回填碎石，并浇筑混凝土与承台面相平，然后拆除第三道内支撑；

F3：在围堰内注水至第二道内支撑一下50cm处，拆除第二道内支撑；

F4：打开连通阀，在低潮位期间，拆除第一道内支撑并拔出钢板桩，回收至指定区域，完成施工。

本发明采用先支撑后开挖的方式，减小了开挖时围堰由于受力不均而出现变形的可能性，同时，三道内支撑的设置，大大提高了围堰的稳定性和受力能力，降低了开挖难度，由于内支撑水下整体下放，因此，大大缩短了开挖周期，提高了施工效率，而连通阀的设置，保证了围堰内外水位一致，有效的解决了涨落潮时围堰由于内外压力差而影响施工的问题。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：

S1：施工前的准备工作；

S2：定位测量，根据围堰的设计尺寸，对围堰的四个角点准确测量，通过打桩作为基准，并在四根桩的外侧围设柔性标线；

S3：导向架施工，根据施工图纸安装钢护筒，安装过程中保证钢护筒的垂直度，在钢护筒的外壁上焊接一体式牛腿作为支撑，通过横梁将导向架焊接固定在一体式牛腿上，导向架上的双层围囹的径向宽度大于钢板桩***宽度的8-10mm；

S4：钢板桩施工，通过吊装设备和液压震动锤分两流水段对钢板桩进行插打，异形板桩合拢，形成由若干钢板桩组成的矩形围堰，施工过程中，通过多次测垂的方式保证钢板桩的垂直度，在围堰侧壁上安装连通阀，其采用预制，保证涨落潮时围堰内外的水压一致；

S5：拆除导向架，为后续施工提供空间；

S6：内支撑施工，在钢板桩内侧的凹槽处焊接铰接式牛腿作为支撑平台，在支装平台上吊装内支撑，然后通过吊挂***分别将三组内支撑由上至下依次整体吊放安装至设计标高，吊放的过程中，打开铰接式牛腿，使其嵌入钢板桩内侧的凹槽内；

S7：抽水吸泥、开挖基坑；

S8：水下封底施工；

S9：围堰拆除。

2.根据权利要求1所述的一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述S1中包括以下施工步骤：

A1：根据水位和地质条件确定钢板桩的结构参数，根据承台的尺寸和所需操作的空间确定钢板桩围堰的整体尺寸，并预留出足够的钢板桩；

A2：预制钢板桩，采用同类型钢板桩先通过坡口焊进行接长，然后再在两钢板桩的连接处焊接加固板进行加固；

A3：检查作业，对钢板桩进行变形检查、表面检查、分类和编号，检查合格后，由两组平车运至码头，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm；

A4：清理河床，排除前期施工过程中掉入河内的铁件，避免给后期钢板桩围堰带来的困难。

3.根据权利要求2所述的一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述A3中还包括对两侧锁口用一块同型号长2-3m的短桩作通过试验，以2-3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉，最大牵引力≤KN，若锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯缺陷时，采用冷弯，热敲（温度不超过800~1000℃），焊补、铆补、割除或接长的方法加以整修。

4.根据权利要求1所述的一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述S4中包括以下施工步骤：

B1：在每块钢板桩的锁口处涂刷黄油，减少插打时的摩擦力；

B2：通过高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，并依次***已就位的钢板桩锁扣中；

B3：以3-5块钢板桩为一组，逐组插打到底，插打的过程中，先插打上游中间位置的钢板桩，然后向两侧插打，最终在下游合拢。

5.根据权利要求4所述的一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述S4中还包括：

B4：在相邻钢板桩的锁扣处粘接止水带，保证钢板桩围堰的不透水性。

6.根据权利要求1所述的一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述S6中包括以下施工步骤：

C1：铰接式牛腿包括上牛腿和下牛腿，两者的其中一端分别通过固定板与钢板桩焊接，另一端通过插销连接，上牛腿和下牛腿与固定板之间为铰接，取下插销后，上牛腿和下牛腿嵌入钢板桩的凹槽内；

C2：内支撑采用预制，通过吊装设备吊装至铰接式牛腿上；

C3：利用钢护筒作为支撑分别安装反力分配梁、千斤顶和吊杆，形成吊挂***，打开铰接式牛腿并通过千斤顶顶升，使内支撑下放至设计标高；

C4：通过十根圆钢吊挂固定内支撑，圆钢的一端与内支撑一侧的销轴连接，另一端通过钢板焊接固定在钢板桩的凹槽内；

C5：重复上述步骤C1、C2、C3、C4，依次完成河床上方的三道内支撑。

7.根据权利要求6所述的一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述S6中还包括：

C6：通过潜水员水下测量围堰与内支撑之间每处的空隙宽度，加工超垫块并将其安装至空隙处，保证内支撑与围堰紧贴。

8.根据权利要求1所述的一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述S7中包括以下施工步骤：

D1：关闭连通阀；

D2：通过水泵将围堰内的水抽出；

D3：通过吸泥机将围堰底部的泥吸出并进行基坑开挖，直到开挖至第四道内支撑标高并对其进行安装，然后继续抽水吸泥、开挖基坑至设计基底；

D4：向围堰内部回填砂石进行找平并夯实。

9.根据权利要求1所述的一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述S8中包括以下施工步骤：

E1：泵送浇筑封底混凝土；

E2：待封底混凝土强度达到标准后，铺设防水卷材；

E3：在防水卷材上泵送浇筑第二层封底混凝土。

10.根据权利要求1所述的一种钢板桩围堰施工方法，其特征在于：所述S9中包括以下施工步骤：

F1：拆除第四道内支撑，进行承台墩身施工；

F2：在承台与钢板桩之间回填碎石，浇筑混凝土与承台面相平，拆除第三道内支撑；

F3：在围堰内注水至第二道内支撑一下50cm处，拆除第二道内支撑；

F4：打开连通阀，在低潮位期间，拆除第一道内支撑并拔出钢板桩。