复杂河床钢管桩组合围堰及施工方法与流程

本发明涉及桥梁工程，具体涉及一种复杂河床钢管桩组合围堰及施工方法。

背景技术：

1、随着大跨径桥梁的发展与建设，越来越多的桥梁基础工程需要在水位变化幅度大、地质条件复杂等情况下进行施工，且必须在无水的环境中进行。桥梁基础施工一般采用的施工方法是修筑临时性维护结构，形成隔水环境。临时性维护结构一般采用钢板桩围堰、钢管桩围堰、钢套箱围堰等类型，围堰形式的确定需要根据气候水位特征、地层岩性等因素进行确定。尤其针对地质岩性复杂、水位变化频繁的施工条件下，使用常规的钢管桩围堰施工方法容易出现施工效率低、施工难度大等问题。

2、因此，亟待一种能够提供复杂河床钢管桩组合围堰及施工方法，满足复杂施工环境下施工钢管桩围堰。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种复杂河床钢管桩组合围堰及施工方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：复杂河床钢管桩组合围堰施工方法包括以下施工步骤：

3、步骤一、冲击钻刻槽引孔：先设置刻槽导向架，履带吊下放钢护筒，采用冲击钻破碎硬岩引孔成槽，将装满砂的环形布袋依次下放，以避免急流冲刷填砂；

4、步骤二、钢护筒接高：将第一型钢、承接钢板、圆形钢板托焊接成接高钢护筒体系，将接高钢护筒体系焊接于钢护筒上，再用混凝土浇筑的方式进行二次加固，完成钢护筒的接高；

5、步骤三、组装插入式型钢吊挂系统：在钻孔平台上拼装第一层圈梁及内支撑，再利用连接系安装第二层圈梁，圆形钢托板上横向搭设第二型钢，再将第三型钢纵向搭设于第二型钢上，形成顶部支撑架；

6、第二型钢和第三型钢端部都安装悬吊装置，吊杆穿过第一层圈梁，用高强螺母拧紧，吊挂在钢护筒上方，完成插入式型钢吊挂系统；

7、步骤四、下放圈梁：拆除钻孔平台后，利用空心液压千斤顶下放圈梁至指定位置；

8、步骤五、导向架搭设：将吊挂好的两层圈梁作为内侧导向架，再在栈桥的贝雷梁及钢管桩上焊接牛腿，架设两层外侧导向架，形成多层导向框架体系；

9、步骤六、钢管桩插打：将可移动导向框放置于内外侧导向架正上方，在导向架内按顺序沿可移动导向框方向插打钢管桩直至合拢；

10、将钢管桩全部插打完毕后，在围堰内外侧浇筑水下混凝土，形成止水墙，再在钢管桩中设置降水井；

11、步骤七：内支撑安装及换撑：将吊挂的内支撑安装在插打完成的钢管桩上，使用内支撑高效换撑装置，将其中一根横撑或斜撑进行移位，以通过体系转换提高内支撑的承载力；

12、步骤八、围堰封底：通过钢管桩中的降水井，抽干钢管及围堰内部的水，并安装第三层圈梁，然后下吊分块拼装设计的预制封底混凝土底板，采用浇筑湿接工艺完成整体拼装。

13、进一步地，接高钢护筒体系包括第一型钢、承接钢板、圆形钢板托，采用焊接方式将第一型钢底部与承接钢板连接，并采用加劲肋加强连接处，第一型钢顶部焊接圆形钢板托，同样采用加劲肋加强连接处，连接第一型钢的承接钢板焊接于钢护筒内，再将内置于钢护筒部分的第一型钢及承接钢板通过混凝土浇筑，使接高钢护筒体系固定于钢护筒上。

14、进一步地，可移动导向框下部设置卡槽，契合圈梁和外侧导向架顶部，将其放置于内外侧导向架上，可移动导向框内侧设置半圆凹槽，凹槽内设置锁口控制走向，钢管桩紧贴可移动导向框向下插打。

15、进一步地，钢管桩内部设置降水井，该降水井包括井管、排水管、粘土球、黏土、砂砾、滤网和水泵，将各填充材料从上至下依次填充粘土球、黏土、砂砾，井管伸出钢管桩穿过隔水层，井管底部设置滤网。

16、进一步地，内支撑高效换撑装置以抱箍形式固定于内支撑端部，上抱箍与下抱箍为一体，下抱箍外围直径大于上抱箍。

17、进一步地，两根支撑条用加固板连接，再将双拼的支撑条设置于下抱箍底部，分布于圈梁上下侧，每侧设置两处双拼支撑条，支撑条端部设置第一限位板，在竖向滑轮两侧通过第二销轴安装第二限位板及连接两个竖向滑轮，再将第一销轴穿过第二限位板，使竖向滑轮固定于支撑条端部，圈梁上部的竖向滑轮两侧安装导向轮。

18、进一步地，下抱箍底部设置斜杆，分布于内支撑两侧，斜杆端部设置支撑板，在水平滑轮两侧通过第二销轴安装第二限位板及连接三个水平滑轮，圈梁上部支撑条上纵向设置连接杆分布于支撑条两端，连接杆上部横向设置拉杆。

19、进一步地，预制封底混凝土底板由第一预制底板、第二预制底板和第三预制底板组成，每块预制封底混凝土底板顶部四周设置吊耳，采用吊车将预制封底混凝土底板依次下放。

20、复杂河床钢管桩组合围堰，运用上述的复杂河床钢管桩组合围堰施工方法完成。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

22、1、本发明针对钢管桩插打硬岩的情况，采用冲击钻刻槽混凝土止水墙技术进行钢管桩插打，降低了施工难度；

23、2、本发明采用引孔布袋砂桩换填技术，避免急流冲刷填砂，提高了钢管桩稳固性；

24、3、本发明采用可移动导向装置可以重复连续插打钢管桩，提高钢管桩插打速度和精度；

25、4、本发明设置内支撑高效换撑装置，高效完成了支撑体系转换，解决了内支撑拆除造成的风险；

26、5、本发明采用插入式型钢吊挂系统，通过先内支撑后围堰的逆作法，实现了钢护筒最大化利用；

27、6、本发明采用多层导向框架体系，精准控制钢管桩插打走向，提高了钢围堰施工质量；

28、7、本发明利用预制装配式封底混凝土，完成围堰封底，简化了现场施工步骤，加快了施工效率。

29、8、本发明采用钢管桩内置降水井外堵内降无封底技术，实现了围堰快速降水，降低了施工难度。

技术特征：

1.复杂河床钢管桩组合围堰施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

2.根据权利要求1所述的复杂河床钢管桩组合围堰施工方法，其特征在于，所述接高钢护筒体系(6)包括第一型钢(7)、承接钢板(8)、圆形钢板托(9)，采用焊接方式将第一型钢(7)底部与承接钢板(8)连接，并采用加劲肋(11)加强连接处，第一型钢(7)顶部焊接圆形钢板托(9)，同样采用加劲肋(11)加强连接处，连接第一型钢(7)的承接钢板(8)焊接于钢护筒(16)内，再将内置于钢护筒(16)部分的第一型钢(7)及承接钢板(8)通过混凝土(10)浇筑，使接高钢护筒体系(6)固定于钢护筒(16)上。

3.根据权利要求1所述的复杂河床钢管桩组合围堰施工方法，其特征在于，所述可移动导向框(5)下部设置卡槽，契合圈梁(3)和外侧导向架(4)顶部，将其放置于内外侧导向架上，可移动导向框(5)内侧设置半圆凹槽，凹槽内设置锁口(23)控制走向，钢管桩(1)紧贴可移动导向框(5)向下插打。

4.根据权利要求1所述的复杂河床钢管桩组合围堰施工方法，其特征在于，所述钢管桩(1)内部设置降水井(22)，该降水井(22)包括井管(25)、排水管(26)、粘土球(27)、黏土(28)、砂砾(29)、滤网(30)和水泵(31)，将各填充材料从上至下依次填充粘土球(27)、黏土(28)、砂砾(29)，井管(25)伸出钢管桩(1)穿过隔水层，井管(25)底部设置滤网(30)。

5.根据权利要求1所述的复杂河床钢管桩组合围堰施工方法，其特征在于，所述内支撑高效换撑装置以抱箍形式固定于内支撑(32)端部，上抱箍(33)与下抱箍(34)为一体，下抱箍(34)外围直径大于上抱箍(33)。

6.根据权利要求5所述的复杂河床钢管桩组合围堰施工方法，其特征在于，两根支撑条(35)用加固板(36)连接，再将双拼的支撑条(35)设置于下抱箍(34)底部，分布于圈梁(3)上下侧，每侧设置两处双拼支撑条(35)，支撑条(35)端部设置第一限位板(37)，在竖向滑轮(41)两侧通过第二销轴(40)安装第二限位板(39)及连接两个竖向滑轮(41)，再将第一销轴(38)穿过第二限位板(39)，使竖向滑轮(41)固定于支撑条(35)端部，圈梁(3)上部的竖向滑轮(41)两侧安装导向轮(42)。

7.根据权利要求6所述的复杂河床钢管桩组合围堰施工方法，其特征在于，下抱箍(34)底部设置斜杆(44)，分布于内支撑(32)两侧，斜杆(44)端部设置支撑板(45)，在水平滑轮(43)两侧通过第二销轴(40)安装第二限位板(39)及连接三个水平滑轮(43)，圈梁(3)上部支撑条(35)上纵向设置连接杆(46)分布于支撑条(35)两端，连接杆(46)上部横向设置拉杆(47)。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的复杂河床钢管桩组合围堰施工方法，其特征在于，所述预制封底混凝土底板(52)由第一预制底板(48)、第二预制底板(49)和第三预制底板(50)组成，每块预制封底混凝土底板(52)顶部四周设置吊耳(51)，采用吊车将预制封底混凝土底板(52)依次下放。

9.复杂河床钢管桩组合围堰，其特征在于，运用权利要求1-8任意一项所述的复杂河床钢管桩组合围堰施工方法施工制得。

技术总结
本发明提供一种复杂河床钢管桩组合围堰及施工方法，包括采用硬岩冲击钻刻槽混凝土止水墙技术；采用大流速水域旋挖引孔布袋砂桩换填技术；设置可移动导向架装置；设置内支撑高效换撑装置；采用插入式型钢接高吊挂系统；采用接高钢护筒辅助多层导向框架体系；采用预制装配式高效封底技术；采用钢管桩内置降水井外堵内降无封底技术。其主要施工步骤包括：步骤一、冲击钻刻槽引孔；步骤二、钢护筒接高；步骤三、组装插入式型钢吊挂系统；步骤四、下放圈梁；步骤五、导向架搭设；步骤六、钢管桩插打；步骤七、内支撑安装及换撑；步骤八、围堰封底。本发明具有施工效率高、止水效果好、施工步骤精简的优点，应用于实际工程中可取得较好的技术经济效益。

技术研发人员：朱雷,徐晖,彭志强,何盈,郭晓娟,田财
受保护的技术使用者：湖北省路桥集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/30