钢筋混凝土预制桩式丁坝施工工法
【专利摘要】本发明公开了钢筋混凝土预制桩式丁坝施工工法，包括如下步骤：（a）钢筋制作和安装；（b）砼浇筑和养护；（c）混凝土浇捣；（d）施工斜坡道及便道修筑；（e）沉板桩前准备及清基；（f）吊板桩、板桩运输及定位；（g）振沉板桩。本发明采用钢筋砼板桩作为丁坝基础替代堆石丁坝，基础深，自身能够在涌潮及洪水冲刷作用下维持稳定，因而和传统的堆石丁坝相比，能更好的承受涌潮的冲击，不易损毁，且运行期维修工程量较小，避免了频繁抢险的弊端，具有更高的质量安全系数，能够防止江河水流冲击对河岸的冲蚀破坏及冲刷河床，改善航道，形成浅滩，保持水土维护河相以及保护水生态多样化的功能。
【专利说明】钢筋混凝土预制粧式丁坝施工工法【技术领域】
[0001]本发明涉及钢筋混凝土预制桩式丁坝施工工法。
【背景技术】[0002]桩式丁坝施工工法主要研究在钱塘江等河道内快速、有效的完成预制桩沉放施工难题，充分发挥桩式丁坝的效用，以防止江河水流冲击对河岸的冲蚀破坏为基础，另外发挥丁坝可以减缓冲刷河床，改善航道，形成浅滩，保持水土、维护河相以及保护水生态多样化的功能。
[0003]自1998年海塘大堤加固以来，钱塘江的潮灾不再侵害两岸居民，但是由于河道变窄，潮水更加凶险。1998年至今至少有一两百人被潮水卷走，70多人死亡。在治河工程中，丁坝是应用广泛的水工建筑物；在交通建设、河滩围垦和海涂工程中，丁坝也是常用的建筑物之一。丁坝作为广泛使用的河道整治和维护建筑物，其主要功能为保护河岩不受来流直接冲蚀而产生掏刷破坏，同时它也在改善航道、维护河相以及保全水生生息场多样化方面发挥着作用。
[0004]为了治理钱塘江，历朝历代发明了很多修筑海塘的做法，而丁字坝是100多年前的发明。实践证明，给大江修筑一段伸入江水的堤，可以减轻潮水对钱塘江堤塘的冲击，延长堤塘的使用寿命和抗潮强度。传统丁坝所能承受涌潮的冲击力较小，易损毁，且运行期维修工程量较大，频繁抢险。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供钢筋混凝土预制桩式丁坝施工工法。
[0006]本发明采用如下技术方案:
[0007]钢筋混凝土预制桩式丁坝施工工法，其特征在于包括如下步骤:
[0008](a)钢筋制作和安装:板桩中的钢筋保证位置的正确，板桩尖对准轴线，主筋接头采用电焊，接头配置在同一截面内的数量不超过50% ；
[0009](b)砼浇筑和养护:采用预制场统一预制，钢模板平整牢固，尺寸准确；18m长板桩采用分二节制作，每节9m ;板桩中的钢筋保证位置的正确，板桩尖应对准轴线，主筋接头采用电焊，接头配置在同一载面内的数量不得超过50% ;砼采用机械拌制，粗骨料用5-40mm，细骨料用天然中粗砂，外加砼早强剂，砼浇筑应由板桩顶向板桩尖方向连续浇筑，不得中断，用振捣器仔细捣实，筑完毕应护盖洒水养护不少于14天；
[0010](C)混凝土浇捣:混凝土配合比将由具有相应资质试验单位根据施工使用的材料配置确定，现场拌和时，根据石料的含水率变化情况作调整，混凝土采用拌和机拌制，人力翻斗车入料磅秤计量，混凝土运输利用人力翻斗车，经人工翻拌后入仓，混凝土浇筑前，绑扎钢筋网片，制好模板，混凝土入仓后，人工平仓，插入式振捣器振捣，振捣时间以混凝土不再显著下沉并不再出现气泡开始泛浆为准，表面人工抹平、压紧，混凝土浇筑时应保持连续性浇筑结束后12-18小时后及时进行洒水养护，保持混凝土表面湿润，直至规范规定的期限，做好养护记录，模板的拆除时间，根据气温情况，控制在混凝土浇筑结束18小时以上，以拆模时不损伤新浇混凝土为准；
[0011](d)施工斜坡道及便道修筑:先在斜坡道外侧与潮水接触面抛筑一层钢筋笼，同时使用挖机抛填块石混合料，当一层填筑完成后，继续沉放第二层，直到钢筋笼顶层与塘面齐平为止；便道修筑于上下游板桩间，利用抛石钢筋笼填筑，挖机抛石，与板桩施打同步进行，同时在抛筑钢筋笼之前，先对基础用钢插钎进行探测，测得其滩地高程，并选用匹配钢筋笼进行抛填；
[0012](e)沉板桩前准备及清基:在水位退至可施打高程时，挖机先下塘对斜坡道进行整修及下平台整平，同时对板桩沉板桩轴线位置进行清基，将施工地段的大块石清理掉，利于板桩的施打；
[0013](f)吊板桩、板桩运输及定位:吊板桩:油压振动机下塘后，汽吊在塘顶把板桩吊至下平台，在板桩放置末段处放一枕木，提高板桩放置的稳定及端正，利于下一步机械夹板桩工作；板桩运输:在板桩吊至下平台后，首先利用油压振动机的液压钳夹住板桩，然后用人工套好保险绳，液压钳钳牢板桩后将板桩垂直提起，行进至施工位置，人工扶板桩就位，其中当板桩施打到坝身距离在20米以内，采用振动机自身提板桩运输；当板桩施打到坝身距离超过坝身20m，采用挖掘机进行驳板桩运输，提高板桩施打的速度；定位:板桩定位采用油压振动机与人工扶板桩相结合的措施定位，轴线控制由施工员通过布置于塘顶的经纬仪进行指挥，控制好缝隙及垂直度后进行沉板桩；
[0014](g)振沉板桩:板桩定位完成后，即开动振动开关，从低档到高档逐步加强振动频率，根据不同的地质情况，控制板桩施打的下沉速度:1)在遇到地基较为软弱的情况，在定位结束后，用低档进行振沉，控制板桩的下沉速度，均匀下沉；2)在遇到地基基础较为复杂或土基较为密实时，首先在定位结束后，用低档进行振沉，此时减慢施打速度，等板桩沉入河床1.5m以上后，逐步增强振动频率，直到板桩施打到位；3)当板桩施打剩下1.5米时，取下板桩保险绳；施打高程至设计以上50cm左右时停止振动，利用送板桩器将板桩送至一定高程或施打3-5根后再一次性送板桩，此次送板桩板桩顶高程高于设计高程20cm左右，在坝身、坝头板桩全部施打完成后，进行第二次送板桩，在板桩上用水准仪测出设计高程，并用红漆做好标记，然后用送板桩器逐一把板桩施打到位。
[0015]优选的，丁坝板桩沉板桩施工整体采用进占法，每一段沉板桩采用先下游再上游的作业顺序。
[0016]本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果:
[0017]钢筋砼板桩浇注方便，无孔洞，确保产品质量，又省工省力，节省钢材、安全可靠，无裂纹、强度高，抗冲击、穿透力强，提高方桩耐久性、抗裂性和抗震性，满足建筑桩基工程的需要。采用钢筋砼板桩作为丁坝基础替代堆石丁坝，基础深，自身能够在涌潮及洪水冲刷作用下维持稳定，因而和传统的堆石丁坝相比，能更好的承受涌潮的冲击，不易损毁，且运行期维修工程量较小，避免了频繁抢险的弊端，具有更高的质量安全系数，能够防止江河水流冲击对河岸的冲蚀破坏及冲刷河床，改善航道，形成浅滩，保持水土维护河相以及保护水生态多样化的功能。该工法实用性强且后期维护成本低，具有较强适用性、可观的经济效益、社会效益和生态效益:经济效益:1、该丁字坝在江面上的修筑，可以减轻潮水对江堤塘的冲击，延长堤塘的使用寿命和抗潮强度，改变水流形势，缓释水流冲击力；2、运行期维修工程量较小，维修成本低，而且耐久度高，不易损毁，与传统丁坝比，后期持续投入更低；3、该丁字坝能够促进航运经济的发展以及带动当地相关产业经济的发展。社会效益:1、该丁字坝能使水流集中在河道中心以增加流速、刷深河床、抑制泥沙沉积、也有利于增加航道水深；同时靠近河岸的流速迂缓，避免水流冲刷河岸，降低河堤的使用寿命或造成一定的水土流失；2、该丁字坝有增加航道水深的同时，由于两岸丁字坝的下游方向流速小，会带来一定的泥沙沉积有利于形成浅滩。而且流速的降低有利于两岸水土的保持以及延长堤岸的使用寿命。生态效益:1、生态效益主要体现在以下三个方面:多样流效应、庇护效应和饵料效应。这三种效应是相互联系，相辅相成的，多样流使得各种浮游生物和底栖动物在此滞留成为饵料，提供鱼类以嬉戏和觅食场所，框架透水框架形成的庇护空间可供幼鱼等小型动物避敌，成为优良的微小生境，生态效益明显；2、丁字坝的建设有利于下游形成浅滩和保持水土。浅滩和湿地具有较等高级的生态结构和较高密度的生态种群。
【具体实施方式】
[0018]本发明钢筋混凝土预制桩式丁坝施工工法，包括如下步骤:
[0019](a)钢筋制作和安装:板桩中的钢筋应严格保证位置的正确，板桩尖应对准轴线，主筋接头采用电焊，接头配置在同一载面内的数量不得超过50%。钢筋进入预制场后，由专业技术工人按设计要求统一制作成型。
[0020](b)砼浇筑和养护:采用预制场统一预制，钢模板平整牢固，尺寸准确；18m长板桩采用分二节制作，每节9m ;板桩中的钢筋保证位置的正确，板桩尖应对准轴线，主筋接头采用电焊，接头配置在同一载面内的数量不得超过50% ;砼采用机械拌制，粗骨料用5-40mm，细骨料用天然中粗砂，外加砼早强剂，砼浇筑应由板桩顶向板桩尖方向连续浇筑，不得中断，用振捣器仔细捣实，筑完毕应护盖洒水养护不少于14天；
[0021](c)混凝土浇捣:混凝土配合比将由具有相应资质试验单位根据施工使用的材料配置确定，现场拌和时，根据石料的含水率变化情况作调整，混凝土采用拌和机拌制，人力翻斗车入料磅秤计量，混凝土运输利用人力翻斗车，经人工翻拌后入仓，混凝土浇筑前，绑扎钢筋网片，制好模板，混凝土入仓后，人工平仓，插入式振捣器振捣，振捣时间以混凝土不再显著下沉并不再出现气泡开始泛浆为准，表面人工抹平、压紧，混凝土浇筑时应保持连续性浇筑结束后12-18小时后及时进行洒水养护，保持混凝土表面湿润，直至规范规定的期限，做好养护记录，模板的拆除时间，根据气温情况，控制在混凝土浇筑结束18小时以上，以拆模时不损伤新浇混凝土为准。
[0022]当板桩的砼强度达到设计强度标准值的75%后方可起吊，板桩运输时的强度应达到设计强度标准值的100%，采用5T叉车装车，配备二辆平板拖车运输，每趟次可运8根，20T汽吊卸车，板桩按规格堆放在塘面上，支承点应设在吊点处，各层垫木上下对齐，堆放层数不超过4层，沿护坦施打的板桩堆放应一次就位，避免再次转驳。
[0023](d)施工斜坡道及便道修筑:
[0024]修筑施工斜坡道是机械下塘作业的保证，是丁坝施工的关键项目之一。施工斜坡道在施工过程中必须确保安全，因此斜坡道必须具有较强的承载力，由于受到钱塘江强涌潮的影响，斜坡道还必须自身具有抗击强涌潮的能力。斜坡道自高向低方向与涌潮方向相同，斜坡道一侧与钱塘江老海塘靠牢，外露与钱塘江潮水接触面全部采用钢筋笼装块石护面。在施工过程中，先在斜坡道外侧与潮水接触面抛筑一层钢筋笼，同时使用EC290长臂挖机抛填块石混合料，当一层填筑完成后，继续沉放第二层，直到钢筋笼顶层与塘面齐平为止。斜坡道宜在小潮汛期间施工，以减少修筑期间的石料损失。
[0025]便道修筑于上下游板桩间，利用抛石钢筋笼填筑，挖机抛石，与板桩施打同步进行，同时在抛筑钢筋笼之前，先对基础用3米长的钢插钎进行探测，测得其滩地高程，并选用合适钢筋笼进行抛填。
[0026](e)沉桩前准备及清基:
[0027]由于钱塘江涌潮的原因，钱塘江水下地质情况极为复杂，在沉桩施工前，必须进行必要的清基工作。在水位退至可施打高程时，挖机先下塘对斜坡道进行整修及下平台整平，同时对板桩沉桩轴线位置进行必要的清基，将施工地段的大块石清理掉，这样有利于板桩的施打。
[0028](f)吊桩、板桩运输及定位:
[0029]I)吊桩:油压振动机下塘后，汽吊在塘顶把板桩吊至下平台，应在板桩放置末段处放一枕木，这样做可以提高板桩放置的稳定及端正，有利于下一步机械夹桩工作。
[0030]2)板桩运输:在板桩吊至下平台后，首先利用油压振动机的液压钳夹住板桩，然后用人工套好保险绳(Φ 17钢丝绳)，液压钳钳牢板桩后将板桩垂直提起，行进至施工位置，人工扶桩就位。其中在板桩施打到坝身20米以内，采用振动机自身提桩运输；当板桩施打距离超过坝身20m后，采用挖掘机进行驳桩运输，以提高板桩施打的速度。
[0031]3)定位:板桩定位采用油压振动机与人工扶桩相结合的措施定位，轴线控制由施工员通过布置于塘顶的经纬仪进行指挥，控制好缝隙及垂直度后进行沉桩。
[0032](g)振沉板桩:
[0033]板桩定位完成后，即开动振动开关，从低档到高档逐步加强振动频率，根据不同的地质情况，控制板桩施打的下沉速度:
[0034]I)在遇到地基较为软弱的情况，在定位结束后，用低档进行振沉，一般情况就可以施打到位，但需注意在施打过程中，严格控制板桩的下沉速度，均匀下沉，这样比较容易控制桩的垂直度、间隙等指标，也可以确保成桩质量。
[0035]2)在遇到地基基础较为复杂或土基较为密实时，首先在定位结束后，用低档进行振沉，此时减慢施打速度，等板桩沉入河床1.5m以上后，逐步增强振动频率，直到板桩施打到位。
[0036]3)当板桩施打剩下1.5米时,取下板桩保险绳；施打高程至设计以上50cm左右时停止振动，利用送桩器将桩送至一定高程或施打3-5根后再一次性送桩，此次送桩桩顶高程一般高于设计高程20cm左右。在坝身、坝头板桩全部施打完成后，进行第二次送桩，在板桩上用水准仪测出设计高程，并用红漆做好标记，然后用送桩器逐一把板桩施打到位。
[0037]丁坝板桩沉桩施工整体采用进占法，每一段沉桩采用先下游再上游的作业顺序。
[0038]钢筋砼帽梁及连系梁施工，钢筋砼帽梁断面为宽为100cm，厚为50cm，连系梁距坝根38m范围内间距2.0m,坝头12m范围内间距1.5m,施工安排在小潮汛进行。
[0039]1.立模:采用钢模板，坝头圆弧采用定制钢模，其余采用标准钢模，制模达到施工规范标准。立模是整个砼浇筑的关键，如何提高模板的稳定性，防止在砼浇筑中出现跑模、模板沉降等情况的发生，我公司通过试验丁坝的施工，总结了一些可行的施工经验。首先要解决模板的支撑稳定问题，主要的解决办法是:立模前，在板桩钢板上下游侧，每0.5m焊制一根Φ 18七字型钢筋；其次，连系梁模板制作时，底模加固用钢管支撑，用钢管夹头夹紧。
[0040]2.砼拌和:采用2台400L拌和机机械拌和，拌和机放至坝根塘顶上。过磅称量，手拉斗车进料，拌和时间不少于规定要求。
[0041]3.砼运输:水平运输采用手拉斗车，垂直运输采用溜槽，卸向浇筑仓面。
[0042]4.振捣:采用插入式振捣器振捣，表面再用平板振捣器振捣拖平，最后用泥夹压紧、抹光。
[0043]本施工工法的材料与设备:
[0044]混凝土采用的标号为C30，水泥采用42.5的普通硅酸盐水泥。
[0045]主要机械设备为Ph3000高频液压振动打桩锤，最大振动力40吨。
[0046]机具设备表
【权利要求】
1.钢筋混凝土预制桩式丁坝施工工法，其特征在于包括如下步骤: (a)钢筋制作和安装:板桩中的钢筋保证位置的正确，板桩尖对准轴线，主筋接头采用电焊，接头配置在同一截面内的数量不超过50% ； (b)砼浇筑和养护:采用预制场统一预制，钢模板平整牢固，尺寸准确；18m长板桩采用分二节制作，每节9m ;板桩中的钢筋保证位置的正确，板桩尖应对准轴线，主筋接头采用电焊，接头配置在同一载面内的数量不得超过50% ;砼采用机械拌制，粗骨料用5-40mm，细骨料用天然中粗砂，外加砼早强剂，砼浇筑应由板桩顶向板桩尖方向连续浇筑，不得中断，用振捣器仔细捣实，筑完毕应护盖洒水养护不少于14天； (c)混凝土浇捣:混凝土配合比将由具有相应资质试验单位根据施工使用的材料配置确定，现场拌和时，根据石料的含水率变化情况作调整，混凝土采用拌和机拌制，人力翻斗车入料磅秤计量，混凝土运输利用人力翻斗车，经人工翻拌后入仓，混凝土浇筑前，绑扎钢筋网片，制好模板，混凝土入仓后，人工平仓，插入式振捣器振捣，振捣时间以混凝土不再显著下沉并不再出现气泡开始泛浆为准，表面人工抹平、压紧，混凝土浇筑时应保持连续性浇筑结束后12-18小时后及时进行洒水养护，保持混凝土表面湿润，直至规范规定的期限，做好养护记录，模板的拆除时间，根据气温情况，控制在混凝土浇筑结束18小时以上，以拆模时不损伤新浇混凝土为准； (d)施工斜坡道及便道修筑:先在斜坡道外侧与潮水接触面抛筑一层钢筋笼，同时使用挖机抛填块石混合料，当一层填筑完成后，继续沉放第二层，直到钢筋笼顶层与塘面齐平为止；便道修筑于上下游板桩间，利用抛石钢筋笼填筑，挖机抛石，与板桩施打同步进行，同时在抛筑钢筋笼之前，先对基础用钢插钎进行探测，测得其滩地高程，并选用匹配钢筋笼进行抛填； (e)沉板桩前准备及清基:在水位退至可施打高程时，挖机先下塘对斜坡道进行整修及下平台整平，同时对板桩沉板桩轴线位置进行清基，将施工地段的大块石清理掉，利于板桩的施打；` (f)吊板桩、板桩运输及定位:吊板桩:油压振动机下塘后，汽吊在塘顶把板桩吊至下平台，在板桩放置末段处放一枕木，提高板桩放置的稳定及端正，利于下一步机械夹板桩工作；板桩运输:在板桩吊至下平台后，首先利用油压振动机的液压钳夹住板桩，然后用人工套好保险绳，液压钳钳牢板桩后将板桩垂直提起，行进至施工位置，人工扶板桩就位，其中当板桩施打到坝身距离在20米以内，采用振动机自身提板桩运输；当板桩施打到坝身距离超过坝身20m，采用挖掘机进行驳板桩运输，提高板桩施打的速度；定位:板桩定位采用油压振动机与人工扶板桩相结合的措施定位，轴线控制由施工员通过布置于塘顶的经纬仪进行指挥，控制好缝隙及垂直度后进行沉板桩； (g)振沉板桩:板桩定位完成后，即开动振动开关，从低档到高档逐步加强振动频率，根据不同的地质情况，控制板桩施打的下沉速度:1)在遇到地基较为软弱的情况，在定位结束后，用低档进行振沉，控制板桩的下沉速度，均匀下沉；2)在遇到地基基础较为复杂或土基较为密实时，首先在定位结束后，用低档进行振沉，此时减慢施打速度，等板桩沉入河床1.5m以上后，逐步增强振动频率，直到板桩施打到位；3)当板桩施打剩下1.5米时，取下板桩保险绳；施打高程至设计以上50cm左右时停止振动，利用送板桩器将板桩送至一定高程或施打3-5根后再一次性送板桩，此次送板桩板桩顶高程高于设计高程20cm左右，在坝身、坝头板桩全部施打完成后，进行第二次送板桩，在板桩上用水准仪测出设计高程，并用红漆做好标记，然后用送板桩器逐一把板桩施打到位。
2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土预制桩式丁坝施工工法，其特征在于:丁坝板桩沉板桩施工整体采用 进占法，每一段沉板桩采用先下游再上游的作业顺序。
【文档编号】E02B3/06GK103526720SQ201310450731
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】吴栋良, 方正, 诸冬栋, 柴良华, 刘学应 申请人:浙江钱塘江水利建筑工程公司