专利名称：围箍式钢板桩围堰平台及依托围堰平台的一体化施工方法
技术领域：
本发明涉及一种水中桩与承台的施工平台和施工方法，特别是一种围箍式钢板 桩围堰平台以及依托围堰平台的一体化施工方法。
背景技术：
对于桥梁、码头等工程结构物的水中桩基础的施工，目前传统的方法一般是设置 水上架空式钻桩平台、依托架空式钻桩平台来施工，桩基础完成施工后，须先拆除架空式钻 桩平台、然后才能展开承台的施工；而承台常采用设置钢板桩围堰的方法施工，但钢板桩围 堰却仅限于用于承台或墩身等下部结构部位的施工；因为水上桩基础和承台等的施工依托 设施没有统一，必然造成一定程度上的资源浪费；施工和拆除架空式钻桩平台占用的工期 较长，也相应的加长了工期；钻桩平台本身的造价较大，又增加了工程总体造价；采用架空 式钻桩平台的方法施工桩基础，属于水上施工方法，施工不安全因素(危险源)较多；施工和 拆除架空式钻桩平台的施工不安全因素(危险源)较多，还耗费一定的能源，有一定的污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种围箍式钢板桩围堰平台以及依托围堰平台的一体化施 工方法，要解决在深水区域应用的承受围堰内压力为主、外包约束式的预应力钢板桩围堰 技术问题；并解决桩和承台一体化施工的问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种围箍式钢板桩围堰平台，包括一 组钢板桩密集围合成的围堰和内支撑体系，内支撑体系支撑在围堰内侧，所述钢板桩的根 部伸至围堰基底以下，钢板桩的顶部高于水面，相邻钢板桩的邻边相互咬合，所述围堰内部 空间填充有填充物，环围堰外周至少有一圈钢束，其一端通过固定端锚具固定在固定端锚 垫板，另一端通过张拉端锚具固定在张拉端锚垫板上，所述钢束还穿过固定在钢板桩外周 突起部位的定位环。所述填充物的填充范围是自河床底至水面以上。所述内支撑体系包括内支撑杆和内围檩，所述内围檩环箍在围堰内壁，其底面焊 接有三角形钢支撑，内壁上支撑有内支撑杆，所述内支撑杆为纵向内支撑杆和横向内支撑 杆或纵向内支撑杆和斜向内支撑杆。所述定位环内穿管道，所述钢束穿过管道。所述管道或/和钢束环绕围堰一周后平直或弯折，弯折部位加转向器。所述管道为塑料管、金属管或聚合物管，其内压注有防锈油、水泥浆或化学浆料。所述钢束为钢绞线或钢丝绳。所述固定端锚垫板位于张拉端锚垫板下面，且错开。一种依托所述围箍式钢板桩围堰平台的一体化施工方法，步骤如下步骤一，沿 承台设计位置周围打设钢板桩围堰。
步骤二，一边抽水一边搭设钢板桩围堰的内围檩和内支撑杆。步骤三，在钢板桩围堰外周设置定位环，固定端锚垫板和张拉端锚垫板。步骤四，在定位环内穿钢束，钢束一端通过固定端锚具固定在固定端锚垫板上，另 一端通过张拉端锚具固定在张拉端锚垫板上，并通过张拉工具对钢板桩围堰施加向内的预 应力、箍紧钢板桩围堰。步骤五，一边对钢板桩围堰施加预应力，一边对钢板桩围堰内填充建筑材料至水 面标高以上，在钢板桩围堰内形成的施工平台。步骤六，在岸边至钢板桩围堰外围水域搭设用于人员和材料运输的施工便桥。步骤七，在施工平台上施工桩基础。步骤八，完成桩基础施工后，在挖除围堰内的填充物同时对解除钢板桩围堰外围 的钢束预应力。步骤九，在钢板桩围堰内施工承台。步骤十，承台施工完毕，拆除钢板桩围堰。所述步骤八在解除围堰外围的钢束预应力的同时增加或不增加内支撑杆。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果首先，本发明所提及的钢板桩 围堰平台具有水上钻桩平台的功能，但在其上面施工桩基础，相当于在陆地上施工；该种平 台挖除内部的填充材料后，又具有传统的水中围堰的功能。其次，本发明所提及依托钢板桩围堰平台的一体化桩和承台的施工方法，可实现 桩基础的施工和承台施工的合二为一，可简化施工工序、节省工程总体造价和工期、并在一 定程度上达到节能减排目的的施工方法。另外，本发明所提及的方法减少施工不安全因素(危险源)、应用范围广、对环境没 有额外的污染。本发明克服了传统桩和承台分别施工的缺点，解决了通过设置在围岩外围箍预应 力钢束实现外包约束式的预应力钢板桩围堰技术问题。本发明可广泛应用于适用于水深8m以内的水中桥墩等各种工程结构物的水中桩 基础与承台的施工，适合于适宜打设钢板桩的地质情况，适合于波浪不大的水文情况。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1是本发明实施例一平面示意图。图2是本发明实施例二平面示意图。图3是图IA-A或图2B-B剖面图。图4是钢板桩外立面局部示意图。图5是图4C-C剖面图。图6是图4D-D剖面图。图7是图4E-E剖面图。图8是钢板桩、定位环、管道、钢束平面连接详图。图9是施工方法流程图。图10是桩基础施工示意图。
图11是桩承台施工示意图。附图标记1 一水面、2 —钢板桩、3 —内围檩、4 一横向内支撑杆、5 —纵向内支撑 杆、6 —斜向内支撑杆、7 —填充物、8 —管道、9 一钢束、10 —定位环、11 一转向器、12 —固
定端锚具、13 —固定端锚垫板、14 一张拉端锚具、15 —张拉端锚垫板、16 —支撑、17 —桩基 础、18 —施工便桥、19 一承台。
具体实施例方式实施例参见图1 8所示，一种围箍式钢板桩围堰平台，包括一组钢板桩2密集围 合成的围堰和内支撑体系，内支撑体系支撑在围堰内侧，所述钢板桩2的根部伸至围堰基 底以下，钢板桩2的顶部高于水面1，相邻钢板桩的邻边相互咬合，所述围堰内部空间填充 有填充物7，环围堰外周至少有一圈钢束9，其一端通过固定端锚具12固定在固定端锚垫板 13，另一端通过张拉端锚具14固定在张拉端锚垫板15上，所述钢束9还穿过固定在钢板桩 外周突起部位的定位环10。所述填充物7的填充范围是自河床底至水面1以上。所述内支 撑体系包括内支撑杆和内围檩3，所述内围檩3环箍在围堰内壁，其底面焊接有三角形钢支 撑16，内壁上支撑有内支撑杆，所述内支撑杆为纵向内支撑杆5和横向内支撑杆4或纵向内 支撑杆5和斜向内支撑杆6。当需要的预应力较大时，所述定位环10内穿管道8，所述钢束9穿过管道8。所述管道8或/和钢束9都在设计标高内完整完成环绕围堰一周后平直或弯折， 弯折部位加转向器11。所述管道8为塑料管、金属管或聚合物管，其内压注有防锈油、水泥 浆或化学浆料来保护钢束同时以方便在完成施工后拆除钢束。所述钢束9为钢绞线或钢丝 绳。所述固定端锚垫板13位于张拉端锚垫板15下面，且错开。一种依托所述围箍式钢板桩围堰平台的一体化施工方法，参见图9 11，步骤如 下步骤一，沿承台设计位置周围打设钢板桩围堰。步骤二，一边抽水一边搭设钢板桩围堰的内围檩3和内支撑杆。步骤三，在钢板桩围堰外周设置定位环10，固定端锚垫板13和张拉端锚垫板14。步骤四，在定位环10内穿钢束9，钢束一端通过固定端锚具12固定在固定端锚垫 板13上，另一端通过张拉端锚具14固定在张拉端锚垫板15上，并通过张拉工具对钢板桩 围堰施加向内的预应力、箍紧钢板桩围堰。步骤五，一边对钢板桩围堰施加预应力，一边对钢板桩围堰内填充建筑材料至水 面标高以上，在钢板桩围堰内形成的施工平台。步骤六，在岸边至钢板桩围堰外围水域搭设用于人员和材料运输的施工便桥。步骤七，在施工平台上施工桩基础17。步骤八，完成桩基础施工后，在挖除围堰内的填充物7同时对解除钢板桩围堰外 围的钢束预应力。步骤九，在钢板桩围堰内施工承台19。步骤十，承台19施工完毕，拆除钢板桩围堰。所述步骤八在解除围堰外围的钢束预应力的同时增加或不增加内支撑杆。关于本发明的在经济和工期方面的优势通过具体工程实例与传统方法进行对比 说明。
与传统方法相比，本发明仅增加了放置钢束、施加钢束预应力、围堰内填充填充 物、解除钢束预应力、挖除填充物、拆除钢束等6个工序，但却减少了设置和拆除架空式水 上钻桩平台的10个工序，合计减少4个工序；在工期方面，施加钢束预应力工序与围堰内填 充建筑材料工序、解除钢束预应力工序与挖除填充材料工序均可平行进行，拆除钢束工序 可在承台施工期间进行、不占用单独的工期、可不予考虑，因此，增加的工序占用的工期比 设置、拆除水上钻桩平台的工期大为缩短，以水深3m、架空高度(即平台自由高度)4. Sm、面 积为432m2的钻桩平台为例列表比较，详见表1所示。表1 工期比较一览表(单位天)
与传统方法相比，本发明仅增加了钢束定位和固定装置的费用、钢束费用、压浆费用、 填充材料费用等项，对于较大的桥墩，钢板桩用量不需增加，甚至还会节省，对于较小的桥 墩，因为要满足桩基础施工空间的需要，钢板桩可能增加，但是，本发明的方法节省了传统 方法需要设置的架空式钻桩平台的巨大费用，总的比较起来，造价节省是很明显的，仍然以 水深3m、架空高度(即平台自由高度)4. Sm、面积为432m2的钻桩平台为例列表比较，详见表 2所示。 表2 经济性匡算比较一览表(单位元)
权利要求
一种围箍式钢板桩围堰平台，包括一组钢板桩(2)密集围合成的围堰和内支撑体系，内支撑体系支撑在围堰内侧，所述钢板桩(2)的根部伸至围堰基底以下，钢板桩(2)的顶部高于水面(1)，相邻钢板桩的邻边相互咬合，其特征在于所述围堰内部空间填充有填充物(7)，环围堰外周至少有一圈钢束(9)，其一端通过固定端锚具(12)固定在固定端锚垫板(13)，另一端通过张拉端锚具(14)固定在张拉端锚垫板(15)上，所述钢束(9)还穿过固定在钢板桩外周突起部位的定位环(10)。
2.根据权利要求1所述的围箍式钢板桩围堰平台，其特征在于所述填充物(7)的填充 范围是自河床底至水面(1)以上。
3.根据权利要求1所述的围箍式钢板桩围堰平台，其特征在于所述内支撑体系包 括内支撑杆和内围檩(3)，所述内围檩(3)环箍在围堰内壁，其底面焊接有三角形钢支撑 (16 )，内壁上支撑有内支撑杆，所述内支撑杆为纵向内支撑杆(5 )和横向内支撑杆(4 )或纵 向内支撑杆(5)和斜向内支撑杆(6)。
4.根据权利要求1所述的围箍式钢板桩围堰平台，其特征在于所述定位环(10)内穿 管道(8)，所述钢束(9)穿过管道(8)。
5.根据权利要求4所述的围箍式钢板桩围堰平台，其特征在于所述管道(8)或/和钢 束(9)环绕围堰一周后平直或弯折，弯折部位加转向器(11)。
6.根据权利要求4所述的围箍式钢板桩围堰平台，其特征在于所述管道(8)为塑料 管、金属管或聚合物管，其内压注有防锈油、水泥浆或化学浆料。
7.根据权利要求4所述的围箍式钢板桩围堰平台，其特征在于所述钢束(9)为钢绞线 或钢丝绳。
8.根据权利要求4所述的围箍式钢板桩围堰平台，其特征在于所述固定端锚垫板(13)位于张拉端锚垫板(15)下面，且错开。
9. 一种依托权利要求1 8中任意一项所述围箍式钢板桩围堰平台的一体化施工 方法，其特征在于步骤如下步骤一，沿承台设计位置周围打设钢板桩围堰；步骤二，一边抽水一边搭设钢板桩围堰的内围檩(3)和内支撑杆；步骤三，在钢板桩围堰外周设置定位环(10)，固定端锚垫板(13)和张拉端锚垫板(14)；步骤四，在定位环(10)内穿钢束(9)，钢束一端通过固定端锚具(12)固定在固定端锚 垫板(13)上，另一端通过张拉端锚具(14)固定在张拉端锚垫板(15)上，并通过张拉工具对 钢板桩围堰施加向内的预应力、箍紧钢板桩围堰；步骤五，一边对钢板桩围堰施加预应力，一边对钢板桩围堰内填充建筑材料至水面标 高以上，在钢板桩围堰内形成的施工平台；步骤六，在岸边至钢板桩围堰外围水域搭设用于人员和材料运输的施工便桥； 步骤七，在施工平台上施工桩基础(17)；步骤八，完成桩基础施工后，在挖除围堰内的填充物(7)同时对解除钢板桩围堰外围的 钢束预应力；步骤九，在钢板桩围堰内施工承台(19)； 步骤十，承台(19)施工完毕，拆除钢板桩围堰。
10.根据权利要求9所述依托围箍式钢板桩围堰平台的一体化施工方法，其特征在于 所述步骤八在解除围堰外围的钢束预应力的同时增加或不增加内支撑杆。
全文摘要
本发明涉及一种围箍式钢板桩围堰平台及依托围堰平台的一体化施工方法，围堰内部空间填充有填充物，环围堰外周至少有两圈钢束，其一端通过固定端锚具固定在固定端锚垫板，另一端通过张拉端锚具固定在张拉端锚垫板上，所述钢束还穿过固定在钢板桩外周突起部位的定位环。通过增设加固钢板桩围堰的设施和措施，可实现水中桩基础在不需要设置水上架空式钻桩平台的情况下、仅仅依靠承台施工需要的钢板桩围堰就可以完成施工，而承台也不需再额外设置钢板桩围堰，仅仅依靠水中桩基础施工设置的钢板桩围堰就可以完成的一体化施工。本发明的方法具有节省工程总体造价和工期、减少施工不安全因素、节能减排等优点。可广泛应用于水中桥梁，码头等工程的施工。
文档编号E02D19/04GK101906781SQ20101025293
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年8月13日
发明者万平, 谭可源, 魏伟文, 黎景光 申请人:广东冠粤路桥有限公司