[發明專利]一種大深基防護鎖扣鋼管樁圍堰結構及其施工方法

有效

• 申請號: 202110657181.5
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113356247B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 楊星智;吳青華;李棟;任高峰;仲維玲;朱朋剛;李宏強;張華林;馮龍;許善安;劉治國;張冬瑞;李昆陽;楊輝;楊凱
• 申請（專利權）人: 中鐵二十局集團有限公司
• 主分類號: E02D19/04
• 分類號: E02D19/04;E02D5/04;E02D5/06
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 梁鵬;張彩錦

本發明屬于橋梁施工相關技術領域，并公開了一種大深基防護鎖扣鋼管樁圍堰結構，其中該圍堰結構由多根鎖扣鋼管樁首尾串聯連接構成，還配置有圍檁、內支撐和承力樁柱，其中鎖扣鋼管樁為CO型鋼管樁，圍檁分層設置在鋼管樁圍堰的內側側壁，內支撐連同斜支撐用于搭設澆筑平臺之類的主體工程結構；此外，承力樁柱沿著鋼管樁圍堰的水平橫向、水平縱向方向間隔布置。本發明還公開了相應的施工工藝方法。通過本發明，可順利執行深埋置條件基坑的安全維護，實現圍堰精準、快速和安全安裝，同時有效解決了超大跨度情況下平臺柔性偏大、承力構件布置數量過多等問題；此外，本發明還具備施工效率高、可顯著提升圍堰止水效果、有助于快速施工及拆除等優點。

技術領域

本發明屬于橋梁施工相關技術領域，更具體地，涉及一種大深基防護鎖扣鋼管樁圍堰結構及其施工方法。

背景技術

圍堰作為一種常見的臨時防護結構，可有效地避免基坑開挖后結構失穩、突水風險，常用于橋梁、建筑物等工程施工領域。目前常見的圍堰形式主要包括：土石圍堰、雙壁鋼套箱圍堰、鋼板樁圍堰、鋼管樁圍堰、鋼筋混凝土沉井等。

海灣灘涂地區具有地下水豐富，且受潮水漲落明顯，漲潮期間常被海水淹沒等特點，因此在施工實施之前，必需根據項目特點和施工環境選擇適當的圍堰形式。現有技術中，水下深基礎施工常用的方案有拉森鋼板樁圍堰、鎖扣鋼管樁圍堰和雙壁鋼套箱圍堰等；其中，鎖扣鋼管樁圍堰由于具備結構穩定、適應性強、回收率高等特點，近年來獲得了越來越多的關注。例如，CN201910222503.6、CN201711479182.5和CN202011587592.3等早期專利分別公開了一些適用于此類工況場景的解決方案。

然而，進一步的研究表明，上述現有技術中仍存在以下不足或缺陷：其一，施工過程中橋梁主塔承臺處于海灣灘涂區，且埋置較深、斷面尺寸大，屬于典型的富水區大型深基礎結構，安全風險極高，相應有必要進一步解決深埋置條件下基坑防護問題，尤其需優化內支撐結構在超大跨度情況下需投入更多承力構件的難題；其二，由于所處區域的地質結構、自然條件復雜，極易受流沙滑動、海潮沖刷影響，加之隨著埋深增加，下部水壓力極大，基坑防護結構越往下方防水封堵越為困難，相應亟需對圍堰止水性能實現進一步的改善；其三，針對承臺、墩身等主體結構施工周期長的情況，為了最大程度地避免對船舶通航的影響，選擇一種操作方便快捷、安全經濟、可快速施工及拆卸的圍堰形式顯得尤為重要。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或不足，本發明的目的在于提供一種大深基防護鎖扣鋼管樁圍堰結構及其施工方法，其中通過對該鎖扣鋼管樁圍堰的整體構造組成及其關鍵模塊的設置方式、以及主要施工工序等多個方面做出優化設計，相應可順利執行深埋置條件基坑的安全維護，實現圍堰精準、快速和安全安裝，同時有效解決了超大跨度情況下平臺柔性偏大、承力構件布置數量過多等問題；此外，本發明還具備施工效率高、可顯著提升圍堰的止水效果、實現多次周轉及多工作面施工，有助于快速實現港口恢復通航等優點，因而尤其適用于海灣灘涂地區之類的橋梁深基坑施工應用場合。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種大深基防護鎖扣鋼管樁圍堰結構，其特征在于，該圍堰結構由多根鎖扣鋼管樁(7)首尾串聯連接構成，還配置有圍檁(6)、內支撐(4)和承力樁柱(5)：

所述鎖扣鋼管樁(7)為CO型鋼管樁，其中每一鋼管樁上的C型鎖扣容納鎖定相鄰另一鋼管樁上的O型鎖扣形成鋼管樁圍堰，并且C型鎖扣的內壁安裝具備粘性的彈性體隔水層；

所述圍檁(6)分層設置在鋼管樁圍堰的內側側壁，并保持與所述鎖扣鋼管樁(7)等高；所述內支撐(4)通過所述圍檁(6)進行安裝，其由水平橫向支撐鋼管(4-1)和水平縱向支撐鋼管(4-2)共同組成，并連同斜支撐一起用于搭設澆筑主體工程結構；此外，所述承力樁柱(5)沿著鋼管樁圍堰的水平橫向、水平縱向方向間隔布置，且其頂端處于所述內支撐的下方。

作為進一步優選地，所述鎖扣鋼管樁(7)采用螺旋焊管作為主體，并且在沿其直徑方向的兩側分別焊接一開口型鋼管作為C型鎖扣、以及一閉合型鋼管作為O型鎖扣。