[發(fā)明專利]帶有遇水膨脹橡膠防水鎖口的組合鋼樁圍堰

有效

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• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102900089A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐文平;陳有春;楊海榮;沈旭鴻;計翔;蘇劉;石先旺
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: E02D19/04
• 分類號: E02D19/04;E02D5/08;C04B28/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于深水基礎(chǔ)施工領(lǐng)域，涉及一種土木工程的圍堰結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種組合鋼樁圍堰。

背景技術(shù)

圍堰結(jié)構(gòu)是在橋梁基礎(chǔ)、水工建筑物施工中的臨時性的構(gòu)筑物，其作用是擋土阻水。當(dāng)水深較淺時，一般采用土袋圍堰、木板樁圍堰；在水較深且流速較大的河流中，一般采用鋼板樁圍堰、鋼管樁圍堰、鋼套箱圍堰。

鋼板樁圍堰是最常用的一種圍堰形式，拉森鋼板樁是帶有拉鉤式鎖口的一種型鋼，鋼板樁具有重量輕、施工方便、可重復(fù)利用、成本低等特點，在基礎(chǔ)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。國產(chǎn)的冷彎拉森鋼板樁，鎖口生產(chǎn)工藝簡單，沉樁施工時鎖口損壞率較高；進口的熱軋拉森鋼板樁產(chǎn)品質(zhì)量好，經(jīng)久耐用，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，價格高。鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)的整體剛度較小，需要設(shè)置強而密的內(nèi)支撐，影響了基礎(chǔ)施工的操作工作面，鋼板樁圍堰不宜用于深基礎(chǔ)施工項目。鋼板樁圍堰經(jīng)常會發(fā)生漏水、滲水現(xiàn)象，其主要原因是舊鋼板樁使用前未進行矯正處理或鋼板樁打入時發(fā)生傾斜，相鄰兩塊鋼板樁的鎖口對插接就不能嚴(yán)密，容易導(dǎo)致拉鉤式鎖口漏水、滲水，鋼板樁圍堰不宜用于深水基礎(chǔ)施工項目。

鎖口鋼管樁圍堰是上世紀(jì)八十年代從日本引進的圍堰結(jié)構(gòu)新技術(shù)，具有防水性能好、沉樁深度大、整體剛度大和施工簡便等優(yōu)點，在深水圍堰中已經(jīng)到了廣泛的運用。但是，鎖口鋼管樁圍堰造價較高，一次性投資大，鋼管樁密排插打沉樁施工的垂直精度要求高，沉樁時鎖口容易損壞。深水基礎(chǔ)施工完成后，拔出的鎖口鋼管樁的體積較大，難以化整為零，異地運輸困難，不利于多次重復(fù)利用，影響了鎖口鋼管樁圍堰的投資經(jīng)濟效益。

隨著橋梁工程和港航工程建設(shè)的發(fā)展，深水圍堰項目越來越多，工程領(lǐng)域亟需一種防水鎖口連接可靠、整體剛度大、防水性能好、費用較低、施工快捷的新型裝配式防水圍堰。吸取拉森鋼板樁圍堰和鎖口鋼管樁圍堰兩者的優(yōu)點，利用遇水膨脹橡膠的膨脹性和彈性特點，研發(fā)Ω形遇水膨脹橡膠防水鎖口的新產(chǎn)品，充分發(fā)揮鋼管樁和U型鋼板樁的各自優(yōu)點，采用鋼管樁作為圍堰結(jié)構(gòu)的主體，U型鋼板樁作為擋土阻水的圍擋結(jié)構(gòu)，將多種形式鋼樁結(jié)構(gòu)與新型的遇水膨脹橡膠防水鎖口進行裝配組合使用，剛?cè)岵⑴e，優(yōu)勢互補，可形成一種新型的裝配式組合鋼樁圍堰結(jié)構(gòu)。

對于新型裝配式組合鋼樁圍堰結(jié)構(gòu)，如果采用大直徑鋼管樁外側(cè)焊接板帶狀的拉鉤式鎖口與拉森鋼板樁的拉鉤鎖口互相咬合連接方法，沉樁施工時焊接的板帶狀的拉鉤式鎖口容易受力變形，兩側(cè)拉鉤不容易居中對直咬合，拉鉤式鎖口強度和剛度較低，防水性能差，拉鉤式鎖口結(jié)構(gòu)形式不適宜深水基礎(chǔ)的裝配式組合鋼樁圍堰。如果采用鎖口鋼管樁圍堰的C型母扣與T型公扣連接方法，由于U形鋼板樁的整體剛度較低，鎖口卡緊對直定位比較困難，導(dǎo)致鎖口咬合不緊密，會產(chǎn)生滲漏水現(xiàn)象，影響施工作業(yè)環(huán)境。因此，針對新型的裝配式組合鋼樁圍堰結(jié)構(gòu)，亟需一種鎖口連接可靠、防水性能好、價格低的新型防水鎖口。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明提供一種可改善圍堰結(jié)構(gòu)的防水性能，提高圍堰施工速度，降低圍堰造價的帶有遇水膨脹橡膠防水鎖口的組合鋼樁圍堰。

技術(shù)方案：本發(fā)明的帶有遇水膨脹橡膠防水鎖口的組合鋼樁圍堰，包括圍堰短樁和固定連接兩相鄰圍堰短樁的圍堰長樁；圍堰短樁包括U型鋼板樁和鎖口子件，U型鋼板樁的左右兩端分別與一個鎖口子件固定連接，鎖口子件為平行于U型鋼板樁翼緣的柱狀物；圍堰長樁包括鋼管樁、位于鋼管樁外側(cè)的鎖口母件、位于鎖口母件內(nèi)的遇水膨脹橡膠內(nèi)襯，以及位于鋼管樁與鎖口母件之間并連接二者的槽鋼連接件，鎖口母件上設(shè)置有與鎖口子件相匹配的管狀內(nèi)筒和連接管狀內(nèi)筒內(nèi)外的槽口，遇水膨脹橡膠內(nèi)襯固定設(shè)置在管狀內(nèi)筒內(nèi)壁上，鎖口子件套入管狀內(nèi)筒中，鎖口子件與遇水膨脹橡膠管內(nèi)襯之間的縫隙填充有膨潤土混合料填充物。

本發(fā)明中，U型鋼板樁包括底板、分別設(shè)置于底板兩端的兩個腹板、設(shè)置于腹板端部并與底板平行的翼緣，鎖口子件與翼緣的端部固定連接。

本發(fā)明中，圍堰短樁還可包括H型鋼樁，H型鋼樁的一個翼板的外側(cè)面與U型鋼板樁底板的U形口內(nèi)一側(cè)固定連接。

本發(fā)明中，膨潤土混合料填充物的組分按質(zhì)量百分比為：膨潤土含量30%～35%、粉煤灰含量15%～20%、赤泥含量30%～35%，水泥8%～12%，水玻璃3%～5%，水性聚氨酯樹脂1%～2%，瀝青麻絲0.5%～1%。

本發(fā)明中，間隔布置的鋼管樁作為剛性長樁是圍堰結(jié)構(gòu)的主體受力結(jié)構(gòu)，U型鋼板樁作為柔性短樁起到擋土阻水的圍擋結(jié)構(gòu)作用，防水鎖口起到剛性長樁和柔性短樁之間的連接作用。本發(fā)明中，防水鎖口是非常重要的構(gòu)件，鎖口能否止水是圍堰結(jié)構(gòu)成敗的關(guān)鍵問題，鎖口連接必須受力可靠，必須具有良好的防水性能。