长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰，涉及一种桥梁基础施工装置，包括钢板桩、钢管桩和围囹，所述钢管桩通过锁口与其间钢板桩连接，所述钢板桩长度比钢管桩短，所述钢板桩由至少两片Z型板桩活动拼接构成，Z型板桩间可相对转动，且通过设置的剪力钉限制相对滑动，所述围囹只支撑在所述钢管桩上。本实用新型耗费材料更少，封水效果和防冲刷能力更好，操作更简单、快捷。
【专利说明】长刚性管粧与短柔性板粧组合深水围堰
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种桥梁基础施工装置，尤其涉及适用于深水软基地层中挡水围堰结构。
【背景技术】
[0002]传统深水围堰施工:
[0003]为保证桥梁成桥美观和减小对河道的阻水效应，桥梁基础设计一般以深水承台为主，挡水围堰结构则成为基础施工的关键结构，而目前深水区基础一般以钢套箱、钢吊箱、钢板桩围堰及钢管桩围堰施工工艺为主。
[0004]传统施工工艺的局限性:
[0005]传统的钢套箱、钢吊箱整体下放工艺对水上起重设备要求较高，施工周期长，成本高，且水文、地质条件对围堰的稳定性和下放精度带来较大难度。而钢板桩围堰由于自身刚度较小，稳定性较差，需要设置很多层内支撑才能应用于深水水域，且累计误差不易纠正，合龙难度大。钢管桩围堰已在深水区成功应用，但由于自身刚度大，插打时累计误差不易控制，且止水效果欠佳，耗材较多。
[0006]而进一步改进提出的钢管桩和U型板桩进行组合而形成的围堰，仍存在耗费材料较多，板桩柔性和防冲刷性能有待进一步提高，操作还不够简单、快捷。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于:提出一种长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰，耗费材料更少，板桩适应性和防冲刷能力更好，操作更简单、快捷。
[0008]本实用新型的目的通过下述技术方案来实现:
[0009]一种长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰，包括钢板桩、钢管桩和围囹，所述钢管桩通过锁口与其间钢板桩连接，所述钢板桩长度比钢管桩短，所述钢板桩由至少两片Z型板桩活动拼接构成，Z型板桩间可相对转动，且通过设置的剪力钉限制相对滑动，所述围囹只支撑在所述钢管桩上。
[0010]作为选择，所述钢板桩入土 3-6m。
[0011]作为选择，所述Z型板桩一端弯折形成公扣，另一端弯折形成母扣，两片Z型板桩间通过所述公扣和母扣相咬合而连接。
[0012]作为选择，所述相连两片Z型板桩间最大转动角为10°。
[0013]作为选择，所述围囹内围还设有内支撑。
[0014]前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案:如本实用新型，各选择即可和其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，在此不做穷举。
[0015]本实用新型各部件作用:[0016]钢管桩作为组合围堰主要承力结构，需要有足够的入土深度，钢板桩长度比管桩短，只作为辅助挡水结构，总体考虑为长刚性管桩加短柔性板桩组合围堰结构。钢管桩入土深度主要根据水压力、土压力、封底砼压力及水流影响下的自身稳定性进行确定。钢板桩入土只考虑挡水效果，根据地质情况选择3-6m即可满足。结合承台水下封底，围堰自身刚度较大，能满足深水区稳定性要求。
[0017]将刚性钢管桩和柔性板桩进行组合，钢管桩通过锁口与其间钢板桩连接，围囹结构只支撑在锁口管桩上，板桩在水压下可通过自身柔性变形，锁口相互紧扣，增强封水效果O
[0018]板桩设计将传统的U型板桩分成两片Z型板桩，增加一个拐点，通过两片板桩间的扭角(最大10° ),板桩宽度可随时调整(以两片AZ12板桩为例，可调大或调小4cm以上),大大改善了对管桩插打时相对间距误差的适应性。同时，将Z型板桩活动拼装并设置剪力钉，锁定板桩位置，避免相对滑动，但允许其相对转角，板桩便可同时起吊整体插打。
[0019]本实用新型的有益效果:
[0020]1、考虑将锁口钢管桩作为组合围堰主要承力结构，需要有足够的入土深度，钢板桩长度比管桩短，只作为辅助挡水结构。刚柔结合，受力明确，更节省材料。
[0021]2、围囹只支撑在管桩上，与板桩脱离，水压作用下，板桩柔性变形相互紧扣，增强封水效果，同时，河床局部冲刷比较严重时，可将板桩二次下沉即可满足封底或防护要求，防冲刷能力更强。
[0022]3、板桩柔性设计，将传统的U型板桩分解成两片Z型板桩，增加一个拐点，通过两片板桩间的扭角(一般10° O左右)，板桩宽度可随意调整(以AZ12板桩为例，两片间便可调大或调小4cm以上，而传统的U型板桩调整幅度小，且只能将宽度调小，不能调大)，大大改善了对管桩插打时相对间距误差的适应性。同时，柔性增强，封水效果更佳。
[0023]4、将Z型板桩活动拼装并设置剪力钉，锁定板桩位置，避免相对滑动，但允许其相对转角，板桩便可同时起吊整体插打，避免单片吊装时高空对位的困难，使操作更加简单、快捷。
[0024]5、板桩柔性设计后，允许先插打管桩，再插打其间板桩，以柔性的板桩适应刚性管桩插打过程中的偏位，施工过程更容易控制。管桩分为2-5根一组成跨插打，每跨施工基本为单独的个体，前期成桩不对后期施工产生影响，只要控制好管桩的垂直度和相对间距，就能保证围堰合拢，有效消除了交替吊装产生的累计误差。现有的钢板桩围堰、钢管桩围堰以及传统钢管桩和U型板桩组合而形成的围堰，采用顺序或交替吊装方式，这样的话，累计误差不易纠正，合拢比较困难。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型实施例的使用状态总体结构立面示意图；
[0026]图2是本实用新型实施例的使用状态总体结构平面示意图；
[0027]图3是本实用新型实施例钢板桩和钢管桩的位置布置示意图；
[0028]图4是本实用新型实施例钢板桩和钢管桩的连接结构示意图；
[0029]图5是本实用新型实施例钢板桩的结构示意图；
[0030]图6是本实用新型实施例剪力钉的布置结构示意图；[0031]图7是本实用新型实施例的施工流程不意图；
[0032]图8是本实用新型实施例定位导向架的结构示意图；
[0033]图9是本实用新型实施例定位导向架的施工流程示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
[0035]如图1至6所示，一种长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰，包括U型钢板桩1、钢管粧2和围囹3,围囹3只支撑在钢管粧2上，围囹3内围还设有内支撑4,钢管粧2通过锁口 21与其间一钢板桩I连接，钢板桩I长度比钢管桩2短，只需入土 3-6m，每一钢板桩I均由两片Z型板桩11活动拼接构成，两片Z型板桩11间可相对转动，且通过设置的剪力钉12限制相对滑动。Z型板桩11其一端弯折形成公扣101，另一端弯折形成母扣102，两片Z型板桩11间通过公扣101和母扣102相咬合而连接，两片Z型板桩11间最大转动角为10°。钢管桩2为主要承力构件，根据承台形状制作相应标准桩和拐角桩，钢管桩2上的锁口与钢板桩I等长，距钢管桩2上口约30cm距离，方便钢板桩I插入对位。
[0036]上述深水围堰的施工方法:
[0037]1、如图7所示，起始点选择上游区域，待上游围堰插打完成后，可大大减小水流对后期围堰插打定位的影响，利于管桩垂直度的控制。
[0038]2、合拢位置选择下游拐角位置，由于拐角处角度的可调整性，转角合拢不用考虑前期误差，只需控制锁口管桩相对间距，利于合拢。
[0039]3、锁口钢管桩2刚度较大，先成跨插打钢管桩2后插入钢板桩1，以柔性的钢板桩I来适应刚性钢管桩2施工相对间距误差，有效消除围堰累计误差。
[0040]4、如图8所示，锁口管桩需要定位导向架进行精确定位，定位架设计主要考虑管桩垂直度和相对位置的控制。一般采用为3孔以上，即每跨可插打2根桩以上。
[0041]5、定位架每次以上一跨最后一根桩作为基准桩进行定位，每跨管桩应交替插打，以4孔定位架为例，插打顺序如图9所示，图中数字为管桩插打顺序，其中第4桩为第二跨基准桩。
[0042]6、每次插打完成I?2跨钢管桩2后，插打其间相应钢板桩I。钢管桩2顶口存在一定偏位时，可利用手拉葫芦调整顶口间距以实现钢板桩I顺利插入。图7中数字为管桩插打顺序，第36桩为终点，33和36间为合拢间距，第20桩至第36桩为合拢跨，如图中虚线表示，合拢跨可进行角度调整以保证33桩和36桩间距。
[0043]7、钢管桩2和板桩I插打完成后，安装围囹3，再安装内支撑4，围囹3只支撑在钢管桩2上，与板桩I脱离，水压作用下，板桩11便可柔性变形相互紧扣，增强封水效果，同时，河床局部冲刷比较严重时，可将板桩I 二次下沉一定高度。
[0044]采用本实用新型的围堰结构——长刚性管桩加短柔性板桩组合深水围堰，使刚柔结合，达到了节省材料，施工方便，封水效果好等目的。
[0045]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰，包括钢板桩、钢管桩和围囹，所述钢管桩通过锁口与其间钢板桩连接，其特征在于:所述钢板桩长度比钢管桩短，所述钢板桩由至少两片Z型板桩活动拼接构成，Z型板桩间可相对转动，且通过设置的剪力钉限制相对滑动，所述围囹只支撑在所述钢管桩上。
2.如权利要求1所述的长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰，其特征在于:所述钢板桩入土 3_6m。
3.如权利要求1所述的长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰，其特征在于:所述Z型板桩一端弯折形成公扣，另一端弯折形成母扣，两片Z型板桩间通过所述公扣和母扣相咬合而连接。
4.如权利要求1所述的长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰，其特征在于:所述相连两片Z型板桩间最大转动角为10°。
5.如权利要求1所述的长刚性管桩与短柔性板桩组合深水围堰，其特征在于:所述围囹内围还设有内支撑。
【文档编号】E02D5/04GK203639928SQ201320875911
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】赵成立, 邹振, 许建伦, 郭应苟, 赵攀, 张宏刚, 张永鑫, 周海涛 申请人:中交二航局第四工程有限公司, 中交第二航务工程局有限公司