一种浅水域钢管桩夹土围堰结构的制作方法

本实用新型涉及围堰结构，尤其涉及一种浅水域钢管桩夹土围堰结构。

背景技术：

围堰施工是跨水域桥梁的常用做法，即在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。围堰高度高于施工期内可能出现的最高水位。

目前常用的围堰方法有土石围堰、草土围堰、木板桩围堰、木笼围堰和钢板桩围堰等。在大、中型桥梁中应用较为广泛的是钢板桩围堰、木板桩围堰和土石围堰等。

1、钢板桩围堰：钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰，钢板桩是带有锁口的一种型钢,其截面有直板形、槽形及Z形等,有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。其优点为：强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰，管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。这些围堰多采用单壁封闭式围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼。在水工建筑中，一般施工面积很大，则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成，每个单体又由许多钢板桩组成，单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大，不能用支撑支持堰壁，因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。

钢板桩围堰缺点：

a、钢板桩施工工艺较复杂，施工时间长，不适合长距离、大面积开展；

b、钢板桩打设对打桩设备要求较高，需配套打桩机方可准确打桩施工；

c、钢板桩密排打设耗材量大，施工成本高。

2、木板桩围堰：深度不大，面积较小的基坑可采用木板桩围堰。为了防渗漏，板桩间应有榫槽相接。当水不深时,可用单层木板桩,内部加支撑以平衡外部压力。水较深时，可用双壁木板桩，双壁之间用铁拉条或横木拉紧，中间填土。其高度通常不超过6～7米。

木板桩围堰缺点：

适用于面积较小的基坑，大面积施工时木材消耗量大，在木材产量小的地区不能满足施工需求，且易造成环境破坏，不利于环境的可持续发展。

3、钢管桩围堰：包括至少两排钢管桩、槽钢和工字钢，所述钢管桩内部注有粗砂并且两排钢管桩、槽钢和工字钢固定连接成立体的框架结构，其中两排钢管桩间通过槽钢横向连接，同侧的钢管桩间通过工字钢纵向连接，所述框架结构内侧设有毛竹片且毛竹片沿钢管桩内缘固定，所述毛竹片内衬土工布，土工布通过钢筋绑丝缝制于毛竹片上。

其他围堰缺点：其他结构形式的围堰结构一般用于水域面积较小且水深较浅的小桥或者有特殊需求的围堰结构，存在可靠性不高、施工困难、成本较高或无法大面积施工问题。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种浅水域钢管桩夹土围堰结构目的是解决现有技术施工工艺较复杂，施工时间长，不适合长距离、大面积开展的技术问题，还解决现有技术易造成环境破坏，不利于环境的可持续发展的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：一种浅水域钢管桩夹土围堰结构，包括插入水域下部土体结构的受力骨架，所述受力骨架围成施工区域，其特征在于：所述受力骨架包括背水面钢管层和迎水面钢管层，所述背水面钢管层和迎水面钢管层均由单层竖向钢管排列形成，所述竖向钢管的底部插入水域底部下方的土体中，所述背水面钢管层或迎水面钢管层内的竖向钢管之间通过水平钢管固定连接，所述水平钢管首尾相连通过钢丝绳紧固在竖向钢管上，所述背水面钢管层的竖向钢管和对应的迎水面钢管层的竖向钢管通过拉结钢丝绳连接紧固；所述背水面钢管层和迎水面钢管层相对的一面均敷设有一层密目网，所述迎水面钢管层与敷设在其上的密目网之间还设有一层土工布；所述背水面钢管层上的密目网层与迎水面钢管层上的密目网层之间填筑有粘土。

进一步优选地，所述背水面钢管层面向施工区域的一面设堆土层，所述堆土层紧贴背水面钢管层。

进一步地，所述拉结钢丝绳的直径是15mm。

进一步地，所述背水面钢管层或迎水面钢管层内的竖向钢管之间的距离为45~55cm。

此外，所述背水面钢管层和迎水面钢管层之间的水平间距是2.5~3.5m。

更加优选地，所述背水面钢管层和迎水面钢管层的竖向钢管的顶端至少高于水面0.5m。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

本实用新型采用钢管桩夹土围堰结构施工具有安全可靠、经济实用、施工便捷的特点，通过钢管桩夹土围堰结构解决了地下砂层地质灾害、钢管打设、钢管加固及双排钢管桩内部土体稳固等问题。此外，与传统采用木材围堰相比，本实用新型避免木材砍伐，钢管层内侧粘土可就地取材，围堰拆除时可恢复原状，有效的降低了环保恢复费用，取得了非常好的应用效果。本实用新型施工工艺简单，施工时间短，适合长距离、大面积开展，耗材量低，施工成本底。

附图说明

图1是本实用新型一种浅水域钢管桩夹土围堰结构的结构示意图。

图2是本实用新型所涉及的背水面钢管层与迎水面钢管层的结构示意图。

图3是本实用新型所涉及的堆土层结构示意图。

图4是本实用新型所涉及的迎水面钢管层的结构示意图。

附图标记：1-背水面钢管层；2-迎水面钢管层；3-粘土；4-堆土层；5-水面；6-土工布；7-密目网；8-水平钢管；9-拉结钢丝绳；10-水域底部。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图对本实用新型进一步说明。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本实用新型提供一种浅水域钢管桩夹土围堰结构，如图1和2所示所示，一种浅水域钢管桩夹土围堰结构，包括插入水域下部土体结构的受力骨架，受力骨架围成施工区域，受力骨架包括背水面钢管层1和迎水面钢管层2，背水面钢管层1和如图4所示的迎水面钢管层2均由单层竖向钢管排列形成，背水面钢管层1或迎水面钢管层2内的竖向钢管之间的距离为45~55cm，背水面钢管层1和迎水面钢管层2的竖向钢管的顶端至少高于水面0.5m，背水面钢管层1和迎水面钢管层2之间的水平间距是2.5~3.5m。竖向钢管的底部插入水域底部10下方的土体中，背水面钢管层1或迎水面钢管层2内的竖向钢管之间通过水平钢管8固定连接，水平钢管8首尾相连通过钢丝绳紧固在竖向钢管上，背水面钢管层1的竖向钢管和对应的迎水面钢管层2的竖向钢管通过拉结钢丝绳9连接紧固，拉结钢丝绳9的直径是15mm。背水面钢管层1和迎水面钢管层2相对的一面均敷设有一层密目网7，迎水面钢管层2与敷设在其上的密目网7之间还设有一层土工布6；背水面钢管层1上的密目网7层与迎水面钢管层2上的密目网7层之间填筑有粘土3。如图3所示，背水面钢管层1面向施工区域的一面设堆土层4，堆土层4紧贴背水面钢管层1。

下面提供本实用新型的施工方法：

1、现场调查

首先应从当地气象部门了解当地的气候特征，掌握施工的可操作时间，根据地勘资料，对沿线地质进行调查再次校核地勘资料的准确性，从水利部门以及当地居民处了解常年水位，并在施工前对沿线水深进行勘验，掌握以上信息后方可进行围堰设计。

2、围堰设计

围堰设计应在充分考虑结构安全的基础上满足施工需求和经济合理性进行设计，主要考虑施工作业面宽度、围堰结构尺寸、侧向水压力以及流水段的划分等，同时考虑钢管桩夹土围堰施工的工艺。

3、测量放样

根据设定位置放样打桩，放样时根据点位在水中插入竹竿，进行定位。

4、钢管桩打设

围堰设计为双排钢管桩结构，桩间距为50cm，打入深度根据水深通过计算确定，采用挖土机将钢管打入湖底土中, 打桩时安排专人实测钢管外露长度，以控制入土深度，钢管桩打设是该工艺的关键。通过对水底地质的勘验及常年水位的了解，解决了使用钢材的规格、插打深度以及打设间距等关键技术问题，创新地提出钢管桩夹土围堰施工工艺。

5、桩间连接

利用沿围堰方向打设的双排钢管桩作为围堰的受力骨架，每根钢管桩部分插打入水底土内起到固定钢管的作用，使用同规格钢管将钢管桩做纵向通长连接，使用钢丝绳将两排钢管桩横向连接，使两排钢管桩形成笼状结构，双排钢管桩间采用φ15钢丝绳对拉以增加围堰的稳定；单排钢管桩纵向连接采用同直径钢管用钢丝绳捆扎，以使纵向钢管桩共同受力。

6、铺设土工布、密目网

迎水面钢管桩内侧布设一层密目网和防水土工布以防止水流冲刷围堰土体及围堰土体坍塌，土工布固定在骨架上。背水面钢管桩内侧布设一层密目网以使围堰土体中的水渗出，以防止围堰土体坍塌并保证土体的稳固。

7、填土

取围堰内侧土填筑至双排钢管桩中间，从一端开始填筑，填筑至水面以上50cm。

8、抽水、内侧覆土

围堰抽水应缓慢进行，每日水面下降不得超过30cm，同时加强观察，出现险情要及时复土或打桩加固。围堰内周边设好排水沟，低处挖好集水井。抽水完成后围堰内侧桩每隔30m堆土，对围堰桩进行加固。

本发明的优点和效果

1、社会效益

本实用新型解决了以往采用木桩围堰浪费木材造成环境破坏，而钢板桩围堰成本高的弊端，利用钢管代替木材，减少了树木的消耗，利用土工布和密目网特性进行阻水和虑水，比钢板桩减少了钢材用量，也为国家的环保做出了贡献。此项技术在跨水域桥梁建设中具有较好的推广和应用价值。

2、济效益

在该技术在实施过程中，有效地降低了施工成本，在保证保证质量、安全施工的前提下，其中钢管桩单项费用比钢板桩围堰节约施工成本。

3、环境保护

传统的木板桩围堰在我国南方大部分浅水水域应用较为广泛，钢管桩围堰是在木板桩围堰基础上改良的新型围堰施工技术，木板桩围堰主要消耗木材，一般采用木板桩维护会消耗很多木材，而且重复利用率很低。为避免树木的砍伐，本着绿色环保的理念，相信钢管桩夹土围堰施工的应用会愈加广泛。钢管桩内侧夹土可就地取材，围堰拆除时可恢复原状，有效的降低了环保恢复费用，取得了非常好的应用效果。

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