一種樁箱水工結(jié)構(gòu)物及其建造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種樁箱水工結(jié)構(gòu)物及其建造方法，其沉箱和鋼管樁一同在陸上制造并浮運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，臨時(shí)錨碇就位，以沉箱為施工平臺(tái)沉放鋼管樁，再通過鎖緊裝置固定沉箱與鋼管樁，形成樁-箱組合的水上臨時(shí)施工平臺(tái)，通過止水裝置進(jìn)行沉箱的底板止水，通過在沉箱體內(nèi)進(jìn)行干施工，澆筑后澆混凝土，形成整體受力結(jié)構(gòu)。本發(fā)明前期不需進(jìn)行地基處理等水下作業(yè)，能適應(yīng)海上惡劣的波浪環(huán)境及復(fù)雜的地質(zhì)條件；且具有現(xiàn)場(chǎng)施工快速，安全風(fēng)險(xiǎn)低的特點(diǎn)。
【專利說明】一種粧箱水エ結(jié)構(gòu)物及其建造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水エ結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域，具體地指一種樁箱水エ結(jié)構(gòu)物及其建造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]樁基礎(chǔ)是由樁和連接樁頂?shù)臉冻信_(tái)組成的基礎(chǔ)，具有承載カ高、沉降量小而較均勻的特點(diǎn)，幾乎可以應(yīng)用于各種工程地質(zhì)條件和各種類型的工程，尤其是適用于軟弱地基上的重型建(構(gòu))筑物。因此，樁基礎(chǔ)在各種建(構(gòu))筑物中應(yīng)用比較廣泛。
[0003]樁基礎(chǔ)按照基礎(chǔ)的受力原理大致可分為摩擦樁和端承樁，按照施工方式可分為預(yù)制樁和灌注樁。其中預(yù)制樁包括混凝土樁和鋼管樁，通常依靠錘擊或振動(dòng)打入巖土中。而灌注樁系是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，應(yīng)用非常廣泛。
[0004]目前，鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)是水中橋梁基礎(chǔ)等應(yīng)用較多的樁基形式，施工時(shí)需先設(shè)置施工平臺(tái)進(jìn)行樁的施工，然后再利用吊箱等圍水結(jié)構(gòu)形成干施工環(huán)境后，澆筑承臺(tái)混凝土，形成群樁基礎(chǔ)。
[0005]常規(guī)樁基礎(chǔ)施工エ序轉(zhuǎn)換較多，施工周期較長(zhǎng)，在外海等現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)、浪、流自然條件惡劣時(shí)，施工質(zhì)量和效率會(huì)面臨較大考驗(yàn)。
[0006]因此，需對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種樁箱水エ結(jié)構(gòu)物及其建造方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，它包括沉箱，所述沉箱包括頂板和底板，所述頂板和底板的邊部之間通過側(cè)壁連接，所述頂板、底板及側(cè)壁圍成一個(gè)隔艙，所述隔艙內(nèi)設(shè)有將隔艙隔成多個(gè)小隔艙的隔墻，其特征在于:所述頂板和底板沿垂直方向設(shè)有預(yù)留孔，所述預(yù)留孔內(nèi)裝有鋼管樁，所述鋼管樁與沉箱固定連接。
[0009]上述方案中:
[0010]所述鋼管樁通過鎖緊裝置與沉箱的頂板固定連接。
[0011]所述鎖緊裝置包括套裝在鋼管樁外圍的抱箍，所述抱箍?jī)?nèi)側(cè)與鋼管樁之間設(shè)有橡膠墊，抱箍的外側(cè)連接有液壓油缸，所述液壓油缸通過油管與外置儲(chǔ)油裝置連接。
[0012]所述隔艙沿垂直方向設(shè)有鋼套筒，所述鋼套筒兩端與頂板和底板固定連接，所述鋼管樁設(shè)置在鋼套筒內(nèi)。
[0013]所述鋼套筒下端與預(yù)埋在底板中的鋼板固定連接，所述鋼板通過牛腿與鋼管樁連接。
[0014]所述鋼套筒外圍設(shè)有水平隔板，水平隔板的外端部固定連接在隔艙內(nèi)壁上。
[0015]所述水平隔板設(shè)有向鋼套筒內(nèi)部延伸的凸起，所述凸起通過鎖緊裝置與鋼管樁固定連接。
[0016]所述底板與鋼管樁之間設(shè)有止水裝置。
[0017]所述止水裝置為止水膠囊，所述止水膠囊安裝在開設(shè)在底板面向鋼管樁端面的凹槽中。
[0018]ー種建造上述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物的建造方法，其特征在于，它包括以下步驟:
[0019]I)、在沉箱內(nèi)安裝好鋼套筒和止水裝置，沉箱和鋼管樁組合固定連接后，將沉箱和鋼管樁下水運(yùn)至待安裝位置；
[0020]2)、沉箱和鋼管樁初歩定位后，將沉箱和鋼管樁分開，鋼管樁在自重作用下下沉再次定位；
[0021]3)、將鋼管樁下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高；
[0022]4)、再次將沉箱與鋼管樁臨時(shí)固定連接；
[0023]5)、鋼管樁內(nèi)澆筑混凝土 ；
[0024]6)、利用止水裝置將底板與鋼管樁之間的空隙止水；
[0025]7)、排除鋼套筒內(nèi)部積水，管樁與沉箱的底板焊接固定，并拆除臨時(shí)固定裝置；
[0026]8)、綁扎預(yù)埋在底板和鋼管樁中的鋼筋，澆筑底板混凝土，使沉箱和鋼管樁固結(jié)為整體。
[0027]本發(fā)明所提供的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物可作為橋梁基礎(chǔ)、碼頭平臺(tái)或人工島護(hù)岸等結(jié)構(gòu)使用，其所受荷載通過沉箱傳遞到鋼管樁，再由鋼管樁傳入軟基或巖基中；所述樁箱水エ結(jié)構(gòu)物通過陸上預(yù)制水上浮運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，沉箱臨時(shí)錨泊定位后，樁打入巖土后樁與箱快速形成水上固定平臺(tái)，再以此平臺(tái)進(jìn)行后續(xù)作業(yè)，不需要搭設(shè)臨時(shí)水上施工平臺(tái)，前期不需進(jìn)行地基處理等水下作業(yè)，能適應(yīng)海上惡劣的波浪環(huán)境及復(fù)雜的地質(zhì)條件；且具有現(xiàn)場(chǎng)施工快速，安全風(fēng)險(xiǎn)低的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明所示的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物示意圖；
[0029]圖2為圖1中1-1剖面示意圖；
[0030]圖3為圖1中2-2剖面示意圖；
[0031]圖4為圖1中3-3剖面示意圖；
[0032]圖5為圖1中A處放大示意圖；
[0033]圖6為圖1中B處放大示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明中鎖緊裝置安裝在頂板和底板處的示意圖；
[0035]圖8為本發(fā)明中鎖緊裝置安裝在水平隔板處的示意圖；
[0036]圖9為本發(fā)明的建造方式中沉箱和鋼管樁預(yù)制組合示意圖；
[0037]圖10為本發(fā)明的建造方式中沉箱和鋼管樁定位示意圖；
[0038]圖11為本發(fā)明的建造方式中鋼管樁下沉示意圖；
[0039]圖12為本發(fā)明的建造方式中？幾箱和鋼管粧臨時(shí)固定不意圖；
[0040]圖13為本發(fā)明的建造方式中鋼管樁內(nèi)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖14為本發(fā)明的建造方式中沉箱和鋼管樁之間止水結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖15為本發(fā)明的建造方式中切割鋼護(hù)筒示意圖；[0043]圖16為本發(fā)明的建造方式中切割多余鋼管樁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖17為本發(fā)明的建造方式沉箱和鋼管樁結(jié)為一體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。
[0046]如圖1-圖6所示的一種樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，它包括沉箱I，沉箱I包括頂板1.1和底板1.2，頂板1.1和底板1.2的邊部之間通過側(cè)壁1.3連接,頂板1.1、底板1.2及側(cè)壁1.3圍成ー個(gè)隔艙，隔艙內(nèi)設(shè)有將隔艙隔成多個(gè)小隔艙的隔墻1.6，頂板1.1和底板1.2沿垂直方向設(shè)有預(yù)留孔1.4，預(yù)留孔1.4內(nèi)裝有鋼管樁2，鋼管樁2與沉箱I固定連接。
[0047]本實(shí)施例中:
[0048]鋼管樁2通過鎖緊裝置3與沉箱I的頂板1.1固定連接。
[0049]鎖緊裝置3包括套裝在鋼管樁2外圍的抱箍3.1，抱箍3.1內(nèi)側(cè)與鋼管樁2之間設(shè)有橡膠墊3.2，抱箍3.1的外側(cè)連接有液壓油缸3.3，液壓油缸3.3通過油管3.4與外置儲(chǔ)油裝置連接。通過控制液壓油缸3.3的活塞輸出，達(dá)到快速拆卸和裝配鎖緊裝置3的目的。
[0050]如圖7所示，液壓油缸3.3的輸出端頂在抱箍3.1的外側(cè)，液壓液壓油缸3.3的底座固定在上蓋1.1。
[0051]隔艙沿垂直方向設(shè)有鋼套筒4，鋼套筒4兩端與頂板和底板固定連接，鋼管樁2設(shè)置在鋼套筒4內(nèi)。
[0052]鋼套筒4下端與預(yù)埋在底板中的鋼板8固定連接，鋼板8通過牛腿7與鋼管樁2連接。
[0053]鋼套筒4外圍設(shè)有水平隔板5，水平隔板5的外端部固定連接在隔艙內(nèi)壁上。
[0054]水平隔板5設(shè)有向鋼套筒4內(nèi)部延伸的凸起5.1，凸起5.1通過鎖緊裝置3與鋼管樁2固定連接。參考圖8，液壓油缸3.3的輸出端頂在抱箍5.1的外側(cè)，液壓液壓油缸3.3的底座固定在凸起5.1上。水平隔板5與頂板1.1兩處用于保證在施工期鋼管樁2的臨時(shí)固定的穩(wěn)固性。
[0055]底板與鋼管樁2之間設(shè)有止水裝置6，止水裝置6為止水膠囊，止水膠囊安裝在開設(shè)在底板1.2面向鋼管樁2端面的凹槽1.5中，止水裝置6安裝好后，并抽取沉箱I內(nèi)的水，使沉箱I內(nèi)部處于ー個(gè)干施工的作業(yè)環(huán)境。
[0056]ー種建造上述樁箱水エ結(jié)構(gòu)物的建造方法，其特征在干，它包括以下步驟:
[0057]I)、如圖9所示，在沉箱I內(nèi)安裝好鋼套筒4和止水裝置6，沉箱I和鋼管樁2均陸地預(yù)制，二者通過鎖緊裝置3初步組合固定連接后，將沉箱I和鋼管樁2下水利用拖輪浮運(yùn)至待安裝位置；
[0058]2)、如圖10所示，沉箱I和鋼管樁2利用錨纜錨碇初步定位后，松開鎖緊裝置3，將沉箱I和鋼管樁2分開，鋼管樁2在自重作用下下沉再次定位；
[0059]3)、如圖11所示，利用沉箱I頂部吊車吊放液壓振動(dòng)錘，依次沉放鋼管樁2至設(shè)計(jì)標(biāo)聞;
[0060]4)、如圖12所示，再次利用鎖緊裝置3將沉箱I與管樁2鎖緊臨時(shí)固定連接成一體，此處鎖緊位置為沉箱I的頂板1.1及水平隔板5處；
[0061]5)、如圖13所示，鋼管樁2內(nèi)吸泥或鉆孔嵌巖，并灌注樁內(nèi)混凝土 ；[0062]6)、如圖14所示，利用沉箱I底部的止水裝置6，將底板1.2與鋼管樁2之間的空隙止水；
[0063]7)、如圖15所示，排除鋼套筒4內(nèi)部積水，割除鋼套筒4，管樁2與沉箱I的底板
1.2焊接固定，
[0064]8)、如圖16所示，松開鎖緊裝置3，割除沉箱I底板1.2以上鋼管樁2 ；
[0065]9)、如圖17所示，綁扎預(yù)埋在底板1.2和鋼管樁2中的鋼筋8，澆筑底板混凝土，使沉箱I和鋼管樁2固結(jié)為整體。
[0066]本發(fā)明提供的一種樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，其沉箱和鋼管樁一同在陸上制造并浮運(yùn)至施エ現(xiàn)場(chǎng)，臨時(shí)錨碇就位，以沉箱為施工平臺(tái)沉放鋼管樁，再通過鎖緊裝置固定沉箱與鋼管樁，形成樁-箱組合的水上臨時(shí)施工平臺(tái)，通過止水裝置進(jìn)行沉箱的底板止水，通過在沉箱體內(nèi)進(jìn)行干施工，澆筑后澆混凝土，形成整體受カ結(jié)構(gòu)。
[0067]本發(fā)明提供的一種樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，具有較高的穩(wěn)定性和承載能力，可承受上部結(jié)構(gòu)或荷載帶來的巨大豎向力、水平力和彎矩，相比傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)與沉箱基礎(chǔ)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0068](I)對(duì)地形地質(zhì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng):本發(fā)明繼承了樁基礎(chǔ)對(duì)地形地質(zhì)較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在不宜進(jìn)行沉箱沉放與受カ的地形地質(zhì)環(huán)境下，可以通過調(diào)整樁的布置進(jìn)行有效彌補(bǔ)，沉放前不需要預(yù)先進(jìn)行基床挖泥、基床整平等地基處理作業(yè)。
[0069](2)對(duì)風(fēng)、浪、流等外海惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng):本發(fā)明中，預(yù)制沉箱既是永久受カ結(jié)構(gòu)，又是施工期水上固定式作業(yè)平臺(tái)，除前期短暫的錨泊定位外，后期施工完全不受風(fēng)浪等環(huán)境影響，可以方便的實(shí)施樁基礎(chǔ)的打設(shè)、連接等無水施工；且實(shí)施中無需大型水上起重設(shè)備。
[0070]( 3 )本發(fā)明構(gòu)件主要通過場(chǎng)地預(yù)制后安裝形成，易于進(jìn)行質(zhì)量控制，減少水上作業(yè)時(shí)間。
[0071]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，它包括沉箱(1)，所述沉箱(I)包括頂板(1.1)和底板(1.2)，所述頂板(1.1)和底板(1.2)的邊部之間通過側(cè)壁(1.3)連接，所述頂板(1.1)、底板(1.2)及側(cè)壁(1.3)圍成ー個(gè)隔艙，所述隔艙內(nèi)設(shè)有將隔艙隔成多個(gè)小隔艙的隔墻(1.6)，其特征在干:所述頂板(1.1)和底板(1.2)沿垂直方向設(shè)有預(yù)留孔(1.4)，所述預(yù)留孔(1.4)內(nèi)裝有鋼管樁(2)，所述鋼管樁(2)與沉箱(I)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，其特征在于:所述鋼管樁(2)通過鎖緊裝置(3)與沉箱(I)的頂板(1.1)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，其特征在于:所述鎖緊裝置(3)包括套裝在鋼管樁(2)外圍的抱箍(3.1)，所述抱箍(3.1)內(nèi)側(cè)與鋼管樁(2)之間設(shè)有橡膠墊(3.2)，抱箍(3.1)的外側(cè)連接有液壓油缸(3.3)，所述液壓油缸(3.3)通過油管(3.4)與外置儲(chǔ)油裝置連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，其特征在于:所述隔艙沿垂直方向設(shè)有鋼套筒(4)，所述鋼套筒(4)兩端與頂板和底板固定連接，所述鋼管樁(2)設(shè)置在鋼套筒(4)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，其特征在于:所述鋼套筒(4)下端與預(yù)埋在底板中的鋼板(8)固定連接，所述鋼板(8)通過牛腿(7)與鋼管樁(2)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，其特征在于:所述鋼套筒(4)外圍設(shè)有水平隔板(5)，水平隔板(5)的外端部固定連接在隔艙內(nèi)壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，其特征在于:所述水平隔板(5)設(shè)有向鋼套筒(4)內(nèi)部延伸的凸起(5.1)，所述凸起(5.1)通過鎖緊裝置(3)與鋼管樁(2)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，其特征在于:所述底板與鋼管樁(2)之間設(shè)有止水裝置(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物，其特征在于:所述止水裝置(6)為止水膠囊，所述止水膠囊安裝在開設(shè)在底板(1.2)面向鋼管樁(2)端面的凹槽(1.5)中。
10.ー種建造權(quán)利要求1所述的樁箱水エ結(jié)構(gòu)物的建造方法，其特征在于，它包括以下步驟: .I)、在沉箱(I)內(nèi)安裝好鋼套筒(4)和止水裝置(6)，沉箱(I)和鋼管樁(2)組合固定連接后，將沉箱(I)和鋼管樁(2 )下水運(yùn)至待安裝位置； .2 )、沉箱(I)和鋼管樁(2 )初歩定位后，將沉箱(I)和鋼管樁(2 )分開，鋼管樁(2 )在自重作用下下沉再次定位； .3)、將鋼管樁(2)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高； .4)、再次將沉箱(I)與鋼管樁(2)臨時(shí)固定連接； . 5)、鋼管樁(2)內(nèi)澆筑混凝土； . 6)、利用止水裝置(6)將底板(1.2)與鋼管樁(2)之間的空隙止水； . 7)、排除鋼套筒(4)內(nèi)部積水，管樁(2)與沉箱(I)的底板(1.2)焊接固定，并拆除臨時(shí)固定裝置； .8 )、綁扎預(yù)埋在底板(1.2 )和鋼管樁(2 )中的鋼筋(8 )，澆筑底板混凝土，使沉箱(I)和鋼管樁(2)固結(jié)為整體。
【文檔編號(hào)】E02D27/20GK103572770SQ201310572353
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】張鴻, 翟世鴻, 胡冬勇, 楊秀禮, 楊炎華, 吳啟和, 陳富強(qiáng), 許磊磊, 仇正中, 徐杰 申請(qǐng)人:中交第二航務(wù)工程局有限公司