波纹钢围堰挖孔空心桩及其制作工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种波纹钢围堰挖孔空心桩及其制作工艺，该挖孔空心桩包括围堰、围堰内的钢筋砼空心桩以及钢筋砼空心桩上方的墩柱，所述围堰具有若干个分层放置的圆环形波纹钢壁板，若干个分层放置的圆环形波纹钢壁板由上至下直径依次变小，相邻的圆环形波纹钢壁板之间的间隙内设置有横向波纹钢连接板。一种波纹钢围堰挖孔空心桩的制作工艺，吊挖机开挖首段桩孔并设置第一层圆环形波纹钢壁板，用同样施工方法完成若干层上大下小的变直径圆环形波纹钢壁板，安装完善空心内模、完成墩基全部砼浇筑，最后预埋墩柱连接钢筋。围堰材料用量少；桩壁摩阻力大；桩径大，明挖比钻孔施工速度快；工艺简便，经济效益好。
【专利说明】
波纹钢围框挖孔空心巧及其制作工艺
技术领域
[0001] 本发明设及挖孔空屯、粧技术领域，尤其是一种波纹钢围堪挖孔空屯、粧及其制作工 乙。
【背景技术】
[0002] 人工挖孔粧具有工艺简便、工期短、易普及的特点，挖孔粧的关键技术是复杂地层 护壁的安全。传统护壁是分段安置斜模诱筑护孔壁混凝±，质量难W控制，特别是大直径粧 更难确保孔壁稳定与施工安全。
[0003] 我国南方岩溶地层多，采用钻孔灌注粧常遇到串珠式多层溶桐，粧端无法支承在 完整基岩上，孔内泥浆在溶桐中流失常导致水位突降而塌孔，遇到孔中有大容积的溶桐空 间的情况时，往往造成大量混凝±的流失，成孔成粧代价大。运些特别是在群粧基础实施 中，成孔过程往往发生串通，使施工更难控制，然而岩溶地层上部，一般都有较厚的砂卵石 或弱风化岩层，使工程施工进入困境。近年来公路波纹钢涵管的普及和推广，为挖孔粧护壁 结构的轻型化提供了新的构思，如果在该地层采用大直径波纹钢挖孔空屯、粧，势必缩短粧 长，避免粧进入岩溶层，使工程困境迎刃而解。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的一个技术问题是:基于上述问题，本发明一种适用于砂卵石地层， 粧径可达巫16m，单粧墳基承载力可达1000化的波纹钢围堪挖孔空屯、粧。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种波纹钢围堪挖孔空屯、粧， 该挖孔空屯、粧包括围堪、围堪内的钢筋抢空屯、粧W及钢筋抢空屯、粧上方的墳柱，所述围堪 具有若干个分层放置的圆环形波纹钢壁板，若干个分层放置的圆环形波纹钢壁板由上至下 直径依次变小，相邻的圆环形波纹钢壁板之间的间隙内设置有横向波纹钢连接板。
[0006] 在上述方案中，所述圆环形波纹钢壁板由若干圆弧状的波纹钢板段合围而成，波 纹钢板段之间通过螺栓连接;所述横向波纹钢连接板由若干波纹钢直板段通过螺栓拼接而 成。
[0007] 本发明要解决的另一个技术问题是:基于上述问题，本发明一种波纹钢围堪挖孔 空屯、粧的制作工艺，
[000引本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种波纹钢围堪挖孔空屯、粧的 制作工艺，包括如下步骤：
[0009] (1)吊挖机开挖首段粧孔并设置第一层圆环形波纹钢壁板，圆弧状的波纹钢板段逐 块拼装成圆环结构，用螺栓连接固定，再用密封胶涂缝止水；
[0010] 间第一层圆环形波纹钢壁板周边安置压浆钢管，回填卵石后，注入水泥浆，形成填 石压浆抢一波纹钢围堪，在该段围堪内抽水，用小型挖掘机开挖至设计标高，小型挖机配合 人工开挖第二节段缩径基坑，再安放直径较前缩小一级的第二层圆环形波纹钢壁板，用同 样施工方法完成若干层上大下小的变直径圆环形波纹钢壁板；
[0011] 间小型挖机配合人工完成缩径基坑第=节段开挖，在基底填石后埋置该层注浆钢 管；
[0012] (4)诱筑第=节段基地抢并待强，安装下节段空屯、墳基内模，诱筑第二节段抢，安装 完善空屯、内模、完成墳基全部抢诱筑，最后预埋墳柱连接钢筋；
[0013] 间通过计算得到挖孔空屯、粧的基底应力，与挖孔空屯、粧基底的容许承载应力做对 比，检验该挖孔空屯、粧是否合格。
[0014] 本发明的有益效果是：
[0015] 1、围堪材料用量少；
[0016] 2、粧壁摩阻力大；
[0017] 3、粧径大，明挖比钻孔施工速度快；
[0018] 4、工艺简便，经济效益好:波纹钢质量轻，用汽车吊就能方便地完成吊拼安装，与 传统钢筋抢沉井和双壁钢围堪相比较，节省了大量劳动力和原材料。在工期、环保、造价等 方面更有明显优势。
[0019] 本发明分利用了混凝±材料的抗压性能，粧径可W做到很大，承载力高;施工工艺 和设备简单，进度快，施工现场噪声小、无振动、环保好，经济效益显著;此外粧身兼有护壁 的功能，可减少施工中塌孔的危险，质量可靠;波纹钢的引进更加简化了施工工艺，波纹钢 围堪的使用大大提高了挖孔粧的适用性。
【附图说明】
[0020] 下面结合附图实施例对本发明进一步说明。
[0021] 图1是本发明的结构示意图。
[0022] 图中：1.围堪，2.钢筋抢空屯、粧，3.墳柱，4.横向波纹连接板。
【具体实施方式】
[0023] 现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，W下实施例旨在说明本发明而不是 对本发明的进一步限定。
[0024] 如图1所示，一种波纹钢围堪挖孔空屯、粧，该挖孔空屯、粧包括围堪1、围堪1内的钢 筋抢空屯、粧2W及钢筋抢空屯、粧2上方的墳柱3,围堪1具有若干个分层放置的圆环形波纹钢 壁板，若干个分层放置的圆环形波纹钢壁板由上至下直径依次变小，相邻的圆环形波纹钢 壁板之间的间隙内设置有横向波纹钢连接板4。
[0025] 其中，圆环形波纹钢壁板由若干圆弧状的波纹钢板段合围而成，波纹钢板段之间 通过螺栓连接;横向波纹钢连接板4由若干波纹钢直板段通过螺栓拼接而成。围堪1上涂覆 有一层密封胶，密封胶用来堵缝止水。
[00%]该挖孔空屯、粧的制作工艺，包括如下步骤：
[0027]吊挖机开挖首段粧孔并设置第一层圆环形波纹钢壁板，圆弧状的波纹钢板段逐块 拼装成圆环结构，用螺栓连接固定，再用密封胶涂缝止水;第一层圆环形波纹钢壁板周边安 置压浆钢管，回填卵石后，注入水泥浆，形成填石压浆抢一波纹钢围堪，在该段围堪内抽水， 用小型挖掘机开挖至设计标高，小型挖机配合人工开挖第二节段缩径基坑，再安放直径较 前缩小一级的第二层圆环形波纹钢壁板，用同样施工方法完成若干层上大下小的变直径圆 环形波纹钢壁板;小型挖机配合人工完成缩径基坑第=节段开挖，在基底填石后埋置该层 注浆钢管;诱筑第=节段基地抢并待强，安装下节段空屯、墳基内模，诱筑第二节段抢，安装 完善空屯、内模、完成墳基全部抢诱筑，最后预埋墳柱连接钢筋;通过计算得到挖孔空屯、粧的 基底应力，与挖孔空屯、粧基底的容许承载应力做对比，检验该挖孔空屯、粧是否合格。
[0028] 挖孔空屯、粧的基底应力应由竖向力引起的基底应力、水平力引起的基底应力和 弯矩力引起的基底应力S者共同作用形成，应力叠加。
[0029] 具体实例：
[0030] 某大桥的挖孔空屯、粧，
[0031] 外荷载:P = 40547 化 N);
[0032] 自重：她=31490 AN);
[0033] 粧底垂直荷载(恒载)总和：
[0034] EG〇 = P+她=40547+31490 = 72037(kN)。
[0035] 一、按±壤扩散角计算粧底应力：
[0036] 1.±坡扩散角；
[0037] 粧长16m扩散角锥体底面直径如下：
[003引 D = d+h ?化n目二11+(16X0.0655)X2;
[0039] = 11+( 1.05X2 = 2.10) = 16.10(m);
[0040]
[0041 ] 2.外形体积：
[0042] EVg=i957(方）；
[0043] 3.粧长h = 16m中锥体体积：
[0044]
[0045] 上的体积.化=v〇-Vg = 2864-1957 = 907(方）；
[0046] 上重:G±=907X[19.7t/方]= 17868(kN);
[0047] 4.粧端水平线上粧自重，垂直重量在直线D = 16.10(m)中的应力：
[004引 EQg二甸叶G±=31490+17868 = 49358(kN);
[0049] 应力：
[0050] 5.考虑桥墳及上部构造恒载后应力：
[0化1 ]
[0化2]
[0053]二、水平力引起的基底应力：
[0化4] 粧身平均直径d = 13m，粧长1 = 16m，墳柱及盖梁总高8.2m。
[0055] 1、制动力：
[0056] Fi = 0.1 X (10.5 X 100+360) X 2.68 = 377.9kN(四车道）；
[0057] 2、溫度力：
[0化引 F2 = 0.04 X 36960(上部梁子总的支座反力）=1478.4kN;
[0化9] 故水平力：H=1S化；
[0060] 刚性粧在水平力作用下基底反力计算公式：
[0061]
[0062] 式中；
[0063] d:水平力作用面基础直径或宽度；
[0064] H:基础顶面W上所有水平力之和；
[00化]bi:基础的计算宽度:bi =化f (d+1);
[0066] k:平行于水平力作用方向的粧间相互影响系数:对单排粧，k = 1.0:
[0067] kf:粧形状换算系数，视水平力作用面而定:圆形或圆端截面kf = 0.9;
[0068] (6:深度h处基础侧面的地基系数与基础底面±的地基系数之比：
[0069] 良二_
[0070] A:地面或局部冲刷线W上所有水平力和竖直力对基础底面重屯、总弯矩与水平合 力之比；仅有水平力作用时，人=111+11 = 8.化16 = 24.2111;
[0071] Wo:基础底面的边缘弹性抵抗矩：
[0077] 二、弯矩引起的基底应力：[0078] 根据规范:刚性粧在偏屯、弯矩作用下基底反力计算公式：
[0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0076]
[0079]
[0080]
[0081 ]式中；
[0082] d:水平力作用面基础直径或宽度；
[0083] M:基础底面处竖向偏屯、弯矩标准值:M = H.hi = 180X8.2=1476(t.m);
[0084] bi:基础的计算宽度:bi =化f (d+1);
[0085] k:平行于水平力作用方向的粧间相互影响系数:对单排粧，k = 1.0;
[0086] kf:粧形状换算系数，视水平力作用面而定，圆形或圆端截面，kf = 0.9;
[0087] (6:深度h处基础侧面的地基系数与基础底面±的地基系数之比：
[008引
[0089] 1矩；
[0090]
[0091 ] ) = 12.6(m)；
[0092] ，
[0093]
[0094]
[0095] 。
[0096] 空屯、粧的基底应力应由竖向力、水平力、弯矩S者共同作用形成，应力叠加：
[0097]
[009引
[0099] 地层不同深度的允许应力：
[0100] [fah] = [fao]+kiri(b-2)+k2r2(h-3)；
[0101] 粉粘上承载力基本容许值：
[0102] [fao] = 0.20MPa = 200(kN/m^)；
[0103] 宽度修正系数:ki = 0;深度修正系数:k2 = 1.5;
[0104] 基底埋置深度:h = 16(m);
[0105] [fah] =0.200+1.5 X 1.97 X (16-3)
[0106] =0.200+0.38 = 0.58(MPa)=580(kN/m^)；
[0107] 故空屯、粧基底的容许承载应力：
[010 引[fa] = 580(kN/m2)
[0109]
[0110] 故能满足要求。
[0111] W上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完 全可W在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更W及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1. 一种波纹钢围堰挖孔空心粧，其特征在于:该挖孔空心粧包括围堰（1)、围堰（1)内的 钢筋砼空心粧(2)以及钢筋砼空心粧(2)上方的墩柱(3)，所述围堰（1)具有若干个分层放置 的圆环形波纹钢壁板，若干个分层放置的圆环形波纹钢壁板由上至下直径依次变小，相邻 的圆环形波纹钢壁板之间的间隙内设置有横向波纹钢连接板(4)。2. 根据权利要求1所述的波纹钢围堰挖孔空心粧，其特征在于:所述圆环形波纹钢壁板 由若干圆弧状的波纹钢板段合围而成，波纹钢板段之间通过螺栓连接;所述横向波纹钢连 接板(4)由若干波纹钢直板段通过螺栓拼接而成。3. -种如权利要求1或2任一项所述的波纹钢围堰挖孔空心粧的制作工艺，其特征在 于:包括如下步骤： ⑴吊挖机开挖首段粧孔并设置第一层圆环形波纹钢壁板，圆弧状的波纹钢板段逐块拼 装成圆环结构，用螺栓连接固定，再用密封胶涂缝止水； ⑵第一层圆环形波纹钢壁板周边安置压浆钢管，回填卵石后，注入水泥浆，形成填石压 浆砼一波纹钢围堰，在该段围堰内抽水，用小型挖掘机开挖至设计标高，小型挖机配合人工 开挖第二节段缩径基坑，再安放直径较前缩小一级的第二层圆环形波纹钢壁板，用同样施 工方法完成若干层上大下小的变直径圆环形波纹钢壁板； (3)小型挖机配合人工完成缩径基坑第三节段开挖，在基底填石后埋置该层注浆钢管； ⑷浇筑第三节段基地砼并待强，安装下节段空心墩基内模，浇筑第二节段砼，安装完善 空心内模、完成墩基全部砼浇筑，最后预埋墩柱连接钢筋； (5)通过计算得到挖孔空心粧的基底应力，与挖孔空心粧基底的容许承载应力做对比， 检验该挖孔空心粧是否合格。
【文档编号】E02D19/04GK106049516SQ201610427707
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】陈光林, 张创宏, 符晓锋, 顾正闯
【申请人】苏交科集团股份有限公司