专利名称：一种钢管桩围堰及其制作方法
技术领域：
本发明涉及水中施工过程中基坑止水围护方面的大型土建材料，具体涉及一种钢管桩围堰及其制作方法。
背景技术：
对于水中基坑开挖，具体应有安全的基坑防护，即在基坑周围修筑围堰，以便排水、挖基和砌筑基础施工。围堰工程主要应考虑稳定和防渗的要求。常用围堰的类型有土围堰、草袋围堰、木板桩围堰、钢围堰和钢混凝土围堰等。在深水中施工的安全等级较高的基坑工程，对围堰的稳定性和防渗性要求比较严格。钢围堰由于自身刚度较大，防渗性好，适用范围较广等优点，在工程中被广泛使用。钢围堰一般包括钢板桩、钢管桩等形式。钢板桩具有材质稳定，质量可靠，在软弱土层中施工速度快，技术也较简单，并具有较好的挡水性，作为临时性结构的钢板桩可拔出重复使用，降低工程造价等优点，但存在着刚度较小，在侧向压力作用下变形很大等缺点。比较重要的基坑工程，一般对围护结构侧向变形有着比较严格的要求，这种情况下钢板桩就缺少适用性。钢管桩由于自身的刚度比较大，可以抵抗较大的侧向变形，具有良好的挡水效果等优点，而被广泛使用，目前普遍采用的是等长钢管桩围堰。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种更加经济实用的钢管桩围堰。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种钢管桩围堰，包括多根钢管桩，相邻两根钢管桩通过企口连接，其特征在于钢管桩分成长钢管桩和短钢管桩两种，长钢管桩和短钢管桩交替排列形成钢管桩围堰，长钢管桩长度在10m～50m之间，短钢管桩的长度为长钢管桩的50％～90％，且不小于8m，短钢管桩的沉桩深度为3m～40m，长钢管桩的沉桩深度为5m～45m。根据不同需要，交替排列可以是每两根长钢管桩之间设有一根短钢管桩，或者每两根长钢管桩之间设有两根短钢管桩，或者是每两根短钢管桩之间设有两根长钢管桩。
本发明的另一目的是提供一种更加经济实用的钢管桩围堰制作方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种钢管桩围堰制作方法，包括以下步骤A、搭设工作台，清理水底障碍物，并将河床整平，整平后地面倾斜度不大于0.5％；B、交替吊装长钢管桩和短钢管桩，并连接相邻钢管桩的企口，其中长钢管桩长度在10m～50m之间，短钢管桩的长度为长钢管桩的50％～90％，且不小于8m；C、利用打桩设备将其沉入河床，短钢管桩的沉桩深度为3m～40m，长钢管桩的沉桩深度为5m～45m。根据不同需要，交替排列可以是每两根长钢管桩之间设有一根短钢管桩，或者每两根长钢管桩之间设有两根短钢管桩，或者是每两根短钢管桩之间设有两根长钢管桩。
本发明采用不等长的钢管桩做围堰形式，具有较高刚度，能抵抗较大的侧向位移，长、短钢管桩的数量比可以动态调整，布置方式灵活多样，节约材料，缩短工期，降低造价，比目前普遍采用的等长钢管桩围堰形式更加经济，并减小了沉桩过程中挤土效应对周边环境的影响。
图1-图3为本发明三种实施例的结构平面示意4为根据本发明一个实施例的结构剖面示意5为根据本发明一个实施例的结构断面示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。
图中1为长钢管桩，2为短钢管桩，3为河床底，4为基坑开挖面。
本发明的一种钢管桩围堰，包括多根钢管桩，相邻两根钢管桩通过企口连接，其特征在于钢管桩分成长钢管桩1和短钢管桩2两种，长钢管桩1和短钢管桩2交替排列形成钢管桩围堰，长钢管桩1长度在10m～50m之间，短钢管桩2的长度为长钢管桩的50％～90％，且不小于8m，短钢管桩2的沉桩深度为3m～40m，长钢管桩1的沉桩深度为5m～45m。根据不同需要，本围堰钢管桩的排列可以有以下三种形式长-短-长-短…依次排列；长-短-短-长-短-短…依次排列；长-长-短-长-长-短…依次排列，如图1-图3所示。优选地，长钢管桩1的长度为20m～45m，短钢管桩2的长度为长钢管桩1的60％～70％，长钢管桩1的沉桩深度为10m～35m，短钢管桩的沉桩深度不小于5m，长钢管桩1和短钢管桩2的桩顶标高一致。
本发明中，长钢管桩1和短钢管桩2的企口属于现有技术。
本发明与现有围堰技术的区别在于在满足设计要求和安全度的条件下，利用短钢管桩2替代部分长钢管桩1。在基坑开挖面4以下，围堰结构所受的弯矩迅速减小，因此，对其刚度要求有所降低，不需要所有的围堰钢管桩都达到同一深度，可以长钢管桩1的伸入深度较深，而短钢管桩2的伸入深度较浅，这样，既满足了基坑坑隆起，抗滑移等要求，又充分利用了钢管桩的承载特性，节约材料，缩短工期，降低造价，减小了沉桩挤土效应对周边环境的影响。
本发明中的钢管桩围堰制作方法，包括以下步骤A、搭设工作台，在钢管桩吊装架立之前，清理水底障碍物，并将河床3整平，整平后地面倾斜度不大于0.5％；B、交替吊装长钢管桩1和短钢管桩2，并连接相邻钢管桩的企口，其中长钢管桩1长度在10m～50m之间，短钢管桩2的长度为长钢管桩的50％～90％，且不小于8m；C、利用打桩设备将其沉入河床，短钢管桩2的沉桩深度为3m～40m，长钢管桩1的沉桩深度为5m～45m。优选地，长钢管桩1的长度为20m～45m，短钢管桩2的长度为长钢管桩1的60％～70％，长钢管桩1的沉桩深度为10m～35m，短钢管桩的沉桩深度不小于5m，长钢管桩1和短钢管桩2的桩顶标高一致。
陆上部分围堰采用陆上打桩机打入的方法沉桩，水上部分的围堰桩则采用由驳船上吊机挂振动锤打入的方法沉桩，锤重不宜大于4.5t(柴油锤)，锤击过程中桩架前应有横向约束装置防止横向失稳。长钢管桩1和短钢管桩2的桩顶标高一致，桩顶标高允许偏差为-50～100mm。将企口连接好之后再进行沉桩，沉桩平面位置允许偏差为150mm，沉桩倾斜度不大于1％。钢管桩的排列可以有以下三种形式长-短-长-短…依次排列；长-短-短-长-短-短…依次排列；长-长-短-长-长-短…依次排列，如图1-图3所示。
施工实例某工程河水深5m，河床下基坑开挖深度为10m，设3道钢支撑，基坑周长450m。围堰采用长-短-短-长-短-短…依次排列的Φ800钢管桩，长钢管桩长30m，沉桩深度为20m；短钢管桩长25m，沉桩深度为15m。围堰既是挡水结构又是基坑开挖围护结构。
经计算，安全系数 K＝1.63墙底抗涌起验算 K＝1.38抗倾覆验算 K＝7.87抗管涌验算 按砂土，安全系数K＝1.76；按粘土，安全系数K＝2.575围堰的最大水平变形为19.5mm以上验算均满足设计要求。具体计算公式详见《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)、《基坑工程设计规程》(DGJ08-61-97)。
在本实施例中，若采用等长度钢管桩围堰，需钢管桩长30m，沉桩深度为20m，则三根钢管桩长度为3×30＝90m。采用本发明中一长两短形式的钢管桩形式，长钢管桩长30m，短钢管桩长25m，三根总长为30+25×2＝80m，即每三根节省钢管桩10m。在本实施例中围堰钢管桩共计450根，即共计节省钢管桩1500m，大大降低了工程造价，并且减小了沉桩过程中挤土效应对周边环境的影响。
权利要求
1.一种钢管桩围堰，包括多根钢管桩，相邻两根钢管桩通过企口连接，其特征在于钢管桩分成长钢管桩和短钢管桩两种，长钢管桩和短钢管桩交替排列形成钢管桩围堰，长钢管桩长度在10m～50m之间，短钢管桩的长度为长钢管桩的50％～90％，且在不小于8m，短钢管桩的沉桩深度为3m～40m，长钢管桩的沉桩深度为5m～45m。
2.如权利要求1所述的钢管桩围堰，其特征在于长钢管桩的长度为20m～45m，短钢管桩的长度为长钢管桩的60％～70％，长钢管桩的沉桩深度为10m～35m，短钢管桩的沉桩深度不小于5m，长钢管桩和短钢管桩的桩顶标高一致。
3.如权利要求2所述的钢管桩围堰，其特征在于交替排列为每两根长钢管桩之间设有一根短钢管桩。
4.如权利要求2所述的钢管桩围堰，其特征在于交替排列为每两根长钢管桩之间设有两根短钢管桩。
5.如权利要求2所述的钢管桩围堰，其特征在于交替排列为每两根短钢管桩之间设有两根长钢管桩。
6.一种钢管桩围堰制作方法，包括以下步骤种钢管桩围堰制作方法，包括以下步骤A、搭设工作台，清理水底障碍物，并将河床整平，整平后地面倾斜度不大于0.5％；B、交替吊装长钢管桩和短钢管桩，并连接相邻钢管桩的企口，其中长钢管桩长度在10m～50m之间，短钢管桩的长度为长钢管桩的50％～90％；C、利用打桩设备将其沉入河床，短钢管桩的沉桩深度为3m～40m，长钢管桩的沉桩深度为5m～45m。
7.如权利要求1所述的钢管桩围堰制作方法，其特征在于长钢管桩的长度为20m～45m，短钢管桩的长度为长钢管桩的60％～70％，长钢管桩的沉桩深度为10m～35m，短钢管桩的沉桩深度不小于5m，长钢管桩和短钢管桩的桩顶标高一致。
8.如权利要求7所述的钢管桩围堰制作方法，其特征在于交替排列为每两根长钢管桩之间设置一根短钢管桩。
9.如权利要求7所述的钢管桩围堰制作方法，其特征在于交替排列为每两根长钢管桩之间设置至少两根短钢管桩。
10.如权利要求7所述的钢管桩围堰制作方法，其特征在于交替排列为每两根短钢管桩之间设置至少两根长钢管桩。
全文摘要
本发明公开了一种钢管桩围堰，其特征在于钢管桩分成长钢管桩和短钢管桩两种，长钢管桩和短钢管桩交替排列形成钢管桩围堰，长钢管桩长度在10m～50m之间，短钢管桩的长度为长钢管桩的50％～ 90％，且在不小于8m，短钢管桩的沉桩深度为3～40m，长钢管桩的沉桩深度为5～45m。本发明采用不等长的钢管桩做围堰，具有较高刚度，能抵抗较大的侧向位移。长、短钢管桩的数量可以动态调整，布置方式灵活多样。在满足设计强度和稳定的要求下，节约材料，缩短工期，降低造价，比目前普遍采用的等长钢管桩围堰形式更加经济，并减小了沉桩过程中挤土效应对周边环境的影响。
文档编号E02D5/02GK1837510SQ20061002553
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月7日 优先权日2006年4月7日
发明者王海燕 申请人:上海市政工程设计研究总院