專利名稱：圍箍式鋼板樁圍堰平臺及依托圍堰平臺的一體化施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水中樁與承臺的施工平臺和施工方法，特別是一種圍箍式鋼板 樁圍堰平臺以及依托圍堰平臺的一體化施工方法。
背景技術(shù)：
對于橋梁、碼頭等工程結(jié)構(gòu)物的水中樁基礎(chǔ)的施工，目前傳統(tǒng)的方法一般是設(shè)置 水上架空式鉆樁平臺、依托架空式鉆樁平臺來施工，樁基礎(chǔ)完成施工后，須先拆除架空式鉆 樁平臺、然后才能展開承臺的施工；而承臺常采用設(shè)置鋼板樁圍堰的方法施工，但鋼板樁圍 堰卻僅限于用于承臺或墩身等下部結(jié)構(gòu)部位的施工；因為水上樁基礎(chǔ)和承臺等的施工依托 設(shè)施沒有統(tǒng)一，必然造成一定程度上的資源浪費；施工和拆除架空式鉆樁平臺占用的工期 較長，也相應(yīng)的加長了工期；鉆樁平臺本身的造價較大，又增加了工程總體造價；采用架空 式鉆樁平臺的方法施工樁基礎(chǔ)，屬于水上施工方法，施工不安全因素(危險源)較多；施工和 拆除架空式鉆樁平臺的施工不安全因素(危險源)較多，還耗費一定的能源，有一定的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種圍箍式鋼板樁圍堰平臺以及依托圍堰平臺的一體化施 工方法，要解決在深水區(qū)域應(yīng)用的承受圍堰內(nèi)壓力為主、外包約束式的預(yù)應(yīng)力鋼板樁圍堰 技術(shù)問題；并解決樁和承臺一體化施工的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種圍箍式鋼板樁圍堰平臺，包括一 組鋼板樁密集圍合成的圍堰和內(nèi)支撐體系，內(nèi)支撐體系支撐在圍堰內(nèi)側(cè)，所述鋼板樁的根 部伸至圍堰基底以下，鋼板樁的頂部高于水面，相鄰鋼板樁的鄰邊相互咬合，所述圍堰內(nèi)部 空間填充有填充物，環(huán)圍堰外周至少有一圈鋼束，其一端通過固定端錨具固定在固定端錨 墊板，另一端通過張拉端錨具固定在張拉端錨墊板上，所述鋼束還穿過固定在鋼板樁外周 突起部位的定位環(huán)。所述填充物的填充范圍是自河床底至水面以上。所述內(nèi)支撐體系包括內(nèi)支撐桿和內(nèi)圍檁，所述內(nèi)圍檁環(huán)箍在圍堰內(nèi)壁，其底面焊 接有三角形鋼支撐，內(nèi)壁上支撐有內(nèi)支撐桿，所述內(nèi)支撐桿為縱向內(nèi)支撐桿和橫向內(nèi)支撐 桿或縱向內(nèi)支撐桿和斜向內(nèi)支撐桿。所述定位環(huán)內(nèi)穿管道，所述鋼束穿過管道。所述管道或/和鋼束環(huán)繞圍堰一周后平直或彎折，彎折部位加轉(zhuǎn)向器。所述管道為塑料管、金屬管或聚合物管，其內(nèi)壓注有防銹油、水泥漿或化學(xué)漿料。所述鋼束為鋼絞線或鋼絲繩。所述固定端錨墊板位于張拉端錨墊板下面，且錯開。一種依托所述圍箍式鋼板樁圍堰平臺的一體化施工方法，步驟如下步驟一，沿 承臺設(shè)計位置周圍打設(shè)鋼板樁圍堰。
步驟二，一邊抽水一邊搭設(shè)鋼板樁圍堰的內(nèi)圍檁和內(nèi)支撐桿。步驟三，在鋼板樁圍堰外周設(shè)置定位環(huán)，固定端錨墊板和張拉端錨墊板。步驟四，在定位環(huán)內(nèi)穿鋼束，鋼束一端通過固定端錨具固定在固定端錨墊板上，另 一端通過張拉端錨具固定在張拉端錨墊板上，并通過張拉工具對鋼板樁圍堰施加向內(nèi)的預(yù) 應(yīng)力、箍緊鋼板樁圍堰。步驟五，一邊對鋼板樁圍堰施加預(yù)應(yīng)力，一邊對鋼板樁圍堰內(nèi)填充建筑材料至水 面標(biāo)高以上，在鋼板樁圍堰內(nèi)形成的施工平臺。步驟六，在岸邊至鋼板樁圍堰外圍水域搭設(shè)用于人員和材料運輸?shù)氖┕け銟?。步驟七，在施工平臺上施工樁基礎(chǔ)。步驟八，完成樁基礎(chǔ)施工后，在挖除圍堰內(nèi)的填充物同時對解除鋼板樁圍堰外圍 的鋼束預(yù)應(yīng)力。步驟九，在鋼板樁圍堰內(nèi)施工承臺。步驟十，承臺施工完畢，拆除鋼板樁圍堰。所述步驟八在解除圍堰外圍的鋼束預(yù)應(yīng)力的同時增加或不增加內(nèi)支撐桿。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果首先，本發(fā)明所提及的鋼板樁 圍堰平臺具有水上鉆樁平臺的功能，但在其上面施工樁基礎(chǔ)，相當(dāng)于在陸地上施工；該種平 臺挖除內(nèi)部的填充材料后，又具有傳統(tǒng)的水中圍堰的功能。其次，本發(fā)明所提及依托鋼板樁圍堰平臺的一體化樁和承臺的施工方法，可實現(xiàn) 樁基礎(chǔ)的施工和承臺施工的合二為一，可簡化施工工序、節(jié)省工程總體造價和工期、并在一 定程度上達(dá)到節(jié)能減排目的的施工方法。另外，本發(fā)明所提及的方法減少施工不安全因素(危險源)、應(yīng)用范圍廣、對環(huán)境沒 有額外的污染。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)樁和承臺分別施工的缺點，解決了通過設(shè)置在圍巖外圍箍預(yù)應(yīng) 力鋼束實現(xiàn)外包約束式的預(yù)應(yīng)力鋼板樁圍堰技術(shù)問題。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于適用于水深8m以內(nèi)的水中橋墩等各種工程結(jié)構(gòu)物的水中樁 基礎(chǔ)與承臺的施工，適合于適宜打設(shè)鋼板樁的地質(zhì)情況，適合于波浪不大的水文情況。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是本發(fā)明實施例一平面示意圖。圖2是本發(fā)明實施例二平面示意圖。圖3是圖IA-A或圖2B-B剖面圖。圖4是鋼板樁外立面局部示意圖。圖5是圖4C-C剖面圖。圖6是圖4D-D剖面圖。圖7是圖4E-E剖面圖。圖8是鋼板樁、定位環(huán)、管道、鋼束平面連接詳圖。圖9是施工方法流程圖。圖10是樁基礎(chǔ)施工示意圖。
圖11是樁承臺施工示意圖。附圖標(biāo)記1 一水面、2 —鋼板樁、3 —內(nèi)圍檁、4 一橫向內(nèi)支撐桿、5 —縱向內(nèi)支撐 桿、6 —斜向內(nèi)支撐桿、7 —填充物、8 —管道、9 一鋼束、10 —定位環(huán)、11 一轉(zhuǎn)向器、12 —固
定端錨具、13 —固定端錨墊板、14 一張拉端錨具、15 —張拉端錨墊板、16 —支撐、17 —樁基 礎(chǔ)、18 —施工便橋、19 一承臺。
具體實施例方式實施例參見圖1 8所示，一種圍箍式鋼板樁圍堰平臺，包括一組鋼板樁2密集圍 合成的圍堰和內(nèi)支撐體系，內(nèi)支撐體系支撐在圍堰內(nèi)側(cè)，所述鋼板樁2的根部伸至圍堰基 底以下，鋼板樁2的頂部高于水面1，相鄰鋼板樁的鄰邊相互咬合，所述圍堰內(nèi)部空間填充 有填充物7，環(huán)圍堰外周至少有一圈鋼束9，其一端通過固定端錨具12固定在固定端錨墊板 13，另一端通過張拉端錨具14固定在張拉端錨墊板15上，所述鋼束9還穿過固定在鋼板樁 外周突起部位的定位環(huán)10。所述填充物7的填充范圍是自河床底至水面1以上。所述內(nèi)支 撐體系包括內(nèi)支撐桿和內(nèi)圍檁3，所述內(nèi)圍檁3環(huán)箍在圍堰內(nèi)壁，其底面焊接有三角形鋼支 撐16，內(nèi)壁上支撐有內(nèi)支撐桿，所述內(nèi)支撐桿為縱向內(nèi)支撐桿5和橫向內(nèi)支撐桿4或縱向內(nèi) 支撐桿5和斜向內(nèi)支撐桿6。當(dāng)需要的預(yù)應(yīng)力較大時，所述定位環(huán)10內(nèi)穿管道8，所述鋼束9穿過管道8。所述管道8或/和鋼束9都在設(shè)計標(biāo)高內(nèi)完整完成環(huán)繞圍堰一周后平直或彎折， 彎折部位加轉(zhuǎn)向器11。所述管道8為塑料管、金屬管或聚合物管，其內(nèi)壓注有防銹油、水泥 漿或化學(xué)漿料來保護(hù)鋼束同時以方便在完成施工后拆除鋼束。所述鋼束9為鋼絞線或鋼絲 繩。所述固定端錨墊板13位于張拉端錨墊板15下面，且錯開。一種依托所述圍箍式鋼板樁圍堰平臺的一體化施工方法，參見圖9 11，步驟如 下步驟一，沿承臺設(shè)計位置周圍打設(shè)鋼板樁圍堰。步驟二，一邊抽水一邊搭設(shè)鋼板樁圍堰的內(nèi)圍檁3和內(nèi)支撐桿。步驟三，在鋼板樁圍堰外周設(shè)置定位環(huán)10，固定端錨墊板13和張拉端錨墊板14。步驟四，在定位環(huán)10內(nèi)穿鋼束9，鋼束一端通過固定端錨具12固定在固定端錨墊 板13上，另一端通過張拉端錨具14固定在張拉端錨墊板15上，并通過張拉工具對鋼板樁 圍堰施加向內(nèi)的預(yù)應(yīng)力、箍緊鋼板樁圍堰。步驟五，一邊對鋼板樁圍堰施加預(yù)應(yīng)力，一邊對鋼板樁圍堰內(nèi)填充建筑材料至水 面標(biāo)高以上，在鋼板樁圍堰內(nèi)形成的施工平臺。步驟六，在岸邊至鋼板樁圍堰外圍水域搭設(shè)用于人員和材料運輸?shù)氖┕け銟?。步驟七，在施工平臺上施工樁基礎(chǔ)17。步驟八，完成樁基礎(chǔ)施工后，在挖除圍堰內(nèi)的填充物7同時對解除鋼板樁圍堰外 圍的鋼束預(yù)應(yīng)力。步驟九，在鋼板樁圍堰內(nèi)施工承臺19。步驟十，承臺19施工完畢，拆除鋼板樁圍堰。所述步驟八在解除圍堰外圍的鋼束預(yù)應(yīng)力的同時增加或不增加內(nèi)支撐桿。關(guān)于本發(fā)明的在經(jīng)濟(jì)和工期方面的優(yōu)勢通過具體工程實例與傳統(tǒng)方法進(jìn)行對比 說明。
與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明僅增加了放置鋼束、施加鋼束預(yù)應(yīng)力、圍堰內(nèi)填充填充 物、解除鋼束預(yù)應(yīng)力、挖除填充物、拆除鋼束等6個工序，但卻減少了設(shè)置和拆除架空式水 上鉆樁平臺的10個工序，合計減少4個工序；在工期方面，施加鋼束預(yù)應(yīng)力工序與圍堰內(nèi)填 充建筑材料工序、解除鋼束預(yù)應(yīng)力工序與挖除填充材料工序均可平行進(jìn)行，拆除鋼束工序 可在承臺施工期間進(jìn)行、不占用單獨的工期、可不予考慮，因此，增加的工序占用的工期比 設(shè)置、拆除水上鉆樁平臺的工期大為縮短，以水深3m、架空高度(即平臺自由高度)4. Sm、面 積為432m2的鉆樁平臺為例列表比較，詳見表1所示。表1 工期比較一覽表(單位天)
與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明僅增加了鋼束定位和固定裝置的費用、鋼束費用、壓漿費用、 填充材料費用等項，對于較大的橋墩，鋼板樁用量不需增加，甚至還會節(jié)省，對于較小的橋 墩，因為要滿足樁基礎(chǔ)施工空間的需要，鋼板樁可能增加，但是，本發(fā)明的方法節(jié)省了傳統(tǒng) 方法需要設(shè)置的架空式鉆樁平臺的巨大費用，總的比較起來，造價節(jié)省是很明顯的，仍然以 水深3m、架空高度(即平臺自由高度)4. Sm、面積為432m2的鉆樁平臺為例列表比較，詳見表 2所示。 表2 經(jīng)濟(jì)性匡算比較一覽表(單位元)
權(quán)利要求
一種圍箍式鋼板樁圍堰平臺，包括一組鋼板樁(2)密集圍合成的圍堰和內(nèi)支撐體系，內(nèi)支撐體系支撐在圍堰內(nèi)側(cè)，所述鋼板樁(2)的根部伸至圍堰基底以下，鋼板樁(2)的頂部高于水面(1)，相鄰鋼板樁的鄰邊相互咬合，其特征在于所述圍堰內(nèi)部空間填充有填充物(7)，環(huán)圍堰外周至少有一圈鋼束(9)，其一端通過固定端錨具(12)固定在固定端錨墊板(13)，另一端通過張拉端錨具(14)固定在張拉端錨墊板(15)上，所述鋼束(9)還穿過固定在鋼板樁外周突起部位的定位環(huán)(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍箍式鋼板樁圍堰平臺，其特征在于所述填充物(7)的填充 范圍是自河床底至水面(1)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍箍式鋼板樁圍堰平臺，其特征在于所述內(nèi)支撐體系包 括內(nèi)支撐桿和內(nèi)圍檁(3)，所述內(nèi)圍檁(3)環(huán)箍在圍堰內(nèi)壁，其底面焊接有三角形鋼支撐 (16 )，內(nèi)壁上支撐有內(nèi)支撐桿，所述內(nèi)支撐桿為縱向內(nèi)支撐桿(5 )和橫向內(nèi)支撐桿(4 )或縱 向內(nèi)支撐桿(5)和斜向內(nèi)支撐桿(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍箍式鋼板樁圍堰平臺，其特征在于所述定位環(huán)(10)內(nèi)穿 管道(8)，所述鋼束(9)穿過管道(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圍箍式鋼板樁圍堰平臺，其特征在于所述管道(8)或/和鋼 束(9)環(huán)繞圍堰一周后平直或彎折，彎折部位加轉(zhuǎn)向器(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圍箍式鋼板樁圍堰平臺，其特征在于所述管道(8)為塑料 管、金屬管或聚合物管，其內(nèi)壓注有防銹油、水泥漿或化學(xué)漿料。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圍箍式鋼板樁圍堰平臺，其特征在于所述鋼束(9)為鋼絞線 或鋼絲繩。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圍箍式鋼板樁圍堰平臺，其特征在于所述固定端錨墊板(13)位于張拉端錨墊板(15)下面，且錯開。
9. 一種依托權(quán)利要求1 8中任意一項所述圍箍式鋼板樁圍堰平臺的一體化施工 方法，其特征在于步驟如下步驟一，沿承臺設(shè)計位置周圍打設(shè)鋼板樁圍堰；步驟二，一邊抽水一邊搭設(shè)鋼板樁圍堰的內(nèi)圍檁(3)和內(nèi)支撐桿；步驟三，在鋼板樁圍堰外周設(shè)置定位環(huán)(10)，固定端錨墊板(13)和張拉端錨墊板(14)；步驟四，在定位環(huán)(10)內(nèi)穿鋼束(9)，鋼束一端通過固定端錨具(12)固定在固定端錨 墊板(13)上，另一端通過張拉端錨具(14)固定在張拉端錨墊板(15)上，并通過張拉工具對 鋼板樁圍堰施加向內(nèi)的預(yù)應(yīng)力、箍緊鋼板樁圍堰；步驟五，一邊對鋼板樁圍堰施加預(yù)應(yīng)力，一邊對鋼板樁圍堰內(nèi)填充建筑材料至水面標(biāo) 高以上，在鋼板樁圍堰內(nèi)形成的施工平臺；步驟六，在岸邊至鋼板樁圍堰外圍水域搭設(shè)用于人員和材料運輸?shù)氖┕け銟颍?步驟七，在施工平臺上施工樁基礎(chǔ)(17)；步驟八，完成樁基礎(chǔ)施工后，在挖除圍堰內(nèi)的填充物(7)同時對解除鋼板樁圍堰外圍的 鋼束預(yù)應(yīng)力；步驟九，在鋼板樁圍堰內(nèi)施工承臺(19)； 步驟十，承臺(19)施工完畢，拆除鋼板樁圍堰。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述依托圍箍式鋼板樁圍堰平臺的一體化施工方法，其特征在于 所述步驟八在解除圍堰外圍的鋼束預(yù)應(yīng)力的同時增加或不增加內(nèi)支撐桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圍箍式鋼板樁圍堰平臺及依托圍堰平臺的一體化施工方法，圍堰內(nèi)部空間填充有填充物，環(huán)圍堰外周至少有兩圈鋼束，其一端通過固定端錨具固定在固定端錨墊板，另一端通過張拉端錨具固定在張拉端錨墊板上，所述鋼束還穿過固定在鋼板樁外周突起部位的定位環(huán)。通過增設(shè)加固鋼板樁圍堰的設(shè)施和措施，可實現(xiàn)水中樁基礎(chǔ)在不需要設(shè)置水上架空式鉆樁平臺的情況下、僅僅依靠承臺施工需要的鋼板樁圍堰就可以完成施工，而承臺也不需再額外設(shè)置鋼板樁圍堰，僅僅依靠水中樁基礎(chǔ)施工設(shè)置的鋼板樁圍堰就可以完成的一體化施工。本發(fā)明的方法具有節(jié)省工程總體造價和工期、減少施工不安全因素、節(jié)能減排等優(yōu)點?？蓮V泛應(yīng)用于水中橋梁，碼頭等工程的施工。
文檔編號E02D19/04GK101906781SQ20101025293
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者萬平, 譚可源, 魏偉文, 黎景光 申請人:廣東冠粵路橋有限公司