[发明专利]单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法

摘要

本发明提供一种单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，涉及桥梁水中基础施工技术领域，包括以下步骤一、施工准备；二、围堰导向设置；三、钢板桩施打；四、围堰合拢；五、围囹加工与安装；六、基坑开挖；七、防渗与堵漏；八、混凝土封底；九、承台施工、周边回填；十、内支撑及钢板桩的拆除。本发明的单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，操作简单，速度快，工期短。本工法适用在水深为3m～10m、水流速度不大于10m/s的水域，粘性土、砂土、淤泥等软弱地层中施工。

主权项

一种单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法，其特征在于：包括以下步骤：一、施工准备(1)施工平台搭建与稳定采用水上浮动平台，根据水流方向及流速大小对平台进行锚定，锚定不少于四个方向，迎水向与水流成45度角；浮动平台的承载能力不小于施工作业时最大堆载总量的4.0倍，保证吊放作业时平台有足够的稳定性；(2)钢板桩分类整理钢板桩进场后，先在钢板桩堆放地点对钢板桩进行分类、整理，钢板桩有弯曲、破损、锁口变形要整修，板桩长度不够的，用同型的钢板桩等强度焊接接长，打设时相邻钢板桩接缝错开；符合要求的钢板桩按施打进度分批运至施工平台；(3)角桩加工矩形围堰加工四个角桩，需要六片普通桩，将其中两片平均割开成四片半片桩，切割时要分段切割并及时冷却，防止因过热使钢板桩弯曲；切割完后，将半片桩焊接固定至单片桩的背部中间的位置，采用同等材质的电焊条坡口双面满焊，同时焊接三角型加劲板进行加固，加劲板间距为1m～2m；加工时要在桩的一头留出振动锤夹具所需的位置，便于夹桩打桩；二、围堰导向设置现场测量准确定位钢板桩围堰位置，为确保流水状态下就位准确，在围堰的四个角上分别打入四根导向管桩，导向管桩中心距离围堰的长边和短边各0.75m～1m；导向管桩打设完毕后，在导向管桩上焊接牛腿，在牛腿上测出围堰内边，在牛腿上按测量点布置四根导向型钢，导向型钢外侧比围堰内边小1cm～2cm，其长度与围堰围囹尺寸和布置方法相同；布置完与牛腿焊接在一起，起到固定作用，防止打设时导向工字钢移位；为减小流水对钢板桩施打影响，导向型钢设置高度尽可能降低；三、钢板桩施打钢板桩长度依据设计要求确定，钢板桩打入时根据截面大小、刚度的参数和地质条件选用不同型号的振动沉桩设备；(1)施打第一片钢板桩首先在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背紧靠导向架，水流速较大定位困难时，在钢板桩下部两侧各设一根缆风绳，人工操作辅助就位，缆风绳施力大小依水流速确定；插打时吊钩缓慢下放，在两个方向上用锤球观测，以确保钢板桩插正、插直；(2)施打过程的控制以第一根钢板桩为基准，依次向两边对称施打，同时在桩的两个垂直方向进行观测；每打2～4根钢板桩用垂球吊线校正，倾斜度控制在1％以内，否则予以纠正；钢板桩偏移较大时，采用多次纠偏方法逐步校正；粘土类地质阻力较大纠编困难时，采用倒链葫芦或滑轮组反向拉拽纠正；四、围堰合拢(1)合拢前的准备合拢时，测量并计算出钢板桩底部的直线距离，控制桩的垂直度；根据钢板桩的宽度，计算所需钢板桩的片数，确定施打方法；采用增加钢板桩向外绕圆弧的方式，保证合拢口两边锁槽平行，合拢口尺寸与合拢桩尺寸、方向一致；(2)合拢时桩的调整上端自由下端受土挤压，合拢口往往出现上小下大的情况，此时用两个倒链葫芦或滑车组向两边拉开，使合拢桩两边桩顶间距等于钢板桩宽度，再将合拢桩插入，施打至设计标高；矩形围堰有四个面，每一片钢板桩沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢选择在角桩附近，离角桩4～5片；五、围囹加工与安装(1)围囹加工围囹内支撑构件主要由纵梁、横梁、斜撑、顶撑、牛腿、三角板组成；根据设计和施工需要进行分类、分段加工；加工完成的杆件及时编号，并对内支撑杆件进行试拼装；围囹采用工字钢或H型钢组合加工，合成多片工字钢或H型钢作为围囹的纵横梁；斜撑采用型钢或钢管加工而成，顶撑选用钢管作为承压构件；(2)安装内支撑钢板桩合拢后即进行第一层内支撑安装，在设计标高处焊接第一层牛腿，安装已加工好的围囹及支撑；牛腿布置间距和数量根据围囹边长和受力来确定；安装顺序为：纵梁与横梁安放对接、斜撑安装、纵横顶撑安装；安装第一层斜撑及顶撑前，先将下几道钢围囹内支撑的纵、横梁吊放入钢板桩围堰内，将未安装的围囹吊放在最近的且加固好的围囹上；六、基坑开挖采用挖掘机类机械开挖，或采用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥清除，选择向围堰内补水，以保证围堰安全；清淤过程中及时测量坑底标高，达到设计要求立即停止开挖；七、防渗与堵漏钢板桩打入之前在锁口内涂以黄油、锯末的混合物，当锁口不紧密漏水时，用棉絮内外侧嵌塞使之密合，流水冲击面应敷贴雨布，提高嵌塞料抗冲刷能力；在桩脚漏水处，采用局部砼封底措施；八、混凝土封底围堰内基坑挖至设计高程，及时进行混凝土封底；(1)混凝土封底有无水和水下封底两种；降水开挖至基坑底部，满足无水封底要求，直接浇筑混凝土封底；降水不能开挖至基坑底部，则采取导管法灌注水下混凝土封底；(2)水下砼封底前，对坑底检查，不平时铺填碎石找平；水下砼顶面控制高程比承台底面低，抽净水后使用混凝土找平；九、承台施工、周边回填围堰内承台施工过程中，须定期观测钢围囹内支撑变形，承台模板拆除完毕后，根据设计要求，用土或砂回填钢板桩和承台之间的间隙，或注水回灌；十、内支撑及钢板桩的拆除内支撑的拆除由下往上逐层进行，先向围堰内注水或回填，水位要保持在支撑下1m以内的位置；(1)按先斜撑，后顶撑，最后纵、横梁的顺序，拆除时注意纵、横梁的回弹，保证拆除人员安全；(2)下层拆除后的边梁，重复利用，预先拴上钢丝绳，再将另一头挂在露出水面的第一层边梁上或钢板桩顶，各层所拴钢丝绳按顺序拴好，确定起吊顺序，做上标记；(3)采取在承台和钢板桩之间加装圆木或型钢，对支撑受力进行转换，以保证拆除安全；(4)钢板桩拆除从水流下游开始，顺序进行；选择一组或一块较易拔除的钢板桩,用振动锤夹住钢板桩头部振动1～2min,使钢板桩周围的土松动,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢往上振拔；顶层在水面上的纵、横梁最后拆除，用作拆除导向和作业平台。