長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰，涉及一種橋梁基礎施工裝置，包括鋼板樁、鋼管樁和圍囹，所述鋼管樁通過鎖口與其間鋼板樁連接，所述鋼板樁長度比鋼管樁短，所述鋼板樁由至少兩片Z型板樁活動拼接構成，Z型板樁間可相對轉動，且通過設置的剪力釘限制相對滑動，所述圍囹只支撐在所述鋼管樁上。本實用新型耗費材料更少，封水效果和防沖刷能力更好，操作更簡單、快捷。
【專利說明】長剛性管粧與短柔性板粧組合深水圍堰
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種橋梁基礎施工裝置，尤其涉及適用于深水軟基地層中擋水圍堰結構。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)深水圍堰施工:
[0003]為保證橋梁成橋美觀和減小對河道的阻水效應，橋梁基礎設計一般以深水承臺為主，擋水圍堰結構則成為基礎施工的關鍵結構，而目前深水區(qū)基礎一般以鋼套箱、鋼吊箱、鋼板樁圍堰及鋼管樁圍堰施工工藝為主。
[0004]傳統(tǒng)施工工藝的局限性:
[0005]傳統(tǒng)的鋼套箱、鋼吊箱整體下放工藝對水上起重設備要求較高，施工周期長，成本高，且水文、地質條件對圍堰的穩(wěn)定性和下放精度帶來較大難度。而鋼板樁圍堰由于自身剛度較小，穩(wěn)定性較差，需要設置很多層內支撐才能應用于深水水域，且累計誤差不易糾正，合龍難度大。鋼管樁圍堰已在深水區(qū)成功應用，但由于自身剛度大，插打時累計誤差不易控制，且止水效果欠佳，耗材較多。
[0006]而進一步改進提出的鋼管樁和U型板樁進行組合而形成的圍堰，仍存在耗費材料較多，板樁柔性和防沖刷性能有待進一步提高，操作還不夠簡單、快捷。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在于:提出一種長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰，耗費材料更少，板樁適應性和防沖刷能力更好，操作更簡單、快捷。
[0008]本實用新型的目的通過下述技術方案來實現(xiàn):
[0009]一種長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰，包括鋼板樁、鋼管樁和圍囹，所述鋼管樁通過鎖口與其間鋼板樁連接，所述鋼板樁長度比鋼管樁短，所述鋼板樁由至少兩片Z型板樁活動拼接構成，Z型板樁間可相對轉動，且通過設置的剪力釘限制相對滑動，所述圍囹只支撐在所述鋼管樁上。
[0010]作為選擇，所述鋼板樁入土 3-6m。
[0011]作為選擇，所述Z型板樁一端彎折形成公扣，另一端彎折形成母扣，兩片Z型板樁間通過所述公扣和母扣相咬合而連接。
[0012]作為選擇，所述相連兩片Z型板樁間最大轉動角為10°。
[0013]作為選擇，所述圍囹內圍還設有內支撐。
[0014]前述本實用新型主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本實用新型可采用并要求保護的方案:如本實用新型，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領域技術人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術和公知常識可明了有多種組合，在此不做窮舉。
[0015]本實用新型各部件作用:[0016]鋼管樁作為組合圍堰主要承力結構，需要有足夠的入土深度，鋼板樁長度比管樁短，只作為輔助擋水結構，總體考慮為長剛性管樁加短柔性板樁組合圍堰結構。鋼管樁入土深度主要根據(jù)水壓力、土壓力、封底砼壓力及水流影響下的自身穩(wěn)定性進行確定。鋼板樁入土只考慮擋水效果，根據(jù)地質情況選擇3-6m即可滿足。結合承臺水下封底，圍堰自身剛度較大，能滿足深水區(qū)穩(wěn)定性要求。
[0017]將剛性鋼管樁和柔性板樁進行組合，鋼管樁通過鎖口與其間鋼板樁連接，圍囹結構只支撐在鎖口管樁上，板樁在水壓下可通過自身柔性變形，鎖口相互緊扣，增強封水效果O
[0018]板樁設計將傳統(tǒng)的U型板樁分成兩片Z型板樁，增加一個拐點，通過兩片板樁間的扭角(最大10° ),板樁寬度可隨時調整(以兩片AZ12板樁為例，可調大或調小4cm以上),大大改善了對管樁插打時相對間距誤差的適應性。同時，將Z型板樁活動拼裝并設置剪力釘，鎖定板樁位置，避免相對滑動，但允許其相對轉角，板樁便可同時起吊整體插打。
[0019]本實用新型的有益效果:
[0020]1、考慮將鎖口鋼管樁作為組合圍堰主要承力結構，需要有足夠的入土深度，鋼板樁長度比管樁短，只作為輔助擋水結構。剛柔結合，受力明確，更節(jié)省材料。
[0021]2、圍囹只支撐在管樁上，與板樁脫離，水壓作用下，板樁柔性變形相互緊扣，增強封水效果，同時，河床局部沖刷比較嚴重時，可將板樁二次下沉即可滿足封底或防護要求，防沖刷能力更強。
[0022]3、板樁柔性設計，將傳統(tǒng)的U型板樁分解成兩片Z型板樁，增加一個拐點，通過兩片板樁間的扭角(一般10° O左右)，板樁寬度可隨意調整(以AZ12板樁為例，兩片間便可調大或調小4cm以上，而傳統(tǒng)的U型板樁調整幅度小，且只能將寬度調小，不能調大)，大大改善了對管樁插打時相對間距誤差的適應性。同時，柔性增強，封水效果更佳。
[0023]4、將Z型板樁活動拼裝并設置剪力釘，鎖定板樁位置，避免相對滑動，但允許其相對轉角，板樁便可同時起吊整體插打，避免單片吊裝時高空對位的困難，使操作更加簡單、快捷。
[0024]5、板樁柔性設計后，允許先插打管樁，再插打其間板樁，以柔性的板樁適應剛性管樁插打過程中的偏位，施工過程更容易控制。管樁分為2-5根一組成跨插打，每跨施工基本為單獨的個體，前期成樁不對后期施工產生影響，只要控制好管樁的垂直度和相對間距，就能保證圍堰合攏，有效消除了交替吊裝產生的累計誤差?，F(xiàn)有的鋼板樁圍堰、鋼管樁圍堰以及傳統(tǒng)鋼管樁和U型板樁組合而形成的圍堰，采用順序或交替吊裝方式，這樣的話，累計誤差不易糾正，合攏比較困難。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型實施例的使用狀態(tài)總體結構立面示意圖；
[0026]圖2是本實用新型實施例的使用狀態(tài)總體結構平面示意圖；
[0027]圖3是本實用新型實施例鋼板樁和鋼管樁的位置布置示意圖；
[0028]圖4是本實用新型實施例鋼板樁和鋼管樁的連接結構示意圖；
[0029]圖5是本實用新型實施例鋼板樁的結構示意圖；
[0030]圖6是本實用新型實施例剪力釘?shù)牟贾媒Y構示意圖；[0031]圖7是本實用新型實施例的施工流程不意圖；
[0032]圖8是本實用新型實施例定位導向架的結構示意圖；
[0033]圖9是本實用新型實施例定位導向架的施工流程示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0035]如圖1至6所示，一種長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰，包括U型鋼板樁1、鋼管粧2和圍囹3,圍囹3只支撐在鋼管粧2上，圍囹3內圍還設有內支撐4,鋼管粧2通過鎖口 21與其間一鋼板樁I連接，鋼板樁I長度比鋼管樁2短，只需入土 3-6m，每一鋼板樁I均由兩片Z型板樁11活動拼接構成，兩片Z型板樁11間可相對轉動，且通過設置的剪力釘12限制相對滑動。Z型板樁11其一端彎折形成公扣101，另一端彎折形成母扣102，兩片Z型板樁11間通過公扣101和母扣102相咬合而連接，兩片Z型板樁11間最大轉動角為10°。鋼管樁2為主要承力構件，根據(jù)承臺形狀制作相應標準樁和拐角樁，鋼管樁2上的鎖口與鋼板樁I等長，距鋼管樁2上口約30cm距離，方便鋼板樁I插入對位。
[0036]上述深水圍堰的施工方法:
[0037]1、如圖7所示，起始點選擇上游區(qū)域，待上游圍堰插打完成后，可大大減小水流對后期圍堰插打定位的影響，利于管樁垂直度的控制。
[0038]2、合攏位置選擇下游拐角位置，由于拐角處角度的可調整性，轉角合攏不用考慮前期誤差，只需控制鎖口管樁相對間距，利于合攏。
[0039]3、鎖口鋼管樁2剛度較大，先成跨插打鋼管樁2后插入鋼板樁1，以柔性的鋼板樁I來適應剛性鋼管樁2施工相對間距誤差，有效消除圍堰累計誤差。
[0040]4、如圖8所示，鎖口管樁需要定位導向架進行精確定位，定位架設計主要考慮管樁垂直度和相對位置的控制。一般采用為3孔以上，即每跨可插打2根樁以上。
[0041]5、定位架每次以上一跨最后一根樁作為基準樁進行定位，每跨管樁應交替插打，以4孔定位架為例，插打順序如圖9所示，圖中數(shù)字為管樁插打順序，其中第4樁為第二跨基準樁。
[0042]6、每次插打完成I?2跨鋼管樁2后，插打其間相應鋼板樁I。鋼管樁2頂口存在一定偏位時，可利用手拉葫蘆調整頂口間距以實現(xiàn)鋼板樁I順利插入。圖7中數(shù)字為管樁插打順序，第36樁為終點，33和36間為合攏間距，第20樁至第36樁為合攏跨，如圖中虛線表示，合攏跨可進行角度調整以保證33樁和36樁間距。
[0043]7、鋼管樁2和板樁I插打完成后，安裝圍囹3，再安裝內支撐4，圍囹3只支撐在鋼管樁2上，與板樁I脫離，水壓作用下，板樁11便可柔性變形相互緊扣，增強封水效果，同時，河床局部沖刷比較嚴重時，可將板樁I 二次下沉一定高度。
[0044]采用本實用新型的圍堰結構——長剛性管樁加短柔性板樁組合深水圍堰，使剛柔結合，達到了節(jié)省材料，施工方便，封水效果好等目的。
[0045]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰，包括鋼板樁、鋼管樁和圍囹，所述鋼管樁通過鎖口與其間鋼板樁連接，其特征在于:所述鋼板樁長度比鋼管樁短，所述鋼板樁由至少兩片Z型板樁活動拼接構成，Z型板樁間可相對轉動，且通過設置的剪力釘限制相對滑動，所述圍囹只支撐在所述鋼管樁上。
2.如權利要求1所述的長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰，其特征在于:所述鋼板樁入土 3_6m。
3.如權利要求1所述的長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰，其特征在于:所述Z型板樁一端彎折形成公扣，另一端彎折形成母扣，兩片Z型板樁間通過所述公扣和母扣相咬合而連接。
4.如權利要求1所述的長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰，其特征在于:所述相連兩片Z型板樁間最大轉動角為10°。
5.如權利要求1所述的長剛性管樁與短柔性板樁組合深水圍堰，其特征在于:所述圍囹內圍還設有內支撐。
【文檔編號】E02D5/04GK203639928SQ201320875911
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權日:2013年12月30日
【發(fā)明者】趙成立, 鄒振, 許建倫, 郭應茍, 趙攀, 張宏剛, 張永鑫, 周海濤 申請人:中交二航局第四工程有限公司, 中交第二航務工程局有限公司