一种排桩结构、江河堤坝体及其堤坝施工方法与流程

[0001]
本发明涉及防洪基建领域，特别涉及一种排桩结构、江河堤坝体及其堤坝施工方法。


背景技术：

[0002]
洪水是一种自然现象，常造成江河沿岸河谷、冲积平原和河口三角洲、海岸地带的淹没。但由于洪水现象的周期性和随机性特点以及自然环境的变化和人类活动的影响，这些地带被淹没的范围和时间既有一定的规律性，又是不固定的和有机率性的。这些受洪水泛滥威胁的地带，大多仍可被人类开发利用，从而出现了洪水灾害和防洪问题。洪泛区又常具有适宜发展农业与其他经济事业的优越条件。随着人类社会的发展，洪泛区的开发利用日益扩大，有些地区还逐渐成为人口稠密、经济发达的地区。
[0003]
近年，全球极端天气发生概率在不断提高，各地每年汛期发生洪灾的概率也不断提高，这给我国甚至世界一些地区的防洪水利工作提出了不小的挑战。特别是在我国黄河中下游平原、鄱阳湖，长江洞庭湖地区部分水域已经形成悬河、悬湖等情况，由于地域经济基础限制取土困难、施工成本的影响等，其大坝基体多为五、六十年代软质泥砂土堆砌形成，结构相对松散，加上荒芜地段鼹鼠蛇类打洞造成堤坝泄漏隐患，抗洪能力较弱，常有决堤及存在决堤的风险。
[0004]
因此，急需提出一种施工成本低，适宜深淤泥、沙石疏松地质、就地取材高效修筑江河沿线堤坝，具有高抗洪能力的防洪水利解决方案。


技术实现要素：

[0005]
本发明为了解决上述技术问题，提供了一种排桩结构，根治鼹鼠蛇类打洞严防浸漏、具有高抗压强度，且适应各类水库大修浸漏加固、江河堤坝体的机械化施工方法。
[0006]
一种排桩结构，包括第一桩体和第二桩体，所述第一桩体包括第一桩尖以及第一桩身，所述第二桩体包括第二桩尖以及第二桩身，所述第一桩身和第二桩身的一侧面分别沿长度方向开有嵌扣槽，所述第一桩体和所述第二桩体通过所述嵌扣槽嵌扣连接；所述第一桩尖为倾斜面设计，其所述第一桩尖与所述嵌扣槽交接处设置有顶持平台，所述第二桩尖的顶端与所述顶持平台抵接。
[0007]
可选的，所述嵌扣槽包括主槽以及扣口，所述扣口由所述主槽两侧壁底部沿宽度方向挖设而成。
[0008]
可选的，所述扣口的宽度为所述主槽深度的一半。
[0009]
可选的，所述第一桩身和/或所述第二桩身由多段拼接单元首尾拼接而成，所述拼接单元两端部设置有用于拼接的法兰与钢筋连接预应力机构。
[0010]
可选的，所述第二桩尖为倾斜面设计，倾斜角度与第一桩尖相同。
[0011]
优选的，所述倾斜角度为14
°
到30
°
之间的任一值，原则确保强度减少压入阻力废物外排作用。可选的，所述主槽宽度为所述第一桩体和/或所述第二桩体宽度的一半。
[0012]
另外，本发明还提供一种用于江河湖泊防洪的江河堤坝体，包括堤坝身和坝顶面，所述坝顶设置在所述桩体顶部，所述坝身采用多个如上所述的排桩结构围绕水体测量路面至两边所需宽的边缘，进行排列嵌扣形成，所述坝身通过打桩的方式竖直打入土层内；直至江河湖泊、沙漠建设水渠时；该地域软层以下的硬岩层止。其可以把必要通行路段建造成有实用价值的公路面。
[0013]
可选的，所述坝身为两排或多排设置，所述坝顶架设在两排或多排所述坝身顶部之间，按设计计算承载安全要求相互架设，在预留端主钢筋焊固后混凝土现场捣填成整体。
[0014]
可选的，所述坝顶由多个横向放置所述排桩结构并排铺设而成。
[0015]
可选的，所述坝体底部与嵌入地底的硬质层中。
[0016]
另外，本发明还提供一种基于上述坝体的施工方法，具体包括如下步骤：
[0017]
s10、将所述第一桩体竖直打入土层中；
[0018]
s20、将所述第二桩体沿所述嵌扣槽一侧边竖直打入土层中，与所述第一桩体嵌扣连接，并使所述第二桩体的第二桩身抵住所述第一桩体的顶持平台；
[0019]
s30、切除地面露出高度超过阈值的第一桩体和/或者第二桩体，构成设计高度的坝身；
[0020]
s40、在所述坝身顶部水平铺设坝顶。
[0021]
可选的，当打入深度大于所述第一桩体和/或第二桩体的长度时还包括焊接延长步骤，具体包括如下：
[0022]
选择与待延长桩体相同类型的桩体，竖直悬吊正在所述代延长桩体顶部，且与所述带延长桩体对齐抵接；
[0023]
通过法兰机构将抵接处初次固定；
[0024]
对抵接处进行焊接加固。
[0025]
本发明的一种排桩结构、坝体及其堤坝施工方法，起到如下技术效果：
[0026]
1、通过循环嵌扣的排桩结构使堤坝的防洪性能有了很大的提升。
[0027]
2、排桩整装后自然形成密闭防泄漏墙体，且成为堤坝体多排坚固骨架，在江河水库内就地取材，利用河沙、淤泥填充或用泥沙泵直接填满自然沉降即可。
[0028]
3、排桩结构、坝体顶板可实现模块化工业生产，减少现场施工的难度，极大降低了生产成本。
附图说明
[0029]
图1为本专利实施例的排桩结构的侧面剖视图。
[0030]
图2为本专利一实施例排桩结构的俯视图。
[0031]
图3为本专利一实施例中的桩身嵌扣槽结构示意图。
[0032]
图4为本专利一实施例中的坝体结构示意图。
[0033]
图5为本发明一实施例坝体施工方法的方法流程图。
[0034]
图6为本发明一实施例施工过程示意图。
[0035]
图7为本发明另一实施例中的坝体结构示意图。
[0036]
图8为本发明一实施例中的坝体俯视结构示意图。
[0037]
其中附图标记为：排桩结构-10、第一桩体-11、第一桩尖-111、第一桩身-112、第二
桩体-12、第二桩尖-121、第二桩身-122；
[0038]
嵌扣槽-20、主槽-21、扣口-22；
[0039]
顶持平台-30；
[0040]
坝体-40、坝身-41、坝顶-42、顶板-421、钢筋-422。
具体实施方式
[0041]
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。
[0042]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0043]
实施例1：
[0044]
请参见图1和图2，图1为排桩结构10的侧面剖视图，图2位排桩结构10的俯视图，本实施例提供一种排桩结构10，包括第一桩体11和第二桩体12，第一桩体11包括第一桩尖111以及第一桩身112，第二桩体12包括第二桩尖121以及第二桩身122。其中两者的桩体和桩身可以为一体设计，也可以是组装固定设计。第一桩体11和第二桩体12可以实现相互嵌扣连接，具体的，第一桩身112和第二桩身122的一侧面分别沿长度方向开有嵌扣槽20，第一桩体11和第二桩体12通过嵌扣槽20嵌扣连接。在装配时，由于嵌扣结构只在两种桩体的一侧实现，因此，第一桩体11可以同时嵌扣两个第二桩体12，即通过这种循环嵌扣的方式，是排桩结构10的宽度可以实现无限增加，做到按照实际需要进行装配。
[0045]
另外，为了便于将排桩结构10打入土层中，第一桩尖111为倾斜面设计，该倾斜面也可以是锥状设计。由于嵌扣槽20的关系，第一桩体11的倾斜面顶端更加靠近嵌扣槽20的顶端，并且第一桩尖111与嵌扣槽20交接处为封闭结构，便于泥土排开以防止桩体打入土层的过程中有泥土从端部进入嵌扣槽20内，为了防止实现第二桩体12与第一桩体11的紧密配合，第一桩尖111和嵌扣槽20端部的交界面上设置有顶持平台30，第二桩尖121在打入土层的过程中口入嵌扣槽20后，最终第二桩尖121的顶端与顶持平台30相抵接。最终两个桩体在竖直方向上通过该结构实现相对固定。
[0046]
在一些实施例中，顶持平台30与嵌扣槽20底部之间可以通过圆弧面来过度，有利于将嵌扣槽20内的泥土排开。
[0047]
在嵌扣槽20方面，请参见图3，图3位本发明实施例桩身嵌扣槽20结构示意图。本实施例中，第一桩体11和第二桩体12的嵌扣槽20结构是相同的，具体为嵌扣槽20包括主槽21以及扣口22，扣口22由主槽21两侧壁底部沿宽度方向挖设而成。可选的，扣口22的宽度为主槽21深度的一半。最终，嵌扣槽20的横截面呈一个“凸”字型结构。通过该结构，第一桩体11嵌扣槽20的上半部分恰好可以嵌入第二桩体12的扣口22中，实现两个桩体的紧密扣接。可以理解的，在一些实施例中，扣口22的形状可以但不仅限于是方形、圆形、齿形等，为了紧密嵌扣，在嵌扣槽20的上半部分需要进行适应性的调整，以使接触面之间可以对称配合。在增加扣口22形状的复杂性过程中，扣接紧密度也会大大提高，从而也提高整体的牢固程度以及防水度。
[0048]
需要说明的是，本实施例中的图1～图3所展示的排桩结构10宽度为一较优选实施方式，即主槽21宽度为第一桩体11和/或第二桩体12宽度的一半。第一桩体11和第二桩体12的整体宽度可以根据需要而进行相应的拉长，从而减少施工量，但是宽度越小，其嵌扣可靠度则越高。
[0049]
另外，在一些实施例中，也可以是第一桩体11宽度拉长，而第二桩体12的宽度为第一桩体11选用宽度较小的方案，在完成嵌扣后，使相邻的两个第一桩体11侧面相互接触。
[0050]
在一些实施例中，由于地形的原因，桩体打入深度不相同，为了模块化生产，可以将第一桩身112和第二桩身122拆分成多段拼接单元，最终由多段拼接单元首尾拼接而成，拼接单元两端部设置有用于拼接的法兰机构。优选的，桩身的拼接单元长度可以为3至7米等。而法兰机构由于是现有技术，因此本文不进行详细赘述，需要注意的是，拼接方式还可以通过其他方式实现，过程中需要保证拼接单元之间的连接强度足够大即可。
[0051]
在一些实施例中，第二桩尖121也为倾斜面设计，由于第一桩体11与第二桩体12为相对嵌扣设计，倾斜方向应当为与第一桩尖111的方向相反。而倾斜角度的值与第一桩尖111相同，从而可以保证能够很好的排开泥土以及保持插入时竖直。
[0052]
优选的，倾斜角度为14
°
到30
°
之间的任一值，进一步优选为27
°
。角度的选择取决于施工地区的土质，土质比较松软时，其角度可以相对较大，否则相反。
[0053]
实施例2：
[0054]
另外，本发明还提供一种江河堤坝体，该坝体40采用实施例1中的排桩结构10作为主要部件，具体可以保证坝体40防洪能力的同时，极大地减小施工和制作成本。
[0055]
具体如图4所示，图4位本发明实施例的坝体40结构示意图。该坝体40包括坝身41和坝顶42，坝顶42设置在桩体顶部，坝身41采用多个如上的排桩结构10围绕水体边缘进行排列嵌扣形成。坝身41通过打桩的方式竖直打入土层内。该坝体40特别适用于软土质的土基围堤的改造，在原先土堤的基础上，通过打桩设备将该坝体40打入其中，可以使土堤结构强度的到很大的增强，从而提高其防洪能力。
[0056]
另外，坝顶42为通过模块化打造的硬质顶面，也有利于排水以及保护主体结构稳定。在一些优选的实施例中，坝身41可以为两层排桩结构10设置，即，在水体边缘设置内排桩结构10和外排桩结构10，同时坝顶42架设在两层坝身41顶部之间。坝顶42的两侧边缘分别与排桩结构10扣合连接，从而使两排排桩结构10构成的坝身41以及坝顶42形成一个整体。在两排桩结构10之间的土质也成为坝体40的一部分。使得坝身41抗压能力获得了提高。
[0057]
在一些实施例中，当需要较为宽阔堤坝和更加高的挡水强度时，坝身41还可以通过进一步增加排桩结构10排数的方式来进行加宽堤坝。由于坝体40的加宽，其坝顶42可设置的宽度也得到增加。此时，可以调整好坝顶42，为在坝顶42上建设高级公路提供基础支撑，提高坝体40的实用价值。如图7所示，图7提供了一种实现铺设双向4车道的公路实施方式示意图，其中，排桩结构10的排数为5排，从而形成坝身41，每一排排桩结构10均相互平行，坝顶42架设在坝身41的顶上，该设置有利于压力的分布，实现分别将每个车道的压力进行均衡。
[0058]
为了整体的牢固，坝体40的底部嵌入地底的硬质层中，实现进一步加固。
[0059]
在一些实施例中，为了统一模块化生产，如图8所示，坝顶42可采用预制的顶板421进行铺设，每块顶板421之间通过其边缘延伸出的钢筋422进行撘焊，形成一个整体。另外，
在优选的实施例中，坝顶42也可以由多个横向放置排桩结构10并排铺设而成。具体的，为了简化结构，其可以是采用桩身进行直接横向排列，形成坝顶42骨架，并通过混凝土浇灌填充缝隙，最终形成一体式的坝顶42结构。
[0060]
实施例3：
[0061]
请参见图5和图6，其中图5为本发明实施例坝体40施工方法的方法流程图，图6为本发明实施例施工示意图。本实施例还提供一种基于上述坝体40的施工方法，具体包括如下步骤：
[0062]
s10、将第一桩体11竖直打入土层中。首先，将第一桩体11的桩尖竖直打入土层中，为了保证竖直打入，可以通过红外检测仪等相关辅助设备实现。
[0063]
s20、将第二桩体12沿嵌扣槽20一侧边竖直打入土层中，与第一桩体11嵌扣连接，并使第二桩体12的第二桩身122抵住第一桩体11的顶持平台30。
[0064]
在第一桩体11打入土层后，则开始进行第二桩体12的打入。具体的，将第二桩体12左侧与第一桩体11的右侧进行对准，然使第二桩体12与第一桩体11的嵌扣槽20相互对位，从而进行下压，完成下压过程中，由于嵌扣槽20的引导，第二桩体12将与第一桩体11相互平行，并且嵌扣槽20内的土质将进一步被挤压而出。最终当第二桩体12的第二桩尖121与第一桩体11的顶持平台30顶接后即完成第二桩体12的打入。
[0065]
在其他一些实施例中，当第二桩体12的宽度较小或者是第一桩体11及第二桩体12的宽度较小时，即如图2的所示的状态，即相邻的第一桩体11或者相邻的第二桩体12之间相互接触时，可以采取先打入两根第一桩体11，再在两根第一桩体11的中间打入第二桩体12的方式完成施工，此方式可以更好地保证桩体之间的固定性和精确性。
[0066]
s30、切除地面露出高度超过阈值的第一桩体11和/或者第二桩体12，构成坝身41。
[0067]
坝身41需要当沿着水体边缘延伸布局，例如顺着水流或者逆着水流沿着河流两岸进行延伸，或者沿着湖泊边缘的一点为起点向两侧延伸。由于地形的改变，硬质地基的深度可能会发生变化，由于排桩结构10为模块化生产，因此会出现部分排桩结构10外露出地面的高度度超过限制高度，例如为0.5米。此时，需要对外露的排桩结构10进行切割，使外露的排桩结构10高度一致，以保证进一步的坝顶42施工。
[0068]
可以理解的，当打入深度大于第一桩体11和/或第二桩体12的长度时还包括焊接延长步骤，由于模块化生产的原因，假设排桩结构10需要打入深度为20米，而排桩结构10长度仅为10米时，则需要对排桩结构10进行延长，即将两跟同类型的排桩结构10进行拼接，具体包括如下：
[0069]
选择与待延长桩体相同类型的桩体，竖直悬吊正在代延长桩体顶部，且与带延长桩体对齐抵接；
[0070]
通过法兰机构将抵接处初次固定。法兰机构可以是螺纹法兰等方式进行紧固，此时完成两个桩身的初步固定。
[0071]
为了进一步对拼接处进行防腐蚀以及加固处理，将对抵接处进行焊接加固。同时也对其表面进行必要的防腐蚀处理，以提高使用寿命。
[0072]
s40、在坝身41顶部水平铺设坝顶42。
[0073]
具体的，坝顶42的铺设方式可以是多种的，当遇到土质较硬的施工表面时，重型设备可以先完成桩身施工，然后在进行坝顶42施工。而当遇到土质较软的施工表面时，则需要
通过预制板等方式进行逐段铺设，即一边打桩，一边铺设坝顶42，从而方便工程作业装备通行。最终完成整个坝体40的施工。
[0074]
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。可以理解的，本领域技术人员通过阅读上述实施例对实施例中各部件的形态进行组合形成新的耳机结构仍属于本专利所保护的范围。