钢板桩与混凝土墙组合围堰结构及施工方法与流程

1.本公开涉及水中基础施工技术领域，尤其涉及一种钢板桩与混凝土墙组合围堰结构及施工方法。


背景技术：

2.水中基础施工时，通常需建造临时或永久围堰实现基础施工作业，其主要有钢板桩、有底或无底钢套箱、锁口钢管桩、双排钢管桩堰芯填土、土围堰等类型。但在岸边大倾斜裸岩深覆盖地区，基础处于大倾斜基岩的裸岩及深覆盖范围时，以上围水结构受地形条件影响，无法有效解决围堰入土、止水、受力等方面的问题，给水中基础施工带来很大难度。
3.现有技术中，针对在岸边大倾斜裸岩深覆盖地区，基础处于大倾斜基岩的裸岩及深覆盖范围的情况，通常通过在岸边大倾斜基岩以及水中围设建造多个混凝土挡墙形成围堰结构，但混凝土挡墙的建造耗时较长，且在后期拆除时难度较大，导致混凝土挡墙的人工成本、材料成本均较高，且围堰建造的效率较差。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种钢板桩与混凝土墙组合围堰结构及施工方法。
5.本公开提供了一种钢板桩与混凝土墙组合围堰结构，包括：
6.建造于岸边的倾斜基岩上的墙体组件，所述墙体组件包括相对设置的第一墙体和第二墙体，所述第一墙体和所述第二墙体之间设置有第一支撑杆；
7.至少部分位于水中的钢板桩组件，所述钢板桩组件的一端设置于所述第一墙体内，所述钢板桩组件的另一端设置于所述第二墙体内。
8.可选地，所述墙体组件包括混凝土结构。
9.可选地，所述墙体组件包括多个用于与所述倾斜基岩配合的植入钢筋，所述植入钢筋的一端位于所述倾斜基岩中。
10.可选地，所述墙体组件包括钢筋骨架，所述钢筋骨架与所述钢板桩组件连接。
11.可选地，所述钢板桩组件包括钢板桩框架和设置在所述钢板桩框架内侧的围囹。
12.可选地，位于所述墙体组件内的所述钢板桩框架上设置有多个锚筋。
13.可选地，所述钢板桩组件内设置有第二支撑杆。
14.可选地，所述钢板桩组件的端部设置有用于与平台的支撑腿连接的牛腿。
15.可选地，所述钢板桩组件的内侧设置有用于与桩基连接的连接杆。
16.可选地，所述钢板桩组件的端部与所述第一支撑杆连接。
17.本公开还提供了一种钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的施工方法，包括：
18.分别设定钢板桩组件和墙体组件的建造位置；
19.安装用于形成第一墙体的第一模板组件和用于形成第二墙体的第二模板组件；
20.安装所述钢板桩组件的端部钢板桩，其中一端位于所述第一模板组件内，另一端
位于所述第二模板组件内；
21.分别向所述第一模板组件和所述第二模板组件中进行浇筑，用以形成第一墙体和第二墙体；
22.安装所述钢板桩组件的主体部分；
23.拆除所述第一模板组件和所述第二模板组件；
24.在所述第一墙体和所述第二墙体之间设置第一支撑杆。
25.可选地，所述安装钢板桩组件包括：
26.插打钢板桩，用以形成钢板桩框架；
27.在所述钢板桩框架内侧设置围囹。
28.可选地，所述插打钢板桩，用以形成钢板桩框架之前，包括：
29.在部分所述钢板桩上设置锚筋，并将安装有所述锚筋的钢板桩设置在所述钢板桩框架的端部。
30.可选地，在所述分别向第一模板组件和第二模板组件中进行浇筑，用以形成第一墙体和第二墙体之前，还包括：
31.分别向所述第一模板组件和所述第二模板组件围成的区域内设置植入钢筋，以使所述植入钢筋的一端位于所述倾斜基岩中。
32.可选地，所述在第一墙体和第二墙体之间设置第一支撑杆之后，还包括，
33.在所述钢板桩框架内侧设置第二支撑杆。
34.可选地，在所述插打钢板桩，用以形成钢板桩框架之后，还包括：
35.在平台的钢管支撑部件上设置用于与所述钢板桩框架连接的牛腿。
36.可选地，在所述钢板桩框架内侧设置围囹之后，还包括：
37.设置用于连接所述围囹和桩基的连接杆。
38.本公开提供的钢板桩与混凝土墙组合围堰结构中，在岸边的倾斜基岩上建造墙体组件以及在靠近墙体组件的位置处设置钢板桩组件，墙体组件包括相对设置的第一墙体和第二墙体，将钢板桩组件的一端设置在第一墙体中，另一端设置在第二墙体中，并在第一墙体和第二墙体之间设置第一支撑杆，以对第一墙体和第二墙体产生支撑和加强作用，提高墙体组件的强度。由于至少部分钢板桩组件设置在水中，受到水流动产生的压力，钢板桩组件可通过其端部将受到的水的压力传递至墙体组件中，由于第一墙体和第二墙体之间设置第一支撑杆，提高了墙体组件强度，同时也提高了围堰结构整体的强度，有效防止围堰结构受外力发生变形或损坏。
39.本公开提供的围堰结构中，通过设置墙体组件和钢板桩组件以形成围堰结构，降低了围堰结构的建造以及拆除难度，从而降低了人工成本，且有效提高了围堰结构的建造效率，并且，由于采用钢板桩组件，可有效降低材料成本。
附图说明
40.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
41.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而
言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本公开实施例所述钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的结构示意图；
43.图2为本公开实施例所述钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的俯视图；
44.图3为本公开实施例所述钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的侧视图；
45.图4为本公开实施例所述钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的后视图；
46.图5为本公开实施例所述钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的施工方法的流程图。
47.其中，1、基岩；11、基岩高程线；2、墙体组件；21、第一墙体；22、第二墙体；23、植入钢筋；24、钢筋骨架；3、第一支撑杆；4、钢板桩组件；41、钢板桩框架；42、围囹；5、第二支撑杆；51、竖支撑杆；52、斜支撑杆；6、牛腿；7、连接杆；8、平台；81
‑
钢管支撑部件；9、封底混凝土；10、桩基；20、承台轮廓线；30
‑
岸边。
具体实施方式
48.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
49.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
50.图1为本公开实施例所述钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的结构示意图，图2为本公开实施例所述钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的俯视图，图3为本公开实施例所述钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的侧视图，图4为本公开实施例所述钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的后视图。如图1至图4所示，本公开实施例提供了一种钢板桩与混凝土墙组合围堰结构，包括：
51.建造于岸边30的基岩1上的墙体组件2，墙体组件2包括相对设置的第一墙体21和第二墙体22，第一墙体21和第二墙体22之间设置有第一支撑杆3；
52.至少部分位于水中的钢板桩组件4，钢板桩组件4的一端设置于第一墙体21内，钢板桩组件4的另一端设置于第二墙体22内，且钢板桩组件4与墙体组件2的连接位置的投影应落于基岩1上，即参照图1所示，钢板桩组件4与墙体组件2的连接位置应位于基岩高程线11朝向墙体组件2的一侧，即位于图1中基岩高程线左侧。
53.本公开实施例提供的钢板桩与混凝土墙组合围堰结构中，在岸边30的基岩1上建造墙体组件2以及在靠近墙体组件2的位置处设置钢板桩组件4，墙体组件2包括相对设置的第一墙体21和第二墙体22，将钢板桩组件4的一端设置在第一墙体21中，另一端设置在第二墙体22中，并在第一墙体21和第二墙体22之间设置第一支撑杆3，以对第一墙体21和第二墙体22产生支撑和加强作用，提高墙体组件2的强度。由于至少部分钢板桩组件4设置在水中，受到水流动产生的压力，钢板桩组件4可通过其端部将受到的水的压力传递至墙体组件2中，由于第一墙体21和第二墙体22之间设置第一支撑杆3，提高了墙体组件2强度，同时也提高了围堰结构整体的强度，有效防止围堰结构受外力发生变形或损坏。
54.本公开实施例提供的围堰结构中，通过设置墙体组件2和钢板桩组件4以形成围堰结构，降低了围堰结构的建造以及拆除难度，从而降低了人工成本，且有效提高了围堰结构
的建造效率，并且，由于采用钢板桩组件4，可有效降低材料成本。
55.并且，钢板桩组件4与墙体组件2的连接位置位于基岩1对应的范围内，使得钢板桩组件4靠近墙体组件2的部分可与基岩1抵接，以便于墙体组件2的建造以及防止大量的水经钢板桩组件4的下部进入至围堰结构中。
56.具体地，钢板桩组件4与基岩1的抵接位置处形成有空隙，空隙处填充有封底混凝土。
57.具体地，上述墙体组件2包括混凝土结构，可起到良好的隔水作用。
58.具体地，墙体组件2包括多个用于与基岩1配合的植入钢筋23，植入钢筋23的一端位于基岩1中；墙体组件2包括钢筋骨架24，钢筋骨架24与钢板桩组件4连接。
59.上述墙体组件2中，在墙体组件2建造过程中，首先将植入钢筋23插入至基岩1中，实现植入钢筋与基岩1的连接，然后将钢筋骨架放置在基岩1的表面，并与伸入墙体组件2中的钢板桩组件4焊接在一起，然后进行浇筑形成墙体组件2。
60.通过设置植入钢筋23使墙体组件2与基岩1连接，提高了墙体组件2底部与基岩之间的摩擦力，作为墙体组件2抵抗倾覆力矩及横向推力的安全储备结构，提高墙体组件2的结构稳定性和可靠性。
61.通过设置钢筋骨架24可显著提高墙体组件4的结构强度，将钢筋骨架24与钢板桩组件4的端部连接，使钢板桩组件4与墙体组件2紧密结合，形成同一受力体，提高了本装置的结构整体性和稳定性。
62.具体地，钢板桩组件4包括钢板桩框架41和设置在钢板桩框架41内侧的围囹42，以提高钢板桩组件4的结构强度，有效防止钢板桩组件4受外力作用时产生形变。
63.在一些实施例中，位于墙体组件2内的钢板桩框架41上设置有多个锚筋。
64.上述墙体组件2中，位于钢板桩框架41端部的钢板桩上设置锚筋，也就是说，设置在墙体组件2内的钢板桩表面设置有锚筋，在浇筑形成墙体组件2时，端部的钢板桩以及设置在钢板桩上的锚筋，均浇筑于墙体组件2内，从而使钢板桩与墙体组件2的连接更加牢固，进而提高钢板桩与墙体组件2之间连接的可靠性。
65.上述钢板桩组件4为一端设置有开口的矩形结构，为了提高钢板桩组件4的结构强度，钢板桩组件4内设置有第二支撑杆5。
66.具体地，第二支撑杆5的数量为多个，且包括竖支撑杆51和斜支撑杆52，竖支撑杆51设置在钢板桩组件4中相对的两个面之间，以对相对设置的钢板桩起到支撑的作用，同时可起到力的传递作用，受力较大一侧的钢板桩上的部分作用力可通过竖支撑杆51传递至相对侧的钢板桩中，最终可传递至墙体组件2中。斜支撑杆52设置在钢板桩组件4相邻的两个面的拐角处，可对钢板桩组件4相邻的两个面起到支撑作用，并可对钢板桩组件4受到的水的压力起到传递和分散的作用，以提高钢板桩组件4拐角位置处的结构强度，如图1所示，斜支撑杆52可对称设置两组，以加强围堰的结构强度。
67.在一些实施例中，钢板桩组件4的端部设置有用于与平台8的钢管支撑部件81连接的牛腿6。
68.在安装上述钢板桩组件4之前，首先需在平台8的钢管支撑部件81上设置牛腿6，牛腿6用于与钢板桩组件4连接，以对钢板桩组件4起到拉拽作用，防止钢板桩组件4发生偏移。
69.具体地，钢板桩组件4包括钢板桩和用于与钢板桩配合的导向架，导向架的内侧形
成了上述围囹42。
70.上述牛腿6与钢板桩组件4连接。
71.在一些实施例中，钢板桩组件4的内侧设置有用于与桩基10连接的连接杆7。通过设置连接杆7，将连接杆7与钢板桩组件4连接，使桩基10对钢板桩组件4产生拉力，从而提高钢板桩组件4的稳定性，有效降低水压对围堰结构的影响。
72.具体地，钢板桩组件4的端部与第一支撑杆3连接，以提高钢板桩组件4、墙体组件2和第一支撑杆3之间连接的可靠性。
73.图5为本公开实施例钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的施工方法的流程图。如图5所示，本公开实施例还提供了一种钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的施工方法，包括：
74.s101：分别设定钢板桩组件4和墙体组件2的建造位置；
75.s102：安装用于形成第一墙体21的第一模板组件和用于形成第二墙体22的第二模板组件；
76.s103：安装钢板桩组件4的端部钢板桩，其中一端位于第一模板组件内，另一端位于第二模板组件内；
77.s104：分别向第一模板组件和第二模板组件中进行浇筑，用以形成第一墙体21和第二墙体22；
78.s105：安装钢板桩组件的主体部分；
79.s106：拆除第一模板组件和第二模板组件；
80.s107：在第一墙体21和第二墙体22之间设置第一支撑杆3。
81.本公开实施例提供的钢板桩与混凝土墙组合围堰结构的施工方法中，首先设定钢板桩组件4和墙体组件2的建造位置，然后安装用于形成第一墙体21的第一模板组件和用于形成第二墙体22的第二模板组件，并安装钢板桩组件4的端部钢板桩，其中一端位于第一模板组件内，另一端位于第二模板组件内，之后，向第一模板组件内和第二模板组件内浇筑，以形成第一墙体21和第二墙体22，且钢板桩组件4的端部与第一墙体21和第二墙体22实现了连接，然后，将钢板桩组件4剩余部分进行安装，最后在第一墙体21和第二墙体22之间设置第一支撑杆3，以对第一墙体21和第二墙体22产生支撑和加强作用，提高墙体组件2的强度。由于至少部分钢板桩组件4设置在水中，受到水流动产生的压力，钢板桩组件4可通过其端部将受到的水的压力传递至墙体组件2中，由于第一墙体21和第二墙体22之间设置第一支撑杆3，提高了墙体组件2强度，同时也提高了围堰结构整体的强度，有效防止围堰结构受外力发生变形或损坏。
82.本公开实施例提供的围堰结构的施工方法中，通过设置钢板桩组件4、第一模板组件和第二模板组件，并对第一模板组件和第二模板组件浇筑后形成墙体组件2，从而形成围堰结构，降低了围堰结构的建造以及拆除难度，从而降低了人工成本，且有效提高了围堰结构的建造效率，并且，由于采用钢板桩组件4，可有效降低材料成本。
83.上述第一模板组件和第二模板组件安装时，利用钢管或水下地形扫描仪对混凝土墙范围内的地形进行精确测量，按照测量数据制作底节模板。底节模板安装时，以混凝土墙前后平台作为固定点，水下部分固定时采用潜水员进行水下作业固定。裸岩区底节模板则根据岩面改制普通钢模板，对仍存在的小缺口可以采用焊钢板或者堆沙袋的方式封闭。
84.在对墙体组件2浇筑时，可采用分层浇筑，分层高度依据实际情况确定，最终浇筑
高度应满足浪溅时隔水要求。在首次浇筑砼前，需对墙底基岩面进行再次清除，以确保基底无浮泥。对始终处于水下部分的模板，以潜水员配合，采用砂袋或其他封堵材料将模板间、模板与基岩间的缝隙闭合，以防止混凝土外流。浇筑混凝土墙应基岩低处向基岩高处逐步推进。
85.在分别设定钢板桩组件4和墙体组件2的建造位置之前，确定承台的位置，形成承台轮廓线20，然后根据承台轮廓线20对钢板桩组件4和墙体组件2的建造位置进行设置。
86.在一些实施例中，安装钢板桩组件4包括：
87.插打钢板桩，用以形成钢板桩框架41；
88.在钢板桩框架41内侧设置围囹42。
89.上述钢板桩框架的内侧设置围囹42，可对钢板桩框架起到加强作用，有效防止钢板桩框架41发生变形损坏。
90.具体地，在插打钢板桩，用以形成钢板桩框架41之前，包括：
91.在部分钢板桩上设置锚筋，并将安装有锚筋的钢板桩设置在钢板桩框架41的端部。
92.具体地，在分别向第一模板组件和第二模板组件中进行浇筑，用以形成第一墙体21和第二墙体22之前，还包括：
93.分别向第一模板组件和第二模板组件围成的区域内设置植入钢筋23，以使植入钢筋23的一端位于基岩1中。
94.具体地，在第一模板组件和第二模板组件安装完成后，分节段安装墙体组件2内的植入钢筋23，并按图纸预埋内支撑的预埋钢板和连通管，然后将钢筋骨架24防止在基岩的表面，并与钢板桩组件4的端部连接。
95.具体地，在第一墙体21和第二墙体22之间设置第一支撑杆3之后，还包括，
96.在钢板桩框架41内侧设置第二支撑杆5。
97.具体地，在插打钢板桩，用以形成钢板桩框架41之后，还包括：
98.在平台8的钢管支撑部件81上设置用于与导向架连接的牛腿6。
99.具体地，在钢板桩框架41内侧设置围囹42之后，还包括：
100.设置用于连接围囹42和桩基10的连接杆7。
101.上述桩基10建造于步骤s102之前，且多个桩基10形成外环结构和内环结构，外环结构中的桩基10用于与围囹42连接。
102.在一些实施例中，在第二支撑杆5安装完成后，进行基坑覆盖层清除及斜岩处理。
103.具体地，深覆盖区的基坑覆盖层在两侧搭设临时平台以长臂挖掘机进行清除，在机械无法清除范围，采用高压水枪与抽沙泵组合的形式进行。基岩1表面应利用空压机或高水水枪冲洗干净，尽量减少淤泥杂物侵入封底。在基坑覆盖层清除及斜岩处理过程中，由专人负责对覆盖层高程进行测量，清除后河床底高程应较设计底高程小，以保证封底的厚度。
104.在基坑覆盖层清除及斜岩处理完成后，围堰内深覆盖区采用片石进行回填，回填后顶高程控制准确。片石回填由河床低向河床高方向进行，回填后应检查基底平整度并记录。
105.然后，对围堰进行封底。在封底前用空压机对回填片石上的浮泥及沉沙进行扰动，使之悬浮，不致混凝土出现泥沙夹层。封底顺序为由上、下游向中部，在中部时由前、后方向
中部进行。当封底混凝土强度达到设计强度后，封闭连通孔，抽水。
106.封底完成后，进行围堰内结构物施工。
107.最后，拆除围堰结构。具体地，待堰内结构物施工至高出水面后，开始围堰的拆除工作。钢板桩利用振动锤拔除。拔出按与打桩顺序相反的次序拔桩。在下游选择一块较易拔除的钢板桩，先略振动拔高1～2m，然后依次将所有钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再从下游开始分两侧向上游依次拔除。对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一起拔出，必要时可进行水下切割。遇到拔不动的钢板桩，应立即停拔检查，采取射水、振动等松动措施。拔桩时要先振动1～2min，在有松动后再边振边拔。混凝土墙利用凿岩机凿除。
108.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
109.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。