(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110080257 A(43)申请公布日 2019.08.02
(21)申请号 201910222503.6(22)申请日 2019.03.22
(71)申请人 中交二航局第二工程有限公司
地址 400042 重庆市渝中区长江支路27号(72)发明人 余勇 洪东昕 陈洪淋 陈柯宇
刘少华 方磊 彭勇 胡庆宇 张春阳 臧宴民 (74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理
事务所(普通合伙) 11369
代理人 王莹(51)Int.Cl.
E02D 19/04(2006.01)E02D 5/28(2006.01)E02D 13/06(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图1页
CN 110080257 A(54)发明名称
适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法(57)摘要
本发明公开了一种适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，包括以下步骤：逐段安装第一层内外侧围檩；起吊首根锁扣钢管桩，将其垂直插入河床中，待确定其垂直度达标之后，利用振动锤振沉；起吊第二根锁扣钢管桩，将其与首根锁扣钢管桩连接起来，然后进行施沉，当施打至与第一根锁扣钢管桩齐平时停止施打；重复上述步骤，直至所有的锁扣钢管桩施打完毕，实现围堰合拢，第一层围檩安装完成；本发明围堰施工方法有效解决了超高水头埋置式承台干挖施工的各项技术难点，极大的节约工期，和人工及设备成本。
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权 利 要 求 书
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1.一种适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)逐段安装第一层内外侧围檩，内外侧围檩之间的间距比锁扣钢管桩的外径大2-3cm；其中，锁扣钢管桩包括中间的圆形桩以及对称分布于其两侧的C型锁扣和工字钢锁扣，相邻两个锁扣钢管桩通过C型锁扣和工字钢锁扣相互配合，实现卡扣连接；
2)第一层内外侧围檩安装到位后，将其临时焊接固定，防止沉桩过程中围檩跑位；3)首根锁扣钢管桩选择在平潮期进行施打；并在第一层内外侧围檩之间垂直焊接两个工字钢，以形成口字型限位框；
起吊首根锁扣钢管桩，将其喂入上述口字型限位框内，并将其垂直插入河床中，待确定其垂直度达标之后，利用振动锤振沉；且在振沉过程中采用海砂混合物对锁扣钢管桩的C型锁扣进行填充，并且利用振动锤震动密实填充物，所述海砂混合物为质量1:1的海砂与锯末的混合物；
待该锁扣钢管桩被施打至指定标高位置时停止施打；并将锁扣钢管桩分别内外侧围檩均焊接连接；拆除限位框；
4)起吊第二根锁扣钢管桩，利用C型锁扣和工字钢锁扣相互配合，将第二根锁扣钢管桩与首根锁扣钢管桩连接起来，并且在第一层内外侧围檩之间垂直焊接两个工字钢，形成口字型限位框，将所述第二根锁扣钢管桩限位框设在内，然后进行施沉，当施打至与第一根锁扣钢管桩齐平时停止施打；
5)重复上述步骤4)，直至所有的锁扣钢管桩施打完毕，实现围堰合拢，第一层围檩安装完成；
6)合拢之后，将第一层内外侧围檩和锁口钢管桩之间的空隙采用钢板进行塞垫并点焊，保证每根钢管桩均匀、有效传力至围檩上；
并用水泵抽取围堰内的水，抽水的同时用海砂锯末混合物对局部漏水较严重部位进行堵漏；抽水至待施工安装的第二层围檩以下50cm，安装第二层围檩，并在第二层内外侧围檩和锁口钢管桩之间的空隙采用钢板进行塞垫；
7)第二层围檩安装到位后，采用水泵将其内的泥吸至河床标高；再用高压水枪射水清淤至待施工安装的第三层围檩以下80cm，安装第三层围檩，并在第三层内外侧围檩和锁口钢管桩之间的空隙采用钢板和/或袋装混凝土进行塞垫；待袋装混凝土强度满足要求之后，继续采用高压水枪射水清淤至垫层底标高；
8)围堰清淤至承台底下50cm，对基底进行找平处理；垫层分两次浇筑，第一次浇筑完后预留10cm不浇，待桩头破除完成后，考虑预留后续模板安装空间，再浇筑找平层；
9)承台浇筑完成之后待墩身施工出水面之后方可进行围堰拆除，围堰拆除时逐层向围堰内注水，逐层拆除围堰和塞垫，当围堰内支撑及塞垫全部拆除后，平衡围堰内外水位，逐根拔除锁扣钢管桩；
其中，在围堰合拢前还剩3-5根锁扣间距时应复核合拢口间距，通过调节C型锁扣或者工字钢锁扣所占空间，使得最后的合拢间距符合要求。
2.如权利要求1所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，其特征在于，在锁扣钢管桩插打前，在锁扣钢管桩的C型锁扣内侧涂抹黄油。
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权 利 要 求 书
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3.如权利要求1所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，其特征在于，在振锤首根锁扣钢管桩的时候，在首根锁扣钢管桩左右两侧挂垂球，以时刻监测锁扣钢管桩在振锤过程中是否竖直。
4.如权利要求1所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，其特征在于，锁扣钢管桩的圆形桩与C型锁扣的连接处焊接若干加劲板，避免C型锁扣由于施打垂直度不佳而导致底部爆管。
5.如权利要求4所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，其特征在于，施工过程，若发现锁扣钢管桩的C型锁扣漏水，则用质量比1:1的沙子和锯末混合之后堵塞在漏水处。
6.如权利要求5所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，其特征在于，在第一层围堰外侧的潮汐水位变动区覆盖塑料薄膜。
7.如权利要求1所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，其特征在于，锁扣钢管桩拔除时，先用振动锤震动锁扣钢管桩锁口处，以减小摩擦力，然后边振动边拔除。
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说 明 书
适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法
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技术领域
[0001]本发明涉及围堰施工领域。更具体地说，本发明涉及一种适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法。
背景技术
[0002]在水中施工承台，必须在水中设置围堰以形成承台干施工环境。同时抽水、吸泥过程中还要确保围堰能够抵抗外侧水压力及土压力等。尤其是超高水头承台施工，要求则更高，传统钢板桩围堰由于自身刚度较小难以保障施工安全；双壁钢围堰、单壁钢围堰由于施工周期长、工艺复杂、周转损耗大等难以保证工期要求及企业效益要求。发明内容
[0003]为了实现以上目的，本发明提供一种适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，包括以下步骤：
[0004]1)逐段安装第一层内外侧围檩，内外侧围檩之间的间距比锁扣钢管桩的外径大2-3cm；其中，锁扣钢管桩包括中间的圆形桩以及对称分布于其两侧的C型锁扣和工字钢锁扣，相邻两个锁扣钢管桩通过C型锁扣和工字钢锁扣相互配合，实现卡扣连接；[0005]2)第一层内外侧围檩安装到位后，将其临时焊接固定，防止沉桩过程中围檩跑位；[0006]3)首根锁扣钢管桩选择在平潮期进行施打；并在第一层内外侧围檩之间垂直焊接两个工字钢，以形成口字型限位框；[0007]起吊首根锁扣钢管桩，将其喂入上述口字型限位框内，并将其垂直插入河床中，待确定其垂直度达标之后，利用振动锤振沉，且在振沉过程中采用海砂混合物对锁扣钢管桩的C型锁扣进行填充，并且利用振动锤震动密实填充物，所述海砂混合物为质量1:1的海砂与锯末的混合物；待该锁扣钢管桩被施打至指定标高位置时停止施打；并将锁扣钢管桩分别内外侧围檩均焊接连接；拆除限位框；[0008]4)起吊第二根锁扣钢管桩，利用C型锁扣和工字钢锁扣相互配合，将第二根锁扣钢管桩与首根锁扣钢管桩连接起来，并且在第一层内外侧围檩之间垂直焊接两个工字钢，形成口字型限位框，将所述第二根锁扣钢管桩限位框设在内，然后进行施沉，当施打至与第一根锁扣钢管桩齐平时停止施打；[0009]5)重复上述步骤4)，直至所有的锁扣钢管桩施打完毕，实现围堰合拢，第一层围檩安装完成；
[0010]6)合拢之后，将第一层内外侧围檩和锁口钢管桩之间的空隙采用钢板进行塞垫并点焊，保证每根钢管桩均匀、有效传力至围檩上；[0011]并用水泵抽取围堰内的水，抽水的同时用海砂锯末混合物对局部漏水较严重部位进行堵漏；抽水至待施工安装的第二层围檩以下50cm，安装第二层围檩，并在第二层内外侧围檩和锁口钢管桩之间的空隙采用钢板进行塞垫；[0012]7)第二层围檩安装到位后，采用水泵将其内的泥吸至河床标高；再用高压水枪射
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说 明 书
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水清淤至待施工安装的第三层围檩以下80cm，安装第三层围檩，并在第三层内外侧围檩和锁口钢管桩之间的空隙采用钢板和/或袋装混凝土进行塞垫；待袋装混凝土强度满足要求之后，继续采用高压水枪射水清淤至垫层底标高；[0013]8)围堰清淤至承台底下50cm，对基底进行找平处理；[0014]检查验收，如果合格，则进行后续的步骤；如若不合格，则继续对基底进行找平处理，直至验收合格；
[0015]垫层分两次浇筑，第一次浇筑完后预留10cm不浇，待桩头破除完成后，考虑预留后续模板安装空间，再浇筑找平层；
[0016]9)承台浇筑完成之后待墩身施工出水面之后方可进行围堰拆除，围堰拆除时逐层向围堰内注水，逐层拆除围堰和塞垫，当围堰内支撑及塞垫全部拆除后，平衡围堰内外水位，逐根拔除锁扣钢管桩；[0017]其中，在围堰合拢前还剩3-5根锁扣间距时应复核合拢口间距，通过调节C型锁扣或者工字钢锁扣所占空间，使得最后的合拢间距符合要求。[0018]优选的是，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，在锁扣钢管桩插打前，在锁扣钢管桩的C型锁扣内侧涂抹黄油；[0019]优选的是，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，在振锤首根锁扣钢管桩的时候，在首根锁扣钢管桩左右两侧挂垂球，以时刻监测锁扣钢管桩在振锤过程中是否竖直。[0020]优选的是，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，锁扣钢管桩的圆形桩与C型锁扣的连接处焊接若干加劲板，避免C型锁扣由于施打垂直度不佳而导致底部爆管。
[0021]优选的是，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，施工过程，若发现锁扣钢管桩的C型锁扣漏水，则用质量比1:1的沙子和锯末混合之后堵塞在漏水处。[0022]优选的是，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，在第一层围堰外侧的潮汐水位变动区覆盖塑料薄膜。[0023]优选的是，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，锁扣钢管桩拔除时，先用振动锤震动锁扣钢管桩锁口处，以减小摩擦力，然后边振动边拔除。[0024]本发明至少包括以下有益效果：[0025]1、锁扣钢管桩刚度大，相比钢板桩围堰内支撑一般按3米左右设置一道，锁扣钢管桩围堰可增大至6米设置一道，实现承台一次性浇筑。[0026]2、锁扣钢管桩围堰整体刚度较大，抵抗侧压力的能力较强，能够满足高水头围堰干挖施工各项技术要求，安全储备较高。[0027]3、采用干挖浇筑垫层施工，相比传统水下吸泥浇筑封底混凝土，功效提高约2倍，大大缩短了承台施工时间，提高了围堰周转利用率。[0028]4、围堰锁扣形式采用C-T形式，其结构形式简单，可通过调节T型锁口在C型锁口内间距实现围堰合拢。锁口内易添加止水材料，止水效果良好。[0029]5、本发明的围堰施工方法已实际应用于广东省珠海市洪鹤大桥HHTJ3标段深水区承台施工，有效解决了超高水头埋置式承台干挖施工的各项技术难点，相比原先单臂钢围堰施工，节约钢材约2000t，节约封底混凝土2200m3；直接节约材料费用2000t*3800元/t+
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2000m3*300元/m3＝820万元，节约工期近3个月，极大节约了人工及设备成本。[0030]采用锁扣钢管桩围堰干挖施工，极大缩短了围堰水下吸泥时间，提前完成了节点工期，保证了后续节段梁安装施工的连续性和关键线路的完成。[0031]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0032]图1为本发明适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法的流程图；[0033]图2为本发明中锁扣钢管桩的结构示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。[0035]如图1所示，本发明提供一种适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，包括以下步骤：
[0036]1)逐段安装第一层内外侧围檩，内外侧围檩之间的间距比锁扣钢管桩的外径大2-3cm；其中，锁扣钢管桩包括中间的圆形桩1以及对称分布于其两侧的C型锁扣2和工字钢锁扣3，相邻两个锁扣钢管桩通过C型锁扣和工字钢锁扣相互配合，实现卡扣连接；锁扣钢管桩的圆形桩1与C型锁扣2的连接处焊接若干加劲板4，避免C型锁扣由于施打垂直度不佳而导致底部爆管。
[0037]上述实施例中，锁扣钢管桩以及围檩都需要提前制作，其中锁扣钢管桩长度由施工工艺、地质条件、水头差以及采用的起重设备等因素综合确定，锁扣钢管桩的圆形桩1和C型锁扣2之间的焊接先采用连续电焊后，再实施满焊，焊缝厚度不小于10mm，每隔1m焊接10mm厚加劲板4；
[0038]2)第一层内外侧围檩安装到位后，将其临时焊接固定，防止沉桩过程中围檩跑位；[0039]3)首根锁扣钢管桩选择在平潮期进行施打；并在第一层内外侧围檩之间垂直焊接两个工字钢，以形成口字型限位框；[0040]起吊首根锁扣钢管桩，将其喂入上述口字型限位框内，并将其垂直插入河床中，待确定其垂直度达标之后，利用振动锤振沉，且在振沉过程中采用海砂混合物对锁扣钢管桩的C型锁扣进行填充，并且利用振动锤震动密实填充物，所述海砂混合物为质量1:1的海砂与锯末的混合物；待该锁扣钢管桩被施打至指定标高位置时停止施打；并将锁扣钢管桩分别内外侧围檩均焊接连接；拆除限位框；[0041]4)起吊第二根锁扣钢管桩，利用C型锁扣和工字钢锁扣相互配合，将第二根锁扣钢管桩与首根锁扣钢管桩连接起来，并且在第一层内外侧围檩之间垂直焊接两个工字钢，形成口字型限位框，将所述第二根锁扣钢管桩限位框设在内，然后进行施沉，当施打至与第一根锁扣钢管桩齐平时停止施打；[0042]5)重复上述步骤4)，直至所有的锁扣钢管桩施打完毕，实现围堰合拢，第一层围檩安装完成；
[0043]6)合拢之后，将第一层内外侧围檩和锁口钢管桩之间的空隙采用钢板进行塞垫并
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点焊，保证每根钢管桩均匀、有效传力至围檩上；[0044]并用水泵抽取围堰内的水，抽水的同时用海砂锯末混合物对局部漏水较严重部位进行堵漏；抽水至待施工安装的第二层围檩以下50cm，安装第二层围檩，并在第二层内外侧围檩和锁口钢管桩之间的空隙采用钢板进行塞垫；[0045]7)第二层围檩安装到位后，采用水泵将其内的泥吸至河床标高；再用高压水枪射水清淤至待施工安装的第三层围檩以下80cm，安装第三层围檩，并在第三层内外侧围檩和锁口钢管桩之间的空隙采用钢板和/或袋装混凝土进行塞垫，确保均匀、有效传力；[0046]待袋装混凝土强度满足要求之后，继续采用高压水枪射水清淤至垫层底标高；技术人员根据测量在第一层围檩放出的标高点上采用测绳和钢卷尺进行复核。[0047]8)围堰清淤至承台底下50cm，对基底进行找平处理；[0048]检查验收，如果合格，则进行后续的步骤；如若不合格，则继续对基底进行找平处理，直至验收合格；
[0049]垫层分两次浇筑，第一次浇筑完后预留10cm不浇，待桩头破除完成后，考虑预留后续模板安装空间，再浇筑找平层；[0050]上述实施例中，垫层混凝土浇筑前由测量人员在四周钢管桩及钢护筒上标出垫层顶面标高，在围堰基坑内满铺彩钢瓦增强地基承载力同时也防止浇筑垫层混凝土时淤泥侵入，在围堰四角布置集水井，采用22kw水泵进行强排水。
[0051]9)承台浇筑完成之后待墩身施工出水面之后方可进行围堰拆除，围堰拆除时逐层向围堰内注水，逐层拆除围堰和塞垫，当围堰内支撑及塞垫全部拆除后，平衡围堰内外水位，逐根拔除锁扣钢管桩；[0052]其中，在围堰合拢前还剩3-5根锁扣间距时应复核合拢口间距，通过调节C型锁扣或者工字钢锁扣所占空间，使得最后的合拢间距符合要求。[0053]在整个施工过程中，由于围堰处于深水区水头差达14米，围堰受力情况复杂，在施工过程中每天由专业检测人员早晚两次进行围堰受力情况检测，并分析围檩及支撑体系的实测应力应变是否超出安全值。[0054]另一种实施方案中，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，在锁扣钢管桩插打前，在锁扣钢管桩的C型锁扣内侧涂抹黄油，以减少锁扣钢管桩插打时的摩阻力，并增强锁扣的防渗透性能。[0055]另一种实施方案中，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，在振锤首根锁扣钢管桩的时候，在首根锁扣钢管桩左右两侧挂垂球，以时刻监测锁扣钢管桩在振锤过程中是否竖直。[0056]另一种实施方案中，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，施工过程，若发现锁扣钢管桩的C型锁扣漏水，则用质量比1:1的沙子和锯末混合之后堵塞在漏水处。原设计填充物由麻绳：黏土：锯末＝1:1:1配合而成，现场施工过程中发现堵漏过程中，此混合物由于粘度过大，难以完全将小钢管填充饱满，导致小钢管下部(10米以下)均处于空洞状态，堵水效果难以达到预期。本发明决定将填充物改为，质量比1:1的沙子和锯末的混合物，不仅实施过程较为简便，能高效将小钢管填充密实通过对漏水严重处加沙和锯末密实锁扣，持续补充应涨落潮影响导致小锁扣内填充物流失而造成的大面积漏水问题。
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另一种实施方案中，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，
在第一层围堰外侧的潮汐水位变动区覆盖塑料薄膜。[0058]另一种实施方案中，所述的适用于入海口高水头的锁扣钢管桩围堰的施工方法，锁扣钢管桩拔除时，先用振动锤震动锁扣钢管桩锁口处，以减小摩擦力，然后边振动边拔除。
[0059]本发明的围堰施工方法已实际应用于广东省珠海市洪鹤大桥HHTJ3标段深水区承台施工，有效解决了超高水头埋置式承台干挖施工的各项技术难点，相比原先单臂钢围堰施工，节约钢材约2000t，节约封底混凝土2200m3；直接节约材料费用2000t*3800元/t+2000m3*300元/m3＝820万元，节约工期近3个月，极大节约了人工及设备成本。而且本发明采用锁扣钢管桩围堰干挖施工，极大缩短了围堰水下吸泥时间，提前完成了节点工期，保证了后续节段梁安装施工的连续性和关键线路的完成。[0060]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
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说 明 书 附 图
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