鋼筋混凝土預制樁式丁壩施工工法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鋼筋混凝土預制樁式丁壩施工工法，包括如下步驟：（a）鋼筋制作和安裝；（b）砼澆筑和養(yǎng)護；（c）混凝土澆搗；（d）施工斜坡道及便道修筑；（e）沉板樁前準備及清基；（f）吊板樁、板樁運輸及定位；（g）振沉板樁。本發(fā)明采用鋼筋砼板樁作為丁壩基礎替代堆石丁壩，基礎深，自身能夠在涌潮及洪水沖刷作用下維持穩(wěn)定，因而和傳統(tǒng)的堆石丁壩相比，能更好的承受涌潮的沖擊，不易損毀，且運行期維修工程量較小，避免了頻繁搶險的弊端，具有更高的質量安全系數，能夠防止江河水流沖擊對河岸的沖蝕破壞及沖刷河床，改善航道，形成淺灘，保持水土維護河相以及保護水生態(tài)多樣化的功能。
【專利說明】鋼筋混凝土預制粧式丁壩施工工法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼筋混凝土預制樁式丁壩施工工法。
【背景技術】[0002]樁式丁壩施工工法主要研究在錢塘江等河道內快速、有效的完成預制樁沉放施工難題，充分發(fā)揮樁式丁壩的效用，以防止江河水流沖擊對河岸的沖蝕破壞為基礎，另外發(fā)揮丁壩可以減緩沖刷河床，改善航道，形成淺灘，保持水土、維護河相以及保護水生態(tài)多樣化的功能。
[0003]自1998年海塘大堤加固以來，錢塘江的潮災不再侵害兩岸居民，但是由于河道變窄，潮水更加兇險。1998年至今至少有一兩百人被潮水卷走，70多人死亡。在治河工程中，丁壩是應用廣泛的水工建筑物；在交通建設、河灘圍墾和海涂工程中，丁壩也是常用的建筑物之一。丁壩作為廣泛使用的河道整治和維護建筑物，其主要功能為保護河巖不受來流直接沖蝕而產生掏刷破壞，同時它也在改善航道、維護河相以及保全水生生息場多樣化方面發(fā)揮著作用。
[0004]為了治理錢塘江，歷朝歷代發(fā)明了很多修筑海塘的做法，而丁字壩是100多年前的發(fā)明。實踐證明，給大江修筑一段伸入江水的堤，可以減輕潮水對錢塘江堤塘的沖擊，延長堤塘的使用壽命和抗潮強度。傳統(tǒng)丁壩所能承受涌潮的沖擊力較小，易損毀，且運行期維修工程量較大，頻繁搶險。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供鋼筋混凝土預制樁式丁壩施工工法。
[0006]本發(fā)明采用如下技術方案:
[0007]鋼筋混凝土預制樁式丁壩施工工法，其特征在于包括如下步驟:
[0008](a)鋼筋制作和安裝:板樁中的鋼筋保證位置的正確，板樁尖對準軸線，主筋接頭采用電焊，接頭配置在同一截面內的數量不超過50% ；
[0009](b)砼澆筑和養(yǎng)護:采用預制場統(tǒng)一預制，鋼模板平整牢固，尺寸準確；18m長板樁采用分二節(jié)制作，每節(jié)9m ;板樁中的鋼筋保證位置的正確，板樁尖應對準軸線，主筋接頭采用電焊，接頭配置在同一載面內的數量不得超過50% ;砼采用機械拌制，粗骨料用5-40mm，細骨料用天然中粗砂，外加砼早強劑，砼澆筑應由板樁頂向板樁尖方向連續(xù)澆筑，不得中斷，用振搗器仔細搗實，筑完畢應護蓋灑水養(yǎng)護不少于14天；
[0010](C)混凝土澆搗:混凝土配合比將由具有相應資質試驗單位根據施工使用的材料配置確定，現場拌和時，根據石料的含水率變化情況作調整，混凝土采用拌和機拌制，人力翻斗車入料磅秤計量，混凝土運輸利用人力翻斗車，經人工翻拌后入倉，混凝土澆筑前，綁扎鋼筋網片，制好模板，混凝土入倉后，人工平倉，插入式振搗器振搗，振搗時間以混凝土不再顯著下沉并不再出現氣泡開始泛漿為準，表面人工抹平、壓緊，混凝土澆筑時應保持連續(xù)性澆筑結束后12-18小時后及時進行灑水養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤，直至規(guī)范規(guī)定的期限，做好養(yǎng)護記錄，模板的拆除時間，根據氣溫情況，控制在混凝土澆筑結束18小時以上，以拆模時不損傷新澆混凝土為準；
[0011](d)施工斜坡道及便道修筑:先在斜坡道外側與潮水接觸面拋筑一層鋼筋籠，同時使用挖機拋填塊石混合料，當一層填筑完成后，繼續(xù)沉放第二層，直到鋼筋籠頂層與塘面齊平為止；便道修筑于上下游板樁間，利用拋石鋼筋籠填筑，挖機拋石，與板樁施打同步進行，同時在拋筑鋼筋籠之前，先對基礎用鋼插釬進行探測，測得其灘地高程，并選用匹配鋼筋籠進行拋填；
[0012](e)沉板樁前準備及清基:在水位退至可施打高程時，挖機先下塘對斜坡道進行整修及下平臺整平，同時對板樁沉板樁軸線位置進行清基，將施工地段的大塊石清理掉，利于板樁的施打；
[0013](f)吊板樁、板樁運輸及定位:吊板樁:油壓振動機下塘后，汽吊在塘頂把板樁吊至下平臺，在板樁放置末段處放一枕木，提高板樁放置的穩(wěn)定及端正，利于下一步機械夾板樁工作；板樁運輸:在板樁吊至下平臺后，首先利用油壓振動機的液壓鉗夾住板樁，然后用人工套好保險繩，液壓鉗鉗牢板樁后將板樁垂直提起，行進至施工位置，人工扶板樁就位，其中當板樁施打到壩身距離在20米以內，采用振動機自身提板樁運輸；當板樁施打到壩身距離超過壩身20m，采用挖掘機進行駁板樁運輸，提高板樁施打的速度；定位:板樁定位采用油壓振動機與人工扶板樁相結合的措施定位，軸線控制由施工員通過布置于塘頂的經緯儀進行指揮，控制好縫隙及垂直度后進行沉板樁；
[0014](g)振沉板樁:板樁定位完成后，即開動振動開關，從低檔到高檔逐步加強振動頻率，根據不同的地質情況，控制板樁施打的下沉速度:1)在遇到地基較為軟弱的情況，在定位結束后，用低檔進行振沉，控制板樁的下沉速度，均勻下沉；2)在遇到地基基礎較為復雜或土基較為密實時，首先在定位結束后，用低檔進行振沉，此時減慢施打速度，等板樁沉入河床1.5m以上后，逐步增強振動頻率，直到板樁施打到位；3)當板樁施打剩下1.5米時，取下板樁保險繩；施打高程至設計以上50cm左右時停止振動，利用送板樁器將板樁送至一定高程或施打3-5根后再一次性送板樁，此次送板樁板樁頂高程高于設計高程20cm左右，在壩身、壩頭板樁全部施打完成后，進行第二次送板樁，在板樁上用水準儀測出設計高程，并用紅漆做好標記，然后用送板樁器逐一把板樁施打到位。
[0015]優(yōu)選的，丁壩板樁沉板樁施工整體采用進占法，每一段沉板樁采用先下游再上游的作業(yè)順序。
[0016]本發(fā)明由于采用了上述技術方案，具有以下有益效果:
[0017]鋼筋砼板樁澆注方便，無孔洞，確保產品質量，又省工省力，節(jié)省鋼材、安全可靠，無裂紋、強度高，抗沖擊、穿透力強，提高方樁耐久性、抗裂性和抗震性，滿足建筑樁基工程的需要。采用鋼筋砼板樁作為丁壩基礎替代堆石丁壩，基礎深，自身能夠在涌潮及洪水沖刷作用下維持穩(wěn)定，因而和傳統(tǒng)的堆石丁壩相比，能更好的承受涌潮的沖擊，不易損毀，且運行期維修工程量較小，避免了頻繁搶險的弊端，具有更高的質量安全系數，能夠防止江河水流沖擊對河岸的沖蝕破壞及沖刷河床，改善航道，形成淺灘，保持水土維護河相以及保護水生態(tài)多樣化的功能。該工法實用性強且后期維護成本低，具有較強適用性、可觀的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益:經濟效益:1、該丁字壩在江面上的修筑，可以減輕潮水對江堤塘的沖擊，延長堤塘的使用壽命和抗潮強度，改變水流形勢，緩釋水流沖擊力；2、運行期維修工程量較小，維修成本低，而且耐久度高，不易損毀，與傳統(tǒng)丁壩比，后期持續(xù)投入更低；3、該丁字壩能夠促進航運經濟的發(fā)展以及帶動當地相關產業(yè)經濟的發(fā)展。社會效益:1、該丁字壩能使水流集中在河道中心以增加流速、刷深河床、抑制泥沙沉積、也有利于增加航道水深；同時靠近河岸的流速迂緩，避免水流沖刷河岸，降低河堤的使用壽命或造成一定的水土流失；2、該丁字壩有增加航道水深的同時，由于兩岸丁字壩的下游方向流速小，會帶來一定的泥沙沉積有利于形成淺灘。而且流速的降低有利于兩岸水土的保持以及延長堤岸的使用壽命。生態(tài)效益:1、生態(tài)效益主要體現在以下三個方面:多樣流效應、庇護效應和餌料效應。這三種效應是相互聯系，相輔相成的，多樣流使得各種浮游生物和底棲動物在此滯留成為餌料，提供魚類以嬉戲和覓食場所，框架透水框架形成的庇護空間可供幼魚等小型動物避敵，成為優(yōu)良的微小生境，生態(tài)效益明顯；2、丁字壩的建設有利于下游形成淺灘和保持水土。淺灘和濕地具有較等高級的生態(tài)結構和較高密度的生態(tài)種群。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明鋼筋混凝土預制樁式丁壩施工工法，包括如下步驟:
[0019](a)鋼筋制作和安裝:板樁中的鋼筋應嚴格保證位置的正確，板樁尖應對準軸線，主筋接頭采用電焊，接頭配置在同一載面內的數量不得超過50%。鋼筋進入預制場后，由專業(yè)技術工人按設計要求統(tǒng)一制作成型。
[0020](b)砼澆筑和養(yǎng)護:采用預制場統(tǒng)一預制，鋼模板平整牢固，尺寸準確；18m長板樁采用分二節(jié)制作，每節(jié)9m ;板樁中的鋼筋保證位置的正確，板樁尖應對準軸線，主筋接頭采用電焊，接頭配置在同一載面內的數量不得超過50% ;砼采用機械拌制，粗骨料用5-40mm，細骨料用天然中粗砂，外加砼早強劑，砼澆筑應由板樁頂向板樁尖方向連續(xù)澆筑，不得中斷，用振搗器仔細搗實，筑完畢應護蓋灑水養(yǎng)護不少于14天；
[0021](c)混凝土澆搗:混凝土配合比將由具有相應資質試驗單位根據施工使用的材料配置確定，現場拌和時，根據石料的含水率變化情況作調整，混凝土采用拌和機拌制，人力翻斗車入料磅秤計量，混凝土運輸利用人力翻斗車，經人工翻拌后入倉，混凝土澆筑前，綁扎鋼筋網片，制好模板，混凝土入倉后，人工平倉，插入式振搗器振搗，振搗時間以混凝土不再顯著下沉并不再出現氣泡開始泛漿為準，表面人工抹平、壓緊，混凝土澆筑時應保持連續(xù)性澆筑結束后12-18小時后及時進行灑水養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤，直至規(guī)范規(guī)定的期限，做好養(yǎng)護記錄，模板的拆除時間，根據氣溫情況，控制在混凝土澆筑結束18小時以上，以拆模時不損傷新澆混凝土為準。
[0022]當板樁的砼強度達到設計強度標準值的75%后方可起吊，板樁運輸時的強度應達到設計強度標準值的100%，采用5T叉車裝車，配備二輛平板拖車運輸，每趟次可運8根，20T汽吊卸車，板樁按規(guī)格堆放在塘面上，支承點應設在吊點處，各層墊木上下對齊，堆放層數不超過4層，沿護坦施打的板樁堆放應一次就位，避免再次轉駁。
[0023](d)施工斜坡道及便道修筑:
[0024]修筑施工斜坡道是機械下塘作業(yè)的保證，是丁壩施工的關鍵項目之一。施工斜坡道在施工過程中必須確保安全，因此斜坡道必須具有較強的承載力，由于受到錢塘江強涌潮的影響，斜坡道還必須自身具有抗擊強涌潮的能力。斜坡道自高向低方向與涌潮方向相同，斜坡道一側與錢塘江老海塘靠牢，外露與錢塘江潮水接觸面全部采用鋼筋籠裝塊石護面。在施工過程中，先在斜坡道外側與潮水接觸面拋筑一層鋼筋籠，同時使用EC290長臂挖機拋填塊石混合料，當一層填筑完成后，繼續(xù)沉放第二層，直到鋼筋籠頂層與塘面齊平為止。斜坡道宜在小潮汛期間施工，以減少修筑期間的石料損失。
[0025]便道修筑于上下游板樁間，利用拋石鋼筋籠填筑，挖機拋石，與板樁施打同步進行，同時在拋筑鋼筋籠之前，先對基礎用3米長的鋼插釬進行探測，測得其灘地高程，并選用合適鋼筋籠進行拋填。
[0026](e)沉樁前準備及清基:
[0027]由于錢塘江涌潮的原因，錢塘江水下地質情況極為復雜，在沉樁施工前，必須進行必要的清基工作。在水位退至可施打高程時，挖機先下塘對斜坡道進行整修及下平臺整平，同時對板樁沉樁軸線位置進行必要的清基，將施工地段的大塊石清理掉，這樣有利于板樁的施打。
[0028](f)吊樁、板樁運輸及定位:
[0029]I)吊樁:油壓振動機下塘后，汽吊在塘頂把板樁吊至下平臺，應在板樁放置末段處放一枕木，這樣做可以提高板樁放置的穩(wěn)定及端正，有利于下一步機械夾樁工作。
[0030]2)板樁運輸:在板樁吊至下平臺后，首先利用油壓振動機的液壓鉗夾住板樁，然后用人工套好保險繩(Φ 17鋼絲繩)，液壓鉗鉗牢板樁后將板樁垂直提起，行進至施工位置，人工扶樁就位。其中在板樁施打到壩身20米以內，采用振動機自身提樁運輸；當板樁施打距離超過壩身20m后，采用挖掘機進行駁樁運輸，以提高板樁施打的速度。
[0031]3)定位:板樁定位采用油壓振動機與人工扶樁相結合的措施定位，軸線控制由施工員通過布置于塘頂的經緯儀進行指揮，控制好縫隙及垂直度后進行沉樁。
[0032](g)振沉板樁:
[0033]板樁定位完成后，即開動振動開關，從低檔到高檔逐步加強振動頻率，根據不同的地質情況，控制板樁施打的下沉速度:
[0034]I)在遇到地基較為軟弱的情況，在定位結束后，用低檔進行振沉，一般情況就可以施打到位，但需注意在施打過程中，嚴格控制板樁的下沉速度，均勻下沉，這樣比較容易控制樁的垂直度、間隙等指標，也可以確保成樁質量。
[0035]2)在遇到地基基礎較為復雜或土基較為密實時，首先在定位結束后，用低檔進行振沉，此時減慢施打速度，等板樁沉入河床1.5m以上后，逐步增強振動頻率，直到板樁施打到位。
[0036]3)當板樁施打剩下1.5米時,取下板樁保險繩；施打高程至設計以上50cm左右時停止振動，利用送樁器將樁送至一定高程或施打3-5根后再一次性送樁，此次送樁樁頂高程一般高于設計高程20cm左右。在壩身、壩頭板樁全部施打完成后，進行第二次送樁，在板樁上用水準儀測出設計高程，并用紅漆做好標記，然后用送樁器逐一把板樁施打到位。
[0037]丁壩板樁沉樁施工整體采用進占法，每一段沉樁采用先下游再上游的作業(yè)順序。
[0038]鋼筋砼帽梁及連系梁施工，鋼筋砼帽梁斷面為寬為100cm，厚為50cm，連系梁距壩根38m范圍內間距2.0m,壩頭12m范圍內間距1.5m,施工安排在小潮汛進行。
[0039]1.立模:采用鋼模板，壩頭圓弧采用定制鋼模，其余采用標準鋼模，制模達到施工規(guī)范標準。立模是整個砼澆筑的關鍵，如何提高模板的穩(wěn)定性，防止在砼澆筑中出現跑模、模板沉降等情況的發(fā)生，我公司通過試驗丁壩的施工，總結了一些可行的施工經驗。首先要解決模板的支撐穩(wěn)定問題，主要的解決辦法是:立模前，在板樁鋼板上下游側，每0.5m焊制一根Φ 18七字型鋼筋；其次，連系梁模板制作時，底模加固用鋼管支撐，用鋼管夾頭夾緊。
[0040]2.砼拌和:采用2臺400L拌和機機械拌和，拌和機放至壩根塘頂上。過磅稱量，手拉斗車進料，拌和時間不少于規(guī)定要求。
[0041]3.砼運輸:水平運輸采用手拉斗車，垂直運輸采用溜槽，卸向澆筑倉面。
[0042]4.振搗:采用插入式振搗器振搗，表面再用平板振搗器振搗拖平，最后用泥夾壓緊、抹光。
[0043]本施工工法的材料與設備:
[0044]混凝土采用的標號為C30，水泥采用42.5的普通硅酸鹽水泥。
[0045]主要機械設備為Ph3000高頻液壓振動打樁錘，最大振動力40噸。
[0046]機具設備表
【權利要求】
1.鋼筋混凝土預制樁式丁壩施工工法，其特征在于包括如下步驟: (a)鋼筋制作和安裝:板樁中的鋼筋保證位置的正確，板樁尖對準軸線，主筋接頭采用電焊，接頭配置在同一截面內的數量不超過50% ； (b)砼澆筑和養(yǎng)護:采用預制場統(tǒng)一預制，鋼模板平整牢固，尺寸準確；18m長板樁采用分二節(jié)制作，每節(jié)9m ;板樁中的鋼筋保證位置的正確，板樁尖應對準軸線，主筋接頭采用電焊，接頭配置在同一載面內的數量不得超過50% ;砼采用機械拌制，粗骨料用5-40mm，細骨料用天然中粗砂，外加砼早強劑，砼澆筑應由板樁頂向板樁尖方向連續(xù)澆筑，不得中斷，用振搗器仔細搗實，筑完畢應護蓋灑水養(yǎng)護不少于14天； (c)混凝土澆搗:混凝土配合比將由具有相應資質試驗單位根據施工使用的材料配置確定，現場拌和時，根據石料的含水率變化情況作調整，混凝土采用拌和機拌制，人力翻斗車入料磅秤計量，混凝土運輸利用人力翻斗車，經人工翻拌后入倉，混凝土澆筑前，綁扎鋼筋網片，制好模板，混凝土入倉后，人工平倉，插入式振搗器振搗，振搗時間以混凝土不再顯著下沉并不再出現氣泡開始泛漿為準，表面人工抹平、壓緊，混凝土澆筑時應保持連續(xù)性澆筑結束后12-18小時后及時進行灑水養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤，直至規(guī)范規(guī)定的期限，做好養(yǎng)護記錄，模板的拆除時間，根據氣溫情況，控制在混凝土澆筑結束18小時以上，以拆模時不損傷新澆混凝土為準； (d)施工斜坡道及便道修筑:先在斜坡道外側與潮水接觸面拋筑一層鋼筋籠，同時使用挖機拋填塊石混合料，當一層填筑完成后，繼續(xù)沉放第二層，直到鋼筋籠頂層與塘面齊平為止；便道修筑于上下游板樁間，利用拋石鋼筋籠填筑，挖機拋石，與板樁施打同步進行，同時在拋筑鋼筋籠之前，先對基礎用鋼插釬進行探測，測得其灘地高程，并選用匹配鋼筋籠進行拋填； (e)沉板樁前準備及清基:在水位退至可施打高程時，挖機先下塘對斜坡道進行整修及下平臺整平，同時對板樁沉板樁軸線位置進行清基，將施工地段的大塊石清理掉，利于板樁的施打；` (f)吊板樁、板樁運輸及定位:吊板樁:油壓振動機下塘后，汽吊在塘頂把板樁吊至下平臺，在板樁放置末段處放一枕木，提高板樁放置的穩(wěn)定及端正，利于下一步機械夾板樁工作；板樁運輸:在板樁吊至下平臺后，首先利用油壓振動機的液壓鉗夾住板樁，然后用人工套好保險繩，液壓鉗鉗牢板樁后將板樁垂直提起，行進至施工位置，人工扶板樁就位，其中當板樁施打到壩身距離在20米以內，采用振動機自身提板樁運輸；當板樁施打到壩身距離超過壩身20m，采用挖掘機進行駁板樁運輸，提高板樁施打的速度；定位:板樁定位采用油壓振動機與人工扶板樁相結合的措施定位，軸線控制由施工員通過布置于塘頂的經緯儀進行指揮，控制好縫隙及垂直度后進行沉板樁； (g)振沉板樁:板樁定位完成后，即開動振動開關，從低檔到高檔逐步加強振動頻率，根據不同的地質情況，控制板樁施打的下沉速度:1)在遇到地基較為軟弱的情況，在定位結束后，用低檔進行振沉，控制板樁的下沉速度，均勻下沉；2)在遇到地基基礎較為復雜或土基較為密實時，首先在定位結束后，用低檔進行振沉，此時減慢施打速度，等板樁沉入河床1.5m以上后，逐步增強振動頻率，直到板樁施打到位；3)當板樁施打剩下1.5米時，取下板樁保險繩；施打高程至設計以上50cm左右時停止振動，利用送板樁器將板樁送至一定高程或施打3-5根后再一次性送板樁，此次送板樁板樁頂高程高于設計高程20cm左右，在壩身、壩頭板樁全部施打完成后，進行第二次送板樁，在板樁上用水準儀測出設計高程，并用紅漆做好標記，然后用送板樁器逐一把板樁施打到位。
2.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土預制樁式丁壩施工工法，其特征在于:丁壩板樁沉板樁施工整體采用 進占法，每一段沉板樁采用先下游再上游的作業(yè)順序。
【文檔編號】E02B3/06GK103526720SQ201310450731
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】吳棟良, 方正, 諸冬棟, 柴良華, 劉學應 申請人:浙江錢塘江水利建筑工程公司