[发明专利]多功能钢板桩砼拱圈围堰及其施工方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种钢板桩围堰及其桥墩基础施工方法。

背景技术

跨越大江或海湾的大跨度桥梁，其主墩（塔）一般设在靠近大堤（延岸）的水中或浅滩区，其基础结构绝大部分为群桩加承台，且为了美观，一般会把承台顶面置于水面（低水位时）甚至河床之下，这就是我们经常所说的底承台基础。

按传统施工方法施工此类桥梁基础，一般是先搭设水中施工钢平台，后打设桩基钢护筒来进行水中桩基施工，完成本墩全部桩基之后拆除钢平台，再采用围堰或钢吊箱进行承台施工。此传统施工工法具有工序多、周期长，配套的大型设备多，施工工艺要求高，费用高等缺点。

现有的钢板桩围堰包括密集围合在承台周边的一组钢板桩，钢板桩周圈咬合紧密，围堰内侧采用上、中、下三层水平顶撑杆支护，为增强水平顶撑杆支护的抗弯强度，在需要在两端作斜撑加强。承台底面位于河床以上，施工时采用分层抽水，分层支护的方法，周圈50cm以内还要设汇水渠、积水坑。水平顶撑杆支护占据了围堰内部大部分空间，作业空间狭小，施工工期较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能钢板桩砼拱圈围堰及其施工方法，要解决具有比钢平台更好的承载力和作业面积变水中桩为“陆地”桩从而无需钢护筒的技术问题；并解决具备承台施工所需的围堰或钢吊箱的功能，且比以往传统的围堰或钢吊箱具有更优越的施工作业空间的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多功能钢板桩砼拱圈围堰，该围堰包括密集围合在承台周边的一组钢板桩，所述钢板桩的根部伸至围堰基底以下，钢板桩的顶部高于承台，相邻钢板桩的邻边相互咬合，紧贴这组钢板桩的内侧壁，沿围堰周圈间隔浇注有水平向的砼拱圈，钢板桩和砼拱圈通过焊接在钢板桩的斜拉杆拉结，所述砼拱圈为内配环形钢筋笼的钢筋混凝土结构，相邻两砼拱圈之间连有竖杆。

所述钢板桩为拉森钢板桩、U型钢板桩或Z型钢板桩。

所述砼拱圈内的钢筋笼至少有四根环形主筋和间隔围绕在主筋外侧的箍筋。

所述钢板桩的外侧壁环箍有钢丝绳。

所述的多功能钢板桩砼拱圈围堰的施工方法，步骤如下：

    步骤一，在承台位置的周边打设定位钢管桩，在两相邻定位钢管桩之间焊接导向框；

    步骤二，紧贴导向框外侧，在承台外围周边插打钢板桩，围成一环形围堰，围堰形成后拨出导向框和钢管桩；

    步骤三，将环形围堰内的水抽出，并在环形围堰内填入沙土；

    步骤四，在环形围堰内按桥墩基础桩设计位置打入基础桩；

    步骤五，挖除环形围堰内基础桩周围的沙土，环形围堰内沙土）挖至第一道砼拱圈标高处，在钢板桩的内侧壁焊接斜拉杆，斜拉杆伸向砼拱圈，紧贴钢板桩支设砼拱圈的钢筋笼，钢筋笼与斜拉杆拉结，在钢筋笼周围安装砼模板，浇筑第一道砼拱圈； 

    步骤六，等第一道砼拱圈的混凝土达到其设计强度的80％后，继续在环形围堰内挖土至下一道砼拱圈标高处，在钢板桩的内侧壁焊接斜拉杆，斜拉杆伸向砼拱圈，紧贴钢板桩支设砼拱圈的钢筋笼，钢筋笼与斜拉杆拉结，在钢筋笼周围安装砼模板，浇筑下一道砼拱圈；

    步骤七，在第一道砼拱圈和下一道砼拱圈之间均匀支设竖杆；

    步骤八，重复步骤六直至挖至桥墩基础基坑底面设计深度；

    步骤九，浇筑桥墩基础基坑底面的混凝土垫层，等混凝土垫层强度达到设计强度，在混凝土垫层上浇筑承台；

    步骤十，承台施工完毕，在承台顶面作桥墩座，拆除砼拱圈和钢板桩。

所述步骤二中，导向框为无斜杆拱形桁架，腹杆为两块钢板对接焊接，下弦杆为两个工字钢对接焊接成的箱型，对接处焊接有钢板，钢板上端为圆弧形，上弦杆为拱形钢管，上弦杆与腹杆焊接连接，腹杆与下弦杆焊接连接。 

所述步骤二中，导向框的上弦杆外弧线直径与围堰直径相同。

所述步骤二中，每打设15片钢板桩后，测定钢板桩沿切线方向的偏斜量，并通过上大下小的异形钢板桩来调正。

所述步骤五～步骤七中，在现浇砼拱圈时，每层砼拱圈中预埋8个断面应力计。

所述步骤八中，混凝土垫层的厚度为50～100mm,承台为一层或两层及两层以上。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

1、本发明将水中桩基础和承台施工有机进行结合，可节省钢管桩施工平台。