本發(fā)明涉及圍堰技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰及施工方法。

背景技術(shù)：

目前傳統(tǒng)的水中基坑開挖支護有鋼套箱、鋼吊箱、鋼板樁圍堰和鋼管樁圍堰，在深水嵌巖的工程項目，一般采用雙壁鋼箱圍堰，但是其缺點：1、必須先采取水下爆破開挖，再下沉，這樣加大了基坑開挖的工程量，同時工期不可控；2、圍堰在基坑開挖完后，再分節(jié)制作、下沉耗時長，工期長；3、使用的鋼材量大。

因此，研制出一種可解決了水下爆破難且不可控的難題，同時又節(jié)約工期，減少成本的圍堰，便成為業(yè)內(nèi)人士亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰，克服了現(xiàn)有產(chǎn)品中上述方面的不足。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰，包括封底混凝土、若干鎖扣鋼管樁、套接在鎖扣鋼管樁下部的錨固樁以及內(nèi)支撐，所述封底混凝土設(shè)置在基巖的頂部，所述鎖扣鋼管樁插接在封底混凝土的邊緣并依次首尾相接，所述鎖扣鋼管樁的底部與基巖的頂部平齊，所述錨固樁由鋼筋混凝土制成，且該錨固樁深入該基巖的內(nèi)部；所述鎖扣鋼管樁包括鋼管主體、連接管和T形的連接件，所述鋼管主體徑向方向上的一側(cè)焊接該連接管，且所述鋼管主體徑向方向上的另一側(cè)焊接該連接件，所述連接管的管壁沿軸向方向開設(shè)有可與該連接件相卡接的縫隙；所述內(nèi)支撐焊接在鎖扣鋼管樁所圍成的區(qū)域內(nèi)壁上，所述內(nèi)支撐包括從上到下依次設(shè)置的第一內(nèi)支撐腰梁和若干第二內(nèi)支撐腰梁，所述第一內(nèi)支撐腰梁包括平行設(shè)置的兩根第一圍檁以及均勻焊接在兩第一圍檁之間的若干第一撐桿，所述第二內(nèi)支撐腰梁包括兩根第二圍檁、若干第二撐桿、若干第三撐桿、兩根第三圍檁以及若干斜支撐，所述第二撐桿焊接在兩平行設(shè)置的第二圍檁之間，所述第三撐桿與第二撐桿垂直設(shè)置，且該第三撐桿焊接在兩平行設(shè)置的第三圍檁之間，所述斜支撐靠近該第二圍檁與第三圍檁的交線位置，所述斜支撐的一端焊接在第二圍檁上，且該斜支撐的另一端焊接在第三圍檁上。

進一步地，所述連接件為工字鋼。

進一步地，所述錨固樁套接在鋼管主體下部。

進一步地，每根第一圍檁、第二圍檁和第三圍檁均由兩根H型鋼焊接而成。

進一步地，所述封底混凝土的頂部設(shè)置有施工承臺，所述施工承臺底部設(shè)置有樁基，所述樁基深入基巖的內(nèi)部。

本發(fā)明還公開了一種鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰施工方法，包括以下步驟：

S1將鋼管主體、連接管和連接件焊接完成制得鎖扣鋼管樁并檢查；

S2測量放線定位后，將檢查合格的鎖扣鋼管樁以首尾相接的方式依次插打在基巖頂部，并使用錨固樁進行錨固；

S3在連接管的管腔中填沙，并壓實；

S4將鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰內(nèi)部的水抽出并安裝內(nèi)支撐；

S5封底混凝土封底及建造施工承臺；

S6施工：

S7施工完畢后拆除該鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰。

進一步地，在S2中，測量放線定位后，進行樁基沖孔及鎖扣鋼管樁插打，并通過旋挖鉆機在已經(jīng)插打好的鋼管主體內(nèi)進行引孔，引孔深度為鋼管主體底標高下3.0m，引完一個孔后隨即澆筑鋼筋砼。

本發(fā)明的有益效果為：采用鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰，可實現(xiàn)干挖作業(yè)，解決了水下爆破開挖難，爆破開挖工程量不可控的難題；又解決了雙壁鋼圍堰需分多節(jié)制作分段下沉對質(zhì)量及安全控制難度較大的問題。而且鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰相對雙壁鋼圍堰減少了用鋼量，減少了水下爆破量，同時可以與樁基施工同步展開，減少了施工成本，節(jié)約了施工工期。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例所述的鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰的正視圖；

圖2是根據(jù)圖1所示的鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰的俯視圖；

圖3是根據(jù)圖1所示的鎖扣鋼管樁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)圖1所示的錨固樁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例所述的鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰施工方法的流程圖。

圖中：

1、基巖；2、鎖扣鋼管樁；3、錨固樁；4、連接管；5、連接件；6、第一內(nèi)支撐腰梁；7、第二內(nèi)支撐腰梁；8、第一圍檁；9、第一撐桿；10、第三撐桿；11、第三圍檁；12、斜支撐；13、封底混凝土；14、施工承臺；15、樁基。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1-4所示，根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰，包括封底混凝土13、若干鎖扣鋼管樁2、套接在鎖扣鋼管樁2下部的錨固樁3以及內(nèi)支撐，所述封底混凝土13設(shè)置在基巖1的頂部，所述鎖扣鋼管樁2插接在封底混凝土13的邊緣并依次首尾相接，所述鎖扣鋼管樁2的底部與基巖1的頂部平齊，所述錨固樁3由鋼筋混凝土制成，且該錨固樁3深入該基巖1的內(nèi)部；所述鎖扣鋼管樁2包括鋼管主體、連接管4和T形的連接件5，所述鋼管主體徑向方向上的一側(cè)焊接該連接管4，且所述鋼管主體徑向方向上的另一側(cè)焊接該連接件5，所述連接管4的管壁沿軸向方向開設(shè)有可與該連接件5相卡接的縫隙；所述內(nèi)支撐焊接在鎖扣鋼管樁2所圍成的區(qū)域內(nèi)壁上，所述內(nèi)支撐包括從上到下依次設(shè)置的第一內(nèi)支撐腰梁6和若干第二內(nèi)支撐腰梁7，所述第一內(nèi)支撐腰梁6包括平行設(shè)置的兩根第一圍檁8以及均勻焊接在兩第一圍檁8之間的若干第一撐桿9，所述第二內(nèi)支撐腰梁7包括兩根第二圍檁、若干第二撐桿、若干第三撐桿10、兩根第三圍檁以及若干斜支撐11，所述第二撐桿焊接在兩平行設(shè)置的第二圍檁之間，所述第三撐桿10與第二撐桿垂直設(shè)置，且該第三撐桿10焊接在兩平行設(shè)置的第三圍檁11之間，所述斜支撐12靠近該第二圍檁與第三圍檁11的交線位置，所述斜支撐12的一端焊接在第二圍檁上，且該斜支撐12的另一端焊接在第三圍檁11上。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述連接件5為工字鋼。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述錨固樁3套接在鋼管主體下部。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，每根第一圍檁8、第二圍檁和第三圍檁11均由兩根H型鋼焊接而成。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述封底混凝土13的頂部設(shè)置有施工承臺14，所述施工承臺14底部設(shè)置有樁基15，所述樁基15深入基巖1的內(nèi)部。

如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰施工方法，包括以下步驟：

S1將鋼管主體、連接管4和連接件5焊接完成制得鎖扣鋼管樁2并檢查；

S2測量放線定位后，將檢查合格的鎖扣鋼管樁2以首尾相接的方式依次插打在基巖1頂部，并使用錨固樁3進行錨固；

S3在連接管4的管腔中填沙，并壓實；

S4將鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰內(nèi)部的水抽出并安裝內(nèi)支撐；

S5封底混凝土13封底及建造施工承臺14；

S6施工：

S7施工完畢后拆除該鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，在S2中，測量放線定位后，進行樁基沖孔及鎖扣鋼管樁插打，并通過旋挖鉆機在已經(jīng)插打好的鋼管主體內(nèi)進行引孔，引孔深度為鋼管主體底標高下3.0m，引完一個孔后隨即澆筑鋼筋砼。

為了方便理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，以下通過具體使用方式上對本發(fā)明的上述技術(shù)方案進行詳細說明。

鎖扣鋼管樁2的材質(zhì)為q235，單根長度為16.6m，在加工時，首先，在定位胎具上將φ720×10mm鋼管主體和φ159×8mm連接管4以及Ⅰ18工字鋼（連接件5）焊接成整體，鋼管主體與連接管4之間的焊縫處預先電焊φ6mm盤條以利焊接。然后，將連接管4的管壁沿軸向采用自動切割機進行切縫，開口縫寬6±1mm，施工要求縫隙均勻順直，并打磨平整，連接件5以從上至下的方式插接入連接管4中，當多個鎖扣鋼管樁2連接在一起后通過在連接管4的管腔中填沙來防止漏水。

鎖扣鋼管樁2下端置于基巖頂面。為保證覆蓋層被沖刷后圍堰的整體穩(wěn)定，每根鋼管樁均設(shè)置鋼筋混凝土錨固樁3，錨固樁3直徑0.6m，嵌入基巖3m，并伸入鋼管4.0m。圍堰平面尺寸63.48×23.86m，共設(shè)置四層內(nèi)支撐（一層第一內(nèi)支撐腰梁6以及3層第二內(nèi)支撐腰梁7）。圍堰頂高程為+102.074m，圍堰底高程為+85.474m。第一內(nèi)支撐腰梁6 中的第一圍檁8采用2根H500×200的H型鋼焊接而成，第一撐桿9均采用φ630×10mm鋼管，第二內(nèi)支撐腰梁7中的第二圍檁和第三圍檁11均采用2根H800×300的H型鋼焊接而成，斜支撐12和第二撐桿采用φ720×10mm鋼管，第三撐桿10采用φ630×10mm鋼管，第一撐桿9和第二撐桿均位于同一豎直平面上，為保證鎖扣鋼管樁2受力均勻，與圍檁相接觸的鎖扣鋼管樁2的四周需加焊加勁板，圍檁與鎖扣鋼管樁2之間的連接采用牛腿形式。

在施工時：

S2中的鎖扣鋼管樁2插打選擇從上游圍堰順橋向中心處開始，然后依次向兩邊進行，最后在下游角樁附近進行合攏。鎖扣鋼管樁2采用80t履帶吊進行插樁、配備120KW的振動錘。

S2中在樁基沖孔（用于錨固樁基15）的同時，開始鎖扣鋼管樁2的插打，并通過旋挖鉆機在已經(jīng)插打好的鋼管主體內(nèi)進行引孔，引孔直徑為0.6m，引孔深度為鋼管主體底標高下3.0m，引完一個孔后隨即澆筑鋼筋砼（錨固樁3），混凝土灌注采用水下導管灌注施工。鋼筋砼頂面高出鎖扣鋼管樁2底面4 m，鋼管主體在施工承臺14的底面以下澆筑強度C30的砼。

S3中填沙用于保證整體的密閉性，防止河水滲漏至圍堰內(nèi)。

S4中內(nèi)支撐在鎖扣鋼管樁2插打施工的同時在場地進行預制，待安裝時直接吊放到位。圍檁在吊裝前首先在安裝位置下方焊接承受圍檁自重的臨時短型鋼牛腿，然后吊圍檁就位。由于部分鎖扣鋼管樁2內(nèi)側(cè)與圍檁之間存在空隙，將有空隙的鎖扣鋼管樁2用短型鋼支撐在圍檁上并焊接固定，尤其注意圍堰四角位置以及圍檁整體的固定。并按照設(shè)計要求安裝內(nèi)支撐，對圍檁和短型鋼的支撐接頭位置用三角加勁板焊接，同時加強焊縫質(zhì)量檢查，形成穩(wěn)定的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)。

S8中在施工完成后拆除內(nèi)支撐時，在圍堰與施工承臺14的細縫之間填滿砂礫，高度高出施工承臺14約50cm，拆除最下方的第二內(nèi)支撐腰梁7及施工主塔。當圍堰中的結(jié)構(gòu)物全部拆除完成后，再拆除剩余的內(nèi)支撐。待圍堰內(nèi)支撐拆除完成后，逐根拆除鎖扣鋼管樁2，此時需派潛水員潛入水中切割，切割前上端必須用吊車扣掛穩(wěn)妥方可進行水下切割作業(yè)。施工過程中必須逐根拆除，避免脫落對作業(yè)人員造成傷害。

綜上所述，借助本發(fā)明的上述技術(shù)方案，采用鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰，可實現(xiàn)干挖作業(yè)，解決了水下爆破開挖難，爆破開挖工程量不可控的難題；又解決了雙壁鋼圍堰需分多節(jié)制作分段下沉對質(zhì)量及安全控制難度較大的問題。而且鎖扣鋼管與混凝土組合樁圍堰相對雙壁鋼圍堰減少了用鋼量，減少了水下爆破量，同時可以與樁基施工同步展開，減少了施工成本，節(jié)約了施工工期。

本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。