一种混凝土围堰和钢板桩围堰组合式围堰结构及施工方法与流程

本发明创造属于桥梁建设技术领域，尤其是涉及一种混凝土围堰和钢板桩围堰组合式围堰结构及施工方法。

背景技术：

在地下水丰富或河流浅滩区域深基坑承台施工中，为确保承台开挖时边坡稳定及有效止水，采用围堰是不可或缺的临时结构。混凝土围堰下沉深度大，整体性强、稳定性好，能承受较大的垂直荷载和水平荷载，圆形混凝土围堰下沉过程中无需设置内撑，操作简单，具有易塑成形，封水效果好的特点，目前国内一般采用混凝土沉井围堰、钢板桩围堰、地下连续墙、多级轻型井点降水明挖放坡等技术施工深基坑承台，但上述技术均存在一定的适用性范围，具有局限性，其施工周期较长、造价高。钢板桩围堰具有轻便、易拆除、可重复利用、施工周期短及造价低的特点，但整体性差，承受的水平荷载较小，对于大于15米的深基坑不适用。因此亟需研究一种在淤泥质地质中，能够适应基坑开挖深度深、施工速度快、造价低而且方便可靠的新型围堰结构和施工方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种混凝土围堰和钢板桩围堰组合式围堰结构及施工方法，结构简单、设计合理、节约资源。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种混凝土围堰和钢板桩围堰组合式围堰结构，包括浇注成环的混凝土围堰及其上部的钢板桩围堰；所述混凝土围堰的顶部设有U型槽口，所述钢板桩围堰包括的各钢板桩插装在所述U型槽口内，并在U型槽口内浇注有水泥砂浆；所述钢板桩围堰内部设有环形围檩，在环形围檩内侧设有内撑。

进一步，所述U型槽口的宽度≥40cm，深度70-90cm。

进一步，所述钢板桩采用拉森Ⅳ型钢板桩。

进一步，在所述钢板桩围堰高度方向上每隔3-5m设置一道环形围檩，并在环形围檩内设置内撑。

进一步，所述环形围檩采用H型钢。

一种混凝土围堰和钢板桩围堰组合式围堰结构的施工方法，包括如下步骤：

①平整墩位处的场地，浇筑围堰混凝土，在混凝土围堰顶面中心部位预留一道U型槽口；

②将钢板桩吊装至混凝土围堰顶层顶部预留的U型槽口内，在钢板桩安装时，向槽口内同步灌水泥砂浆；

③钢板桩全部安装完毕后，在钢板桩内部安装环形围檩及内撑；

④利用抓斗或吸泥机设备将围堰内的泥土清除，让围堰下沉至设计标高位置后，封底进行承台施工。

进一步，所述环形围檩在钢板桩围堰高度方向上每隔3-5m设置一道。

进一步，步骤④中，对称均匀的清除围堰内泥土。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

1)混凝土围堰刚度大，置于水压力较大的下部，钢板桩围堰置于水压力较小上部，使整个结构受力更加合理，结构安全可靠。

2)克服了传统混凝土围堰施工周期长的弊端，本发明创造提供的组合围堰减少了混凝土围堰浇筑高度，钢板桩安装不需入土插打，安装速度大大加快，18米围堰一般30天左右即可完工，能较快的具备承台施工的能力。

3)本发明创造提供的组合围堰采用钢板桩替代上部混凝土围堰，大大降低了混凝土围堰制作高度，操作简单，易于实施，有效降低了施工难度。

4)本发明创造提供的组合围堰上部采用钢板桩，在承台施工完毕后采用振动锤拔出钢板桩，重复利用，可以节省大量的资金。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为浇注混凝土围堰施工示意图；

图4为钢板桩围堰施工示意图；

图5为组合式围堰下沉施工示意图；

图6为组合式围堰承台施工示意图。

附图标记说明：

1、混凝土围堰；2、钢板桩围堰；3、内撑；4、U型槽口；5、环型围檩；6、承台；7、吸泥设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种混凝土围堰和钢板桩围堰组合式围堰结构，如图1至6所示，包括浇注成环的混凝土围堰1及其上部的钢板桩围堰2；所述混凝土围堰1的顶部设有U型槽口4，所述钢板桩围堰2包括的各钢板桩插装在所述U型槽口4内，并在U型槽口4内浇注有水泥砂浆；所述钢板桩围堰内部设有环形围檩5，在环形围檩5内侧设有内撑3。

上述U型槽口4的宽度≥40cm，深度70-90cm。上述钢板桩采用拉森Ⅳ型钢板桩。U型槽口可以很好的容纳钢板桩，并利用水泥砂浆固定。

其中，在所述钢板桩围堰2高度方向上每隔3-5m设置一道环形围檩5，并在环形围檩5内设置内撑3。

上述环形围檩5采用H型钢，具体型号可根据不同的工况确定。所述内撑3为钢管，具体型号可根据不同的工况确定。

一种混凝土围堰和钢板桩围堰组合式围堰结构的施工方法，包括如下步骤：

①平整墩位处的场地，浇筑围堰混凝土，在混凝土围堰顶面中心部位预留一道U型槽口；施工时，先立模绑扎钢筋，浇筑首节围堰混凝土，然后根据基坑深度、下沉深度及上接钢板桩长度，现浇其余节围堰混凝土。需要说明的是，混凝土围堰现浇必须成环，沿高度方向可分层浇筑，一般沿高度方向可按3m一层分层浇筑；

②将钢板桩吊装至混凝土围堰顶层顶部预留的U型槽口内，在钢板桩安装时，为防止地下水或河水从槽口流入围堰内，需在安装钢板桩时同步向U型槽口内同步灌水泥砂浆，水泥砂浆既起到阻水作用，又可以将钢板桩底脚有效固结，确保其稳定；钢板桩可以利用履带吊吊装；

U型槽口的施工方法是，采用竹胶板或钢模板，预留一道40cm宽，80cm深的槽，在混凝土浇筑时需注意槽口模板的稳固，确保其浇筑时不上浮，位置不偏移，且槽口内不得有混凝土流入，待顶节围堰混凝土凝固后立即拆除槽口模板，清理槽内垃圾，以形成用于安装钢板桩的U型槽口；

③钢板桩全部安装完毕后，在钢板桩内部安装环形围檩及内撑；

④利用抓斗或吸泥机等吸泥设备7将本组合式围堰内的泥土清除，让围堰下沉至设计标高位置后，封底进行承台6施工。此步骤中，需注意对称均匀的清除围堰内泥土。

优选的，上述环形围檩在钢板桩围堰高度方向上每隔3-5m设置一道。

传统混凝土围堰施工步骤是：立模→钢筋绑扎→浇筑→等强→下沉→下一节制作→下沉至设计标高，通常，18米围堰一般需要50天左右，而本发明创造提供的组合式围堰结构，减少了混凝土围堰浇筑高度，钢板桩安装不需入土插打，安装速度也大大加快，18米围堰一般只需30天左右，能较快的具备承台施工的能力。

本发明创造提供的组合式围堰结构，利用了混凝土围堰和钢板桩围堰各自的优点，达到适应较深基坑承台施工、止水效果好、较迅速的形成干作业面的目的，结构安全可靠、施工方便、节省资金，尤其在施工场地受限、地下水丰富、河流浅滩、淤泥质土层、深度大于15米的深基坑承台施工中，是一种行之有效的方法。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。