[发明专利]锁扣钢管桩围堰施工方法

说明书

本发明公开了一种锁扣钢管桩围堰施工方法通过寻找弯矩平衡点，计算入岩深度，同时满足材料受力在安全值内,在插打钢管桩之前，先进行引孔，再插入钢管桩，随后在管内浇筑锚固混凝土，直至围堰合拢，解决锁扣钢管桩无法插打入岩中或覆盖层浅时钢管无法稳定的问题，解决锁扣钢管底部渗水及岩层中锚固力不足的问题，在深水岩层开挖中，避免了采用水下爆破、水下开挖等高风险作业，相对钢围堰来说，钢材可充分回收，取消封底混凝土的浇筑，节约材料。

技术领域

本发明涉及水利水电、公路、铁路、市政工程领域，河床面以下为页岩施工，尤其涉及锁扣钢管桩围堰施工方法。

背景技术

当桥梁跨越水深面宽水域时，其基础往往位于深水之中。深水基础施工，通常先要安装围堰或作业平台才能进行桩基冲孔或基础开挖等作业，根据桥梁承台基础在河床中的位置、水深、地质情况等，将选用不同的围堰形式。

当承台位于深水的河床表面或内部，且河床存在大量的覆盖层时，通常采用双壁钢围堰和锁扣钢管桩围堰。

双壁钢围堰，其优点是结构稳定，安全系数高，止水效果好。在沿海深水基础施工中应用广泛。但由于其用钢量较大，加工周期长，安装时往往需要大型水上浮吊配合或自制浮箱，对吊装设备、运输条件、场地布置都有较高的要求，对于整体式下沉的双壁钢围堰还需要在河岸修建临时码头，投入较大。双壁钢围堰在使用完成后只能进行水下切割，材料回收利用率低。围堰下沉时采用高压射水下沉，或提前对下沉水域进行开挖或水下爆破，下沉控制精度要求高。

锁扣钢管桩围堰相对双壁钢围堰而言，其优点是用钢量小，加工后的单体构件重量小，便于运输和安装，加工周期短。由于不需要大型水上浮吊配合，对吊装设备、运输条件、场地布置的要求不高，该方法可以适用于更多的工程环境。

钢管桩的安装方法是通过振动锤振动插打钢管桩至设计高度。受振动锤功率、钢管自身的刚度、反向摩擦力等因素限制，这种安装方法只能用于覆盖层较厚的河床内或土层中，无法穿过硬质岩层。在西南地区，河床地质分布为覆盖层+岩层的情况较多，其覆盖层厚度并不均匀，当覆盖层较薄时，无法为钢管桩提供足够的锚固力和稳定性；而下层的岩性复杂，软硬不均，无法插打入内。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种锁扣钢管桩围堰施工方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种锁扣钢管桩围堰施工方法，包括以下步骤：

S1、布置场地，搭建作业平台：在河道两侧搭设贯通栈桥连接主墩，并在围堰四周设置工作平台与栈桥相连，作为围堰施工的水上运输通道和作业平台；

S2、安装导向架：沿围堰中心线搭建宽度与钢护筒直径相等的矩形导向架；

S3、安装钢护筒：钢护筒的下端通过振动锤打入河床土层；

S4、施工引孔：旋挖钻机对位垂直，通过筒钻头钻取岩层芯，捞渣钻头取渣清孔，下挖至计算所得的总入土深度t₀，计算方式如下：

a、计算钢管桩上内力为0点的距离y，计算公式为：

γ_pkK_P＝K_aγ_a(H_土+y)+γH_水

上式中：γ_p:基坑底至固结点处土层的重度

γ_a：河床至固结点的土层的重度

H_土：基坑开挖深度

H_水：至开挖面处水的深度

K_a为主动土压力系数