CN1837512B - 一种钢板桩和钢管桩组合围堰及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢板桩和钢管桩组合围堰，其特征在于两根钢管桩之间设置至少一片钢板桩，相邻的钢板桩和钢管桩之间通过企口连接，钢管桩和钢板桩的入土深度一致。本发明将钢管桩和钢板桩相联合，使围堰结构和基坑围护结构相结合，既解决了水中施工中的止水问题，又提供了水下深基坑围护的问题，节约材料，减小了围堰范围和土石方的工作量，施工方便，比其它围堰加基坑支护形式更加经济合理。

Description

一种钢板桩和钢管桩组合围堰及其制作方法
技术领域：
本发明涉及本发明涉及水中施工过程中基坑止水围护方面的大型土建材料，特别涉及一种钢板桩和钢管桩组合围堰。
背景技术：
对于水中基坑开挖，具体应有安全的基坑防护，即在基坑周围修筑围堰，以便排水、挖基和砌筑基础施工。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。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，并具有较好的挡水性，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。钢管桩刚度很大、不易变形，但是钢管桩与钢管桩之间接口处的止水效果施工中难以保证。
发明内容：
本发明的一个目的是提供一种能够克服以上缺陷的钢板桩和钢管桩组合围堰。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种钢板桩和钢管桩组合围堰，其特征在于两根钢管桩之间设置至少一片钢板桩，相邻的钢板桩和钢管桩之间通过企口连接，钢管桩和钢板桩的长度一致，长度为10～50m，钢管桩和钢板桩的沉桩深度一致，沉桩深度为5m～40m。两根钢管桩之间可以设置1～3片钢板桩。
本发明的另一目的是提供一种能够克服以上缺陷的钢板桩和钢管桩组合围堰制作方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种钢板桩和钢管桩组合围堰制作方法，其特征在于它包括以下步骤：A、搭设工作台，清理水底障碍物，并将河床围堰位置整平，整平后地面倾斜度不大于0.5％；B、交替吊装钢管桩和钢板桩，并用企口将其连接定位，两根相邻的钢管桩之间设置1～3片钢板桩，钢管桩和钢板桩的长度一致，长度为10～50m；C、利用打桩设备将其沉入河床，钢管桩和钢板桩的沉桩深度一致，沉桩深度为5m～40m。
本发明将钢管桩和钢板桩相联合，使围堰结构和基坑围护结构相结合，既解决了水中施工中的止水问题，又提供了水下深基坑围护的问题，节约材料，减小了围堰范围和土石方的工作量，施工方便，比其它围堰加基坑支护形式更加经济合理。
附图说明：
图1为根据本发明一实施例的结构的平面示意图
图2为根据本发明另一实施例的结构的平面示意图
图3为钢板桩的结构示意图
图4为钢管桩的结构示意图
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。
一种钢板桩和钢管桩组合围堰，其特征在于两根钢管桩1之间设置至少一片钢板桩2，相邻的钢板桩2和钢管桩1之间通过企口连接，钢管桩1和钢板桩2的长度一致，长度为10～50m，钢管桩1和钢板桩2的沉桩深度一致，沉桩深度为5m～40m。本发明采用的钢管桩1的规格为φ400～φ1500(直径/mm)，钢板桩2的规格为III号(400×150×13.1)或IV号(400×170×15.5)钢板桩，钢管桩1和钢板桩2的结构如图3和图4所示。本发明相邻两根钢管桩1之间可设置1～3片钢板桩2，故相邻两根钢管桩1的中心间距在800mm～2700mm之间。钢管桩1两侧设有钢管桩企口4，钢板桩2两侧设有钢板桩企口3，相邻的钢管桩1和钢板桩2之间通过钢板桩企口3和钢管桩企口4连接，相邻的两个钢板桩2之间通过各自的钢板桩企口3连接。钢板桩2和钢管桩1沉桩深度一致，均要达到围堰抗渗设计深度，按照基坑防渗要求进行计算围堰抗渗设计深度，具体方法见《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)、《基坑工程设计规程》(DGJ08-61-97)。
钢板桩企口3外侧设有一个连接勾件，钢管桩企口4外侧也设有一个于钢板桩企口3的连接勾件相配合的勾件，因此钢板桩企口3不仅可以和钢板桩企口3连接，也可以和钢管桩企口4连接。
一种钢板桩和钢管桩组合围堰制作方法，其特征在于它包括以下步骤：A、搭设工作台，清理水底障碍物，将河床围堰位置整平，整平后地面倾斜度不大于0.5％；B、交替吊装钢管桩1和钢板桩2，并用企口将其连接定位，两根钢管桩1之间设置1～3片钢板桩2，钢管桩1和钢板桩2的长度一致，长度为10～50m，；C、利用打桩设备将其沉入河床，钢管桩1和钢板桩2的沉桩深度一致，沉桩深度为5m～40m。陆上部分的围堰采用陆上打桩机打入的方法沉桩，水上部分的围堰桩则采用由驳船上吊机挂振动锤打入的方法沉桩，锤重不宜大于4.5t(柴油锤)，锤击过程中桩架前应有横向约束装置防止横向失稳。沉桩过程要进行标高、平面位置、倾斜度等的多次测量，钢管桩1和钢板桩2的沉桩深度一致，即顶底标高一致，桩顶标高允许偏差为-50～100mm，沉桩平面位置允许偏差为150mm，沉桩倾斜度不大于1％。
工程实例：某江中开挖工程，河水深5m，河床下基坑开挖深度10m，基坑总周长500m。采用本发明作为挡水围堰兼作开挖支护结构。用Φ800企口钢管桩和III号钢板桩(400×150×13.1)形成组合围堰，桩长32m，沉桩深度为22m。根据《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)、《基坑工程设计规程》(DGJ08-61-97)对围堰结构进行稳定性验算，结果如下：
(a)整体稳定性  KRS＝1.6＞1.2
(b)倾覆和滑移稳定性
Ka＝1.38＞1.3；KC＝7.42＞1.3
(c)***稳定性  Kh＝3.07＞1.3
(d)渗流稳定性  KRW＝1.38＞1.2
(e)抗管涌验算  按砂土，安全系数K＝1.629，
               按粘土，安全系数K＝2.443
(f)围堰最大水平变形17.9mm＜30mm。
以上验算均满足设计要求。
本工程若采用传统钢板桩围堰，使用III号钢板桩(400×150×13.1)，长40m，沉桩深度为30m，合计用钢量7532.5t。本工程若采用传统钢管桩围堰，使用Φ800企口钢管桩，长30m，沉桩深度为20m，合计用钢量6026t。在本工程实例中，本发明合计用钢量5785t，分别是传统钢板桩围堰和钢管桩围堰用钢量的75.8％和96％。由于本发明将钢管桩和钢板桩间隔相连，利用钢管桩提高围堰的整体刚度，利用钢板桩的柔性协调桩间的变形，更好地保证了围堰的刚度和止水效果。

Claims (3)

1.一种钢板桩和钢管桩组合围堰，其特征在于两根钢管桩之间设置至少一片钢板桩，相邻的钢板桩和钢管桩之间通过企口连接，钢板桩企口外侧设有一个连接勾件，钢管桩企口外侧也设有一个与钢板桩企口的连接勾件相配合的勾件，钢管桩和钢板桩的总长一致，均为10～50m，钢管桩和钢板桩的沉桩深度一致，沉桩深度为5m～40m。
2.如权利要求1所述的钢板桩和钢管桩组合围堰，其特征在于两根相邻的钢管桩之间设置1～3片钢板桩。
3.一种钢板桩和钢管桩组合围堰制作方法，其特征在于它包括以下步骤：A、搭设工作台，清理水底障碍物，并将河床围堰位置整平，整平后地面倾斜度不大于0.5％；B、交替吊装钢管桩和钢板桩，并用企口将其连接定位，两根相邻的钢管桩之间设置1～3片钢板桩，钢管桩和钢板桩的长度一致，长度为10～50m；C、利用打桩设备将其沉入河床，钢管桩和钢板桩的沉桩深度一致，沉桩深度为5m～40m，钢管桩和钢板桩的桩顶标高允许偏差为-50～100mm，沉桩平面位置允许偏差为150mm，沉桩倾斜度不大于1％。 
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