围堰做法

─种深水河道建设桥墩围堰施工新方法 申请专利号 200510048420 专利申请日 2005-10-14 公开（公告）号 1811068 公开（公告）日 2006-08-02 类别 E01D 19/02、E02D 5/40 申请（专利权）人 张雪松 地址 河南省鹤壁市淇滨区兴鹤大街中段市工农渠管理处 发明（设计）人 张雪松 摘要 ☆ 专利技术、科研成果全文原文资料 ☆ 本发明涉及一种桥梁架设中适用旳一种深水河道建设桥墩围堰施工新方法。所述的先在河道中设计桥墩处搭建外排架（２），在外排架（２）靠近钢管面放置外层模板（１），搭建内排架（５），在内排架（５）靠近钢管面放置内层模板（４），接着在外层模板（１）和内层模板（４）之间填充土（３），把围堰（６）内积水抽出，即可在围堰（６）内进行桥墩施工。由于本发明桥梁架设中使用le模板填土施工新方法，分块拼做薄壁围堰，能有效地减少填土量，大大方便河道流水及泄洪，具有防冲防渗，硬性及密实性能好，且施工简单，减少了施工量，节约了成本，投资小，工期短，拆除清理简便，因而具有广阔的市场前景。 主权项 ☆ 专利资料数据库 ☆ 一种深水河道建设桥墩围堰施工新方法，其特征在于先在河道中设计桥墩处搭建外排架（２），在外排架（２）靠近钢管面放置外层模板（１），搭建内排架（５），在内排架（５）靠近钢管面放置内层模板（４），然后在外层模板（１）和内层模板（４）之间填充土（３），把围堰（６）内积水抽出，即可在围堰（６）内进行桥墩施工。     钢围堰在桥梁水下承台施工中的应用 本篇文章来源于 “中国建筑文摘” 转载请以链接形式注明出处 网址： 文章摘要： 无标题文档   钢围堰是一种利用多种形状钢材组合而成的无盖无底的框围结构。围堰一般分自浮式和吊装式两种，是一种省工省时较为先进的施工工艺，在交通、水利、港口等工程中广泛应用。  江苏省射阳县城区大城桥在拓宽改造施工中，按照业主和设计要求，承台必须在正常水位以下，为了保证承台在水下施工质量，采取了两种方案的比较：一是利用传统的方法，在建筑物的上、下游各筑一道拦河土坝，排除坝内部分积水，这一方法在城区施工，除了动土方量大以外，资金投入也相当多，同时影响河道的正常排水。二是采用钢围堰施工。  １．钢围堰的设计与...... 本篇文章来源于 “中国建筑文摘” 转载请以链接形式注明出处 网址： 钢围堰是一种利用多种形状钢材组合而成的无盖无底的框围结构。围堰一般分自浮式和吊装式两种，是一种省工省时较为先进的施工工艺，在交通、水利、港口等工程中广泛应用。 江苏省射阳县城区大城桥在拓宽改造施工中，按照业主和设计要求，承台必须在正常水位以下，为了保证承台在水下施工质量，采取了两种方案的比较：一是利用传统的方法，在建筑物的上、下游各筑一道拦河土坝，排除坝内部分积水，这一方法在城区施工，除了动土方量大以外，资金投入也相当多，同时影响河道的正常排水。二是采用钢围堰施工。 １．钢围堰的设计与计算 （１）钢围堰几何尺寸 围堰外形尺寸是根据承台的水平几何尺寸，各边再加上０．６～０．８ｍ的操作宽度，高度依据水深，并考虑０．５ｍ的超高和入土深度不小于０．５ｍ确定。该工程的地质资料表明，围堰底的土层为粉砂土，该工程取０．７ｍ的入土深度。 （２）钢围堰的计算 钢围堰在运行期所受的外力，除了堰内外水位差产生的外力，还有堰内填料产生的外力，它是同水位差产生的力方向相反，结构计算时要分别进行，结构计算方法参照《水工钢结构》。 ２．钢围堰的安装 钢围堰在场外加工结束后，需进行现场吊装就位，就位之前要清除水下的建筑垃圾及其他杂物，整平地基槽，以利于围堰平稳均衡下沉，使承台四周的施工空间达到均衡。围堰的下沉，一是靠其自重，二是靠外力，即在围堰顶上加载，保证围堰有足够的外力来协助其下沉到位。具体方法是在围堰上口加上横担，利用手拉葫芦上头扣于横担，下头与桩头上的钢筋相连，依据各位置下沉的速度，不断地调整各葫芦链索的长度。 ３．围堰内的填料施工 围堰就位结束后，要在其内填入一定高度的土料和滤层，填入的土料一般以粉质黏土为宜，它相对于黏土较易破碎，倒入水中后不会产生多少空隙，有条件的还可以对土略加夯实，这样对防渗是极为有利的，在土料填完平整后，在其上加３０ｃｍ厚的黄砂，最后填入３０ｃｍ厚的碎石。土料填筑顶面的高程根据承台底立模的高度确定。在填料过程中，若围内水位上升太高，应及时排除，以减少水位差，避免引起反穿孔，在整个滤层填完后，才可减低堰内水位，否则也有可能引起穿孔。在承台的施工过程中，仍要配置水泵进行渗水排除，水泵的选择根据渗流量来决定。本工程选用的是４英寸混流泵两台。 ４．钢围堰的拆除 承台浇筑后，根据气温使承台承载力达到承载自重，即可拆卸，拆卸时为减少摩擦力，先用高压泵将围堰内外侧土冲动，再用吊装工具，将围堰吊起，移出现场即可。 （作者单位：江苏省射阳县水利局） 本篇文章来源于 “中国建筑文摘” 转载请以链接形式注明出处 网址： 水中墩钢板桩围堰 一、设计概述桥址处水文资料  Q1%=4659m /s，H1%=5.008m，V1%=2.20m/s.该河道为Ⅲ级通航河道，线路法线与水流夹角为9.8°。通航净高为12m，净宽为120m，桥址处最高通航水位4.744m.该桥墩位于河道之中，墩位处水深9m多，桩径为2.3m，每个墩12根桩，桩间距4.6m，桩长65.5m.承台尺寸12.90m×17.5m×（5m+3m加台）。  地质资料：由上至下依次为淤泥质粉砂（9.553m）、淤泥质黏土（7.7m）、粗砂（6.2m）、全风化岩带（32.7m）、强风化岩带（6.0m）、弱分化岩带（10.3m）。  二、施工方案  1、方案比选备选方案主要有两种：钢套箱方案；钢板桩围堰方案。经比较，钢套箱方案钢材投入多、回收率低，下沉时设备及人员投入多，工序复杂；钢板桩围堰方案能够迅速展开施工，速度快，周期短，且支护材料可回收利用，经济性较钢套箱方案好，只是必须加强止水措施，所以选用钢板桩围堰方案。  2、总体方案大桥主墩深水基础采用钢板桩围堰进行支护施工，钢板桩采用拉森IV型钢板桩，长18m，钢板桩围堰范围15.9m×20.5m，比承台周边尺寸大1.5m.钢板桩周圈咬合紧密，有止水措施。围堰内侧四周圈采用双层工钢分上、中、下三层以围檩形式支护，顶层采用2I40工字钢，底下两层采用2I50工字钢，中间纵向支承采用外径300mm壁厚10mm圆钢管，按一定间距布置，四角采用工字钢2I30斜撑。为增强工钢围檩抗弯强度，在每根钢管两端用2I30型工钢作为斜撑加强。承台底面位于河床以上，围堰基底先用片石回填50cm，然后回填砂找平，基底采用C30混凝土封底，封底厚度50cm.抽水采用4台大功率抽水机，分层抽水，分层支护，周圈50cm以内设汇水渠、积水坑。承台施工分三次浇筑，按大体积砼考虑，钢板桩围堰内支撑同样分三次拆除。钢板桩施工采用一艘25t浮吊实施插打及拔除。  三、设计计算土的物理参数  1、根据钢板桩允许抵抗弯矩，计算板桩悬臂部分的最大允许跨度。  2、计算板桩墙上水土压力强度等于零的点离挖土面距离y，在y处板桩墙前的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力与水压力之和。即：  钢板桩围堰施工方法  1、施工准备将钢板桩运到工地后，钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩作通过试验，以2～3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。  插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门的检查，确保线路畅通，功能正常。且功率达到40KW以上，而夹板牙齿磨损不宜太多。  2、第一层支承设置在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。定位桩采用钢管桩，定位桩可利用水上施工平台四周的钢管。定位横梁延承台外侧四周，距承台边沿1.5处布置，也是钢板桩围堰的第一层围菱支护，采用2I40工字钢。定位横梁的位置须严格遵照设定的标高布置。定位横梁安放在定位钢管四周侧，与钢管相连接，四角设两道2I30斜撑，斜撑与横梁呈45度夹角，采用焊接固结连接，然后安装纵向φ300内支承钢管，钢管支承两端头处加焊钢板作为支承面，直接支撑在定位横梁上，钢管与横梁连接设一定的加劲块。  3、插打钢板桩在第一层定位支承安装完成后即可进行插打钢板桩施工。  在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后一部分时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉，使之合拢。合拢后，再逐根打到设计深度，在用倒链或滑车组对拉时不要过猛，以防止合拢段缝隙过大。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实，以防漏水。  在施工过程中，钢板桩如需拼接时，两端钢板桩要对正，可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊，再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。  插打钢板桩要充分采取止水措施，以防钢板桩围堰大量漏水。  4、钢板桩围堰抽水及安装内支承安装内撑与抽水交替进行。  第一次抽水后水面达到第一层支承底4m以下即可安装第二层内支承。安装第二层内支承前先按确定的标高位置在钢板桩内壁焊上三角托架，托架采用槽钢，安装托架一定要采取措施保证顶面位于同一水平面上。然后安装2I50工字钢内支承横梁及斜撑，最后安装纵向钢管支撑，安装方式同第一层内支承。  第二层内支承安装完成后，然后进行第二次抽水，接着进行第三层支护，最后进行第三次抽水，第三次抽水要全部将钢板桩围堰内的水抽干。  钢板桩围堰内抽水完成后，将露出承台底面部分的钢护筒全部切割拆除。  钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。  5、钢板桩围堰封底将围堰内水抽完后，将定位钢管拔出，然后进行基底处理。  首先，由于承台底面悬空，先在围堰内基底抛填约30～50cm厚片石，然后回填一定量河砂找平基底面至承台底面下50cm，然后基底干封50cm厚C30砼。封底前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封砼隔离，以便将来钢板桩顺利拔除。  封底后标高不能高于承台底设计标高，封底砼顶面保证基本平整。  封底砼采用泵送，按一般砼施工进行。封底时由一边向另一边推进，但保证连续、不间断、不留接缝、一次性完成。  6、内支承拆除与拔桩水中大体积混凝土承台根据实际情况分三次浇筑，最底下5m分两次浇筑，顶上加台部分另再进行性一次浇筑。内支承依次分三次拆除。第一层承台浇筑完成后，在承台与钢板桩间回填沙，然后拆除底层内支承；第二层承台浇筑完成后，在承台与钢板桩间回填沙，然后拆除第二层内支承；最后一层承台施工全部完成后，拆除底层内支承，最后拔除钢板桩。  拔桩时，尽量使板桩下部与混凝土脱离，然后再进行拔桩。先略锤击振动各拔高1～2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出。  质量控制及注意事项  1、在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。  2、对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。  3、为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩，顺导向钢管桩下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰。  4、在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。  5、在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。  6、打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。  7、同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量，以确保够用；  8、剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩；  9、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；  10、在接长焊接时，相邻焊缝高度差不得小于1m.  安全措施为确保施工中的安全，在进行钢板桩围堰施工时，必须将安全工作放在首位，预防为主  1、对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行持证上岗，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。  2、设专人负责日常检查和养护工作，在施工过程中设专人指挥，避免人多时乱指挥，出现安全事故。  3、拔桩时要先震动1~2分钟，再慢慢启动振动桩锤拔桩。在有松动后再边震边拔，防止蛮干。  4、对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查，特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况，危及安全的要及时维修、更换。  5、水上作业操作人员必须穿救生衣，以防人员落水。  6、在钢板桩围堰外围靠主航道侧一定位置需设置防撞装置，以保证船舶撞击围堰，造成安全事故。 :结构工程师考试 围堰 科技名词定义 中文名称： 围堰 英文名称： cofferdam 定义1： 围护水工建筑物施工基坑，为旱地施工而修建的临时挡水建筑物。 所属学科： 电力(一级学科) ；水工建筑(二级学科) 定义2： 围护水工建筑物的施工场地，使其免受水流或波浪影响的临时挡水建筑物。 所属学科： 海洋科技(一级学科) ；海洋技术(二级学科) ；海洋工程(三级学科) 定义3： 围护水工建筑物的施工场地，使其免受河道水流或洪水影响的临时挡水建筑物。 所属学科： 水利科技(一级学科) ；水利工程施工(二级学科) ；施工导流(三级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 是指在水利工程建设中，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。 围堰的作用 围堰 在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形式的土堰；在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩（单层或双层）围堰，目前多使用双层薄壁钢围堰。围堰的作用既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。 [编辑本段] 围堰分类 按材料分 围堰 　 用土堆筑成梯形截面的土堤，迎水面的边坡不宜陡于1:2（竖横比，下同）,基坑侧边坡不宜陡于1:1.5,通常用砂质粘土填筑。土围堰仅适用于浅水、流速缓慢及围堰底为不透水土层处。为防止迎水面边坡受冲刷，常用片石、草皮或草袋填土围护。在产石地区还可做堆石围堰，但外坡用土层盖面，以防渗漏水。 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。 木笼围堰 　 在河床不能打桩、流速较大，同时盛产木材和石料的地区，可用木笼做围堰的堰壁。最常用的形式是用方木做成透空式木笼，迎水面设多层木板防水，就位后，在笼内填石。为减少与河床接触处的漏水，一般用麻袋盛土或混凝土堆置在木笼堰壁外侧。近代也有用钢筋混凝土预制构件装配的笼式围堰。 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（图1）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。如中国南京长江桥的管柱基础，曾使用钢板桩圆形围堰，其直径21.9米，钢板桩长36米，待水下混凝土封底达到强度要求后，抽水筑承台及墩身，抽水设计深度达20米。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。 锁口管柱围堰 中国1957年在湖北省明山水库，将有锁口的直径1.55米的钢筋混凝土管柱联成一排，作为防渗墙。60年代以后，日本发展的钢锁口管柱围堰是将钢管柱联锁成为一个整体，可建成任何形状。若将它作为永久基础使用，则称钢锁口管柱沉井基础，如1978年开始建造的大和川斜张桥，水中三个主墩就是用锁口钢管柱围成直径30～33米，入土深40～50米的这种基础。 工程示意图 钢筋混凝土 或预应力混凝土，板桩围堰，一般在围堰建成后仍需长期保留时才使用。板桩截面两侧用榫槽或钢件连接，桩底部向一面倾斜，便于打入地内，同时易使两相邻桩密合。主要用于港湾码头的驳岸及水工建筑的截水墙等。 钢筋混凝土地下连续墙 ，其法是用特制钻机自地面向下以泥浆护壁钻挖成不连续的孔壁，再钻挖连通成一道连续孔壁，放入钢筋混凝土预制件，再灌以混凝土使之成墙。这种方法应用于城市土建工程中，作为开挖基坑的围堰,可以靠近已有建筑物施工,又可作承重的基础，截面形状不受限制。已应用于水工建筑物如码头、防渗墙及桥梁施工中。