专利名称：一种phc管桩丁坝的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水利设备，特别是一种PHC管桩丁坝。
二背景技术：
目前，河流坝，如黄河下游河道整治工程已累计修建坝垛1万1千多道，这些坝垛 在抵御黄河洪水，确保黄河安全度汛和下游沿黄两岸人民生命财产安全方面发挥了巨大作 用。但是，这些坝垛多数采用传统的柳石结构，水中进占或早地修筑工艺。尽管柳石结构 具有施工简便、工艺要求不高，新修坝岸初始投资少，基础松散结构性能好，适应河床变形， 出险后易修复、实用性较强的优点，但是由于应用在沉积深厚的沙层上，根基较浅，受河水 沙变化特性影响，尤其是游荡性河段的坝垛，无论是采用旱工施工还是水中进占施工，新修 坝、垛、护岸工程均难以一次做到稳定深度，工程靠溜后坝前被冲刷成坑，裹护部分随即下 蛰，需要及时抢护加固，尤其是旱工，靠溜后易发生大墩大蛰险情，每道坝都需要经过数年 或数十年的靠溜冲刷以及出险、抢险、再出险、再抢险的多次反复，待坝前抢护的根石达到 一定深度和坡度时，工程基础才基本趋于稳定。同时，坝体出险难以预料，出险时抢险被动， 组织比较困难，抢护劳动强度大且不便于日常管理。 现虽有不抢险坝在其他河流，如阿姆河、密西西比河、密苏里河及我国的汉江，但 也存在一定的问题。黄河下游也已进行过的不抢险试验坝大致可以分为沉排坝和混凝土透 水桩坝两大类。沉排坝主要包括化纤编制袋沉排坝、柳石枕沉排坝、铅丝笼沉排坝、铰链式 模袋混凝土沉排坝、长管袋褥垫沉排坝等，这些沉排结构试验坝在最初运用阶段大都在一 定程度上起到了少出险、出小险的效果，但运用2 5年后，沉排在水下往往遭到不同程度 的破坏，继而出险加剧，甚至发生大险。而采用混凝土透水桩坝，虽基本达到了不抢险的效 果，但造价较高，结构不尽合理，有待于进一步改进，以降低工程投资。
三
实用新型内容针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种PHC管 桩丁坝，可有效解决坝体不稳定、易出险情、造价高的问题，其解决的技术方案是，包括有坝 头段和坝身段，联系梁弯曲构成U字形部分和直体部分，U字形部分下部垂直装有双排的 PHC管桩，构成双排板状的坝头段，直体部分下部垂直装有单排的PHC管桩，构成单排板状 的坝身段，坝头段U字形的联系梁部分间，每隔一个PHC管桩的联系梁，上部装有横梁，本实 用新型PHC管桩丁坝的结构合理、强度高、抗冲刷能力强；施工先进周期较短、造价低(每道 丁坝造价约130万元)、环保优越，按最大冲刷坑深度20m计算最小安全系数为1.21，这种 不抢险坝坝体工程结构可达到不抢险少维护，经济效益巨大。
四
图1为本实用新型的横向截面图。 图2为本实用新型的主视图。[0007] 图3为本实用新型的立体图。 五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。 由图1-3所示，本实用新型包括有坝头段和坝身段，联系梁1弯曲构成U字形部分 和直体部分，U字形部分下部垂直装有双排的PHC管桩2，构成双排板状的坝头段，直体部分 下部垂直装有单排的PHC管桩2，构成单排板状的坝身段，坝头段U字形的联系梁部分间，每 隔一个PHC管桩的联系梁，上部装有横梁3。 为了保证使用效果，所说的联系梁1为混凝土或钢结构制成的长方形、或圆形、或 椭圆形，垂直向梁高0. 5m ;所说的坝头段长50m，其下部的PHC管桩长20_25m ;所说的坝身 段长40m，其下部的PHC管桩长15-20m ;所说的坝头段的双排PHC管桩之间填装有土袋(图 中未画出)；所说的PHC管桩为①400mm预应力高强度混凝土圆管桩。 本实用新型PHC管桩丁坝(即预应力混凝土管桩丁坝)无论是在设计理论、施工 技术还是应用范围等方面，近来都已经得到了较大发展，在工程造价、工期、质量及环境保 护等方面，比其它桩型有着明显的优势。液压振动法施工技术中，不受桩长和场地的限制； 液压振动锤是一种广泛应用各种基础施工工程的沉拔桩施工机械，是利用其周期的激振力 使周边的土壤液化，以减少土壤对桩的磨擦阻力，利用桩体自重和桩锤重，必要时可附加向 下压力使桩体切入土层。由于具有噪音低，沉桩效果好，可在水下作业等优点。振动沉桩一 般适用于砂土、硬塑及软塑的粘土和中密及较松的碎石土。同时，由于振沉机械的自重较 轻，振动力强大，不仅适合打钢筋砼板桩，也适合打、拔钢板桩、钢管桩，适用性极广。利用挖 掘机作为行走系统，大大降低了机械对地基的要求，且行走灵活方便。随着PHC管桩结构丁 坝水上施工技术的研究和日趋完善，必将会在河流，特别是黄河下游河道整治工程上，在防 汛抢险方面发挥越来越重要的作用。预应力混凝土管桩丁坝的结构型式的应用将会给河道 整治工程建设带来更大的经济效益和社会效益。 PHC管桩丁坝的结构型式及修建技术专利具有以下特点(l)提出了适合黄河河 道特点的河道整治工程的不抢险坝坝体工程结构型式；(2)采用振动静压预制桩施工方 法，通过水上作业施工平台可在短时间内完成水上快速压桩的施工工艺；(3)采用预应力 高强混凝土管桩(PHC管桩)结构型式丁坝，为河道整治工程的建设和防汛抢险提供技术支 持；(4)预应力混凝土管桩是工厂化、标准化生产，施工质量稳定可靠，并减少对生态环境 影响，这种不抢险坝坝体工程结构可达到不抢险少维护，经济效益巨大。 本实用新型的使用情况是 1、旱地作业施工 PHC管桩丁坝旱地作业施工较简单、方便。在一般情况下，可采用静压沉桩或液压 振动沉桩的施工工艺流程。旱地作业施工工艺如下 单桩预制或管桩运输一测量放线定桩位一便道修筑吊桩一预制桩运输、就位一调 整桩及桩架的垂直度一施压一复核垂直度继续施压一接桩一桩机移位一液压振动沉桩或 静压沉桩一帽梁、联系梁浇筑养护一便道拆除。 2、水上进占施工或抢险作业模式 黄河下游河道整治工程修建PHC管桩丁坝水上进占施工或抢险作业水上作业施工相对旱地作业施工难度较大，成本也比较高，但在特殊情况下必需水上作业抢险；水上作 业抢险主要流程为定位——打边桩——固定水上作业平台——移动水上作业平台和水上 打桩——浇混凝土联系梁或安装钢结构联系梁；水上作业抢险的成败主要在水上作业平台 的固定和桩位控制；第一批边桩可在岸上施工，水上作业平台的固定主要靠岸上边桩和抛 锚固定，边桩施工完成后打桩机可上水上作业平台进行水上打桩作业，一边打桩一边安装 钢结构联系梁，这种作业程序更利于桩的稳定。在水深较大、流速较大时，桩体定位困难，或 冲刷严重时，单桩容易失稳；在抢险作业时无法进行现浇混凝土联系梁施工，因此现浇混凝 土联系梁改为钢结构联系梁即可满足抢险作业的要求。在钢结构联系梁安装完成后，为了 控制水流冲刷和过流量，在双排管桩中间抛投土袋，以减少过水。 在现状条件下，还可利用浮桥进行水上作业，主要流程为裹头抢护——架设浮 桥——打第一批边桩——安装第一节钢结构联系梁——水中打第二批桩——固定连接桩 与联系梁——延伸第二节钢结构联系梁——水中打第三批桩——连接口门或达到丁坝设 计长度。 总之，本实用新型结构简单，易建造使用，成本低，坚固耐用，安全，少维修，特别适
用于如黄河泥沙含量高的河流上建造使用，其设计成功将会给河道整治工程建设带来巨大 的经济效益和社会效益。
权利要求一种PHC管桩丁坝，包括有坝头段和坝身段，其特征在于，联系梁(1)弯曲构成U字形部分和直体部分，U字形部分下部垂直装有双排的PHC管桩(2)，构成双排板状的坝头段，直体部分下部垂直装有单排的PHC管桩(2)，构成单排板状的坝身段，坝头段U字形的联系梁部分间，每隔一个PHC管桩的联系梁，上部装有横梁(3)。
2. 根据权利要求l所述的PHC管桩丁坝，其特征在于，所说的联系梁(1)为混凝土或钢 结构制成的长方形、或圆形、或椭圆形，垂直向梁高0. 5m。
3. 根据权利要求1所述的PHC管桩丁坝，其特征在于，所说的坝头段长50m，其下部的 PHC管桩长20-25m。
4. 根据权利要求1所述的PHC管桩丁坝，其特征在于，所说的坝身段长40m，其下部的 PHC管桩长15-20m。
5. 根据权利要求1所述的PHC管桩丁坝，其特征在于，所说的坝头段的双排PHC管桩之 间填装有土袋。
专利摘要本实用新型涉及PHC管桩丁坝，可有效解决坝体不稳定、易出险情、造价高的问题，其解决的技术方案是，包括有坝头段和坝身段，联系梁弯曲构成U字形部分和直体部分，U字形部分下部垂直装有双排的PHC管桩，构成双排板状的坝头段，直体部分下部垂直装有单排的PHC管桩，构成单排板状的坝身段，坝头段U字形的联系梁部分间，每隔一个PHC管桩的联系梁，上部装有横梁，本实用新型PHC管桩丁坝的结构合理、强度高、抗冲刷能力强；施工先进周期较短、造价低、环保优越，按最大冲刷坑深度20m计算最小安全系数为1.21，这种不抢险坝坝体工程结构可达到不抢险少维护，经济效益巨大。
文档编号E02B3/06GK201459674SQ20092009275
公开日2010年5月12日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者张宝森, 高航 申请人:黄河水利委员会黄河水利科学研究院;水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心;张宝森