本實(shí)用新型涉及圍堰結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種淺水域鋼管樁夾土圍堰結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

圍堰施工是跨水域橋梁的常用做法，即在水利工程建設(shè)中，為建造永久性水利設(shè)施，修建的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)。其作用是防止水和土進(jìn)入建筑物的修建位置，以便在圍堰內(nèi)排水，開挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作為正式建筑物的一部分外，圍堰一般在用完后拆除。圍堰高度高于施工期內(nèi)可能出現(xiàn)的最高水位。

目前常用的圍堰方法有土石圍堰、草土圍堰、木板樁圍堰、木籠圍堰和鋼板樁圍堰等。在大、中型橋梁中應(yīng)用較為廣泛的是鋼板樁圍堰、木板樁圍堰和土石圍堰等。

1、鋼板樁圍堰：鋼板樁圍堰是最常用的一種板樁圍堰，鋼板樁是帶有鎖口的一種型鋼,其截面有直板形、槽形及Z形等,有各種大小尺寸及聯(lián)鎖形式。常見的有拉爾森式，拉克萬納式等。其優(yōu)點(diǎn)為：強(qiáng)度高，容易打入堅(jiān)硬土層；可在深水中施工，防水性能好；能按需要組成各種外形的圍堰，并可多次重復(fù)使用，因此，它的用途廣泛。在橋梁施工中常用于沉井頂?shù)膰撸苤A(chǔ)、樁基礎(chǔ)及明挖基礎(chǔ)的圍堰等。這些圍堰多采用單壁封閉式圍堰內(nèi)有縱橫向支撐，必要時(shí)加斜支撐成為一個(gè)圍籠。在水工建筑中，一般施工面積很大，則常用以做成構(gòu)體圍堰。它系由許多互相連接的單體所構(gòu)成，每個(gè)單體又由許多鋼板樁組成，單體中間用土填實(shí)。圍堰所圍護(hù)的范圍很大，不能用支撐支持堰壁，因此每個(gè)單體都能獨(dú)自抵抗傾覆、滑動(dòng)和防止聯(lián)鎖處的拉裂。常用的有圓形及隔壁形等形式。

鋼板樁圍堰缺點(diǎn)：

a、鋼板樁施工工藝較復(fù)雜，施工時(shí)間長(zhǎng)，不適合長(zhǎng)距離、大面積開展；

b、鋼板樁打設(shè)對(duì)打樁設(shè)備要求較高，需配套打樁機(jī)方可準(zhǔn)確打樁施工；

c、鋼板樁密排打設(shè)耗材量大，施工成本高。

2、木板樁圍堰：深度不大，面積較小的基坑可采用木板樁圍堰。為了防滲漏，板樁間應(yīng)有榫槽相接。當(dāng)水不深時(shí),可用單層木板樁,內(nèi)部加支撐以平衡外部壓力。水較深時(shí)，可用雙壁木板樁，雙壁之間用鐵拉條或橫木拉緊，中間填土。其高度通常不超過6～7米。

木板樁圍堰缺點(diǎn)：

適用于面積較小的基坑，大面積施工時(shí)木材消耗量大，在木材產(chǎn)量小的地區(qū)不能滿足施工需求，且易造成環(huán)境破壞，不利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3、鋼管樁圍堰：包括至少兩排鋼管樁、槽鋼和工字鋼，所述鋼管樁內(nèi)部注有粗砂并且兩排鋼管樁、槽鋼和工字鋼固定連接成立體的框架結(jié)構(gòu)，其中兩排鋼管樁間通過槽鋼橫向連接，同側(cè)的鋼管樁間通過工字鋼縱向連接，所述框架結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)有毛竹片且毛竹片沿鋼管樁內(nèi)緣固定，所述毛竹片內(nèi)襯土工布，土工布通過鋼筋綁絲縫制于毛竹片上。

其他圍堰缺點(diǎn)：其他結(jié)構(gòu)形式的圍堰結(jié)構(gòu)一般用于水域面積較小且水深較淺的小橋或者有特殊需求的圍堰結(jié)構(gòu)，存在可靠性不高、施工困難、成本較高或無法大面積施工問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是提供一種淺水域鋼管樁夾土圍堰結(jié)構(gòu)目的是解決現(xiàn)有技術(shù)施工工藝較復(fù)雜，施工時(shí)間長(zhǎng)，不適合長(zhǎng)距離、大面積開展的技術(shù)問題，還解決現(xiàn)有技術(shù)易造成環(huán)境破壞，不利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案：一種淺水域鋼管樁夾土圍堰結(jié)構(gòu)，包括插入水域下部土體結(jié)構(gòu)的受力骨架，所述受力骨架圍成施工區(qū)域，其特征在于：所述受力骨架包括背水面鋼管層和迎水面鋼管層，所述背水面鋼管層和迎水面鋼管層均由單層豎向鋼管排列形成，所述豎向鋼管的底部插入水域底部下方的土體中，所述背水面鋼管層或迎水面鋼管層內(nèi)的豎向鋼管之間通過水平鋼管固定連接，所述水平鋼管首尾相連通過鋼絲繩緊固在豎向鋼管上，所述背水面鋼管層的豎向鋼管和對(duì)應(yīng)的迎水面鋼管層的豎向鋼管通過拉結(jié)鋼絲繩連接緊固；所述背水面鋼管層和迎水面鋼管層相對(duì)的一面均敷設(shè)有一層密目網(wǎng)，所述迎水面鋼管層與敷設(shè)在其上的密目網(wǎng)之間還設(shè)有一層土工布；所述背水面鋼管層上的密目網(wǎng)層與迎水面鋼管層上的密目網(wǎng)層之間填筑有粘土。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述背水面鋼管層面向施工區(qū)域的一面設(shè)堆土層，所述堆土層緊貼背水面鋼管層。

進(jìn)一步地，所述拉結(jié)鋼絲繩的直徑是15mm。

進(jìn)一步地，所述背水面鋼管層或迎水面鋼管層內(nèi)的豎向鋼管之間的距離為45~55cm。

此外，所述背水面鋼管層和迎水面鋼管層之間的水平間距是2.5~3.5m。

更加優(yōu)選地，所述背水面鋼管層和迎水面鋼管層的豎向鋼管的頂端至少高于水面0.5m。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和有益效果：

本實(shí)用新型采用鋼管樁夾土圍堰結(jié)構(gòu)施工具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、施工便捷的特點(diǎn)，通過鋼管樁夾土圍堰結(jié)構(gòu)解決了地下砂層地質(zhì)災(zāi)害、鋼管打設(shè)、鋼管加固及雙排鋼管樁內(nèi)部土體穩(wěn)固等問題。此外，與傳統(tǒng)采用木材圍堰相比，本實(shí)用新型避免木材砍伐，鋼管層內(nèi)側(cè)粘土可就地取材，圍堰拆除時(shí)可恢復(fù)原狀，有效的降低了環(huán)?；謴?fù)費(fèi)用，取得了非常好的應(yīng)用效果。本實(shí)用新型施工工藝簡(jiǎn)單，施工時(shí)間短，適合長(zhǎng)距離、大面積開展，耗材量低，施工成本底。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種淺水域鋼管樁夾土圍堰結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型所涉及的背水面鋼管層與迎水面鋼管層的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型所涉及的堆土層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型所涉及的迎水面鋼管層的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1-背水面鋼管層；2-迎水面鋼管層；3-粘土；4-堆土層；5-水面；6-土工布；7-密目網(wǎng)；8-水平鋼管；9-拉結(jié)鋼絲繩；10-水域底部。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)新特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

在此記載的實(shí)施例為本實(shí)用新型的特定的具體實(shí)施方式，用于說明本實(shí)用新型的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式及本實(shí)用新型范圍的限制。除在此記載的實(shí)施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請(qǐng)權(quán)利要求書和說明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括采用對(duì)在此記載的實(shí)施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案。

本實(shí)用新型提供一種淺水域鋼管樁夾土圍堰結(jié)構(gòu)，如圖1和2所示所示，一種淺水域鋼管樁夾土圍堰結(jié)構(gòu)，包括插入水域下部土體結(jié)構(gòu)的受力骨架，受力骨架圍成施工區(qū)域，受力骨架包括背水面鋼管層1和迎水面鋼管層2，背水面鋼管層1和如圖4所示的迎水面鋼管層2均由單層豎向鋼管排列形成，背水面鋼管層1或迎水面鋼管層2內(nèi)的豎向鋼管之間的距離為45~55cm，背水面鋼管層1和迎水面鋼管層2的豎向鋼管的頂端至少高于水面0.5m，背水面鋼管層1和迎水面鋼管層2之間的水平間距是2.5~3.5m。豎向鋼管的底部插入水域底部10下方的土體中，背水面鋼管層1或迎水面鋼管層2內(nèi)的豎向鋼管之間通過水平鋼管8固定連接，水平鋼管8首尾相連通過鋼絲繩緊固在豎向鋼管上，背水面鋼管層1的豎向鋼管和對(duì)應(yīng)的迎水面鋼管層2的豎向鋼管通過拉結(jié)鋼絲繩9連接緊固，拉結(jié)鋼絲繩9的直徑是15mm。背水面鋼管層1和迎水面鋼管層2相對(duì)的一面均敷設(shè)有一層密目網(wǎng)7，迎水面鋼管層2與敷設(shè)在其上的密目網(wǎng)7之間還設(shè)有一層土工布6；背水面鋼管層1上的密目網(wǎng)7層與迎水面鋼管層2上的密目網(wǎng)7層之間填筑有粘土3。如圖3所示，背水面鋼管層1面向施工區(qū)域的一面設(shè)堆土層4，堆土層4緊貼背水面鋼管層1。

下面提供本實(shí)用新型的施工方法：

1、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

首先應(yīng)從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T了解當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?，掌握施工的可操作時(shí)間，根據(jù)地勘資料，對(duì)沿線地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查再次校核地勘資料的準(zhǔn)確性，從水利部門以及當(dāng)?shù)鼐用裉幜私獬Ｄ晁?，并在施工前?duì)沿線水深進(jìn)行勘驗(yàn)，掌握以上信息后方可進(jìn)行圍堰設(shè)計(jì)。

2、圍堰設(shè)計(jì)

圍堰設(shè)計(jì)應(yīng)在充分考慮結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上滿足施工需求和經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要考慮施工作業(yè)面寬度、圍堰結(jié)構(gòu)尺寸、側(cè)向水壓力以及流水段的劃分等，同時(shí)考慮鋼管樁夾土圍堰施工的工藝。

3、測(cè)量放樣

根據(jù)設(shè)定位置放樣打樁，放樣時(shí)根據(jù)點(diǎn)位在水中插入竹竿，進(jìn)行定位。

4、鋼管樁打設(shè)

圍堰設(shè)計(jì)為雙排鋼管樁結(jié)構(gòu)，樁間距為50cm，打入深度根據(jù)水深通過計(jì)算確定，采用挖土機(jī)將鋼管打入湖底土中, 打樁時(shí)安排專人實(shí)測(cè)鋼管外露長(zhǎng)度，以控制入土深度，鋼管樁打設(shè)是該工藝的關(guān)鍵。通過對(duì)水底地質(zhì)的勘驗(yàn)及常年水位的了解，解決了使用鋼材的規(guī)格、插打深度以及打設(shè)間距等關(guān)鍵技術(shù)問題，創(chuàng)新地提出鋼管樁夾土圍堰施工工藝。

5、樁間連接

利用沿圍堰方向打設(shè)的雙排鋼管樁作為圍堰的受力骨架，每根鋼管樁部分插打入水底土內(nèi)起到固定鋼管的作用，使用同規(guī)格鋼管將鋼管樁做縱向通長(zhǎng)連接，使用鋼絲繩將兩排鋼管樁橫向連接，使兩排鋼管樁形成籠狀結(jié)構(gòu)，雙排鋼管樁間采用φ15鋼絲繩對(duì)拉以增加圍堰的穩(wěn)定；單排鋼管樁縱向連接采用同直徑鋼管用鋼絲繩捆扎，以使縱向鋼管樁共同受力。

6、鋪設(shè)土工布、密目網(wǎng)

迎水面鋼管樁內(nèi)側(cè)布設(shè)一層密目網(wǎng)和防水土工布以防止水流沖刷圍堰土體及圍堰土體坍塌，土工布固定在骨架上。背水面鋼管樁內(nèi)側(cè)布設(shè)一層密目網(wǎng)以使圍堰土體中的水滲出，以防止圍堰土體坍塌并保證土體的穩(wěn)固。

7、填土

取圍堰內(nèi)側(cè)土填筑至雙排鋼管樁中間，從一端開始填筑，填筑至水面以上50cm。

8、抽水、內(nèi)側(cè)覆土

圍堰抽水應(yīng)緩慢進(jìn)行，每日水面下降不得超過30cm，同時(shí)加強(qiáng)觀察，出現(xiàn)險(xiǎn)情要及時(shí)復(fù)土或打樁加固。圍堰內(nèi)周邊設(shè)好排水溝，低處挖好集水井。抽水完成后圍堰內(nèi)側(cè)樁每隔30m堆土，對(duì)圍堰樁進(jìn)行加固。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果

1、社會(huì)效益

本實(shí)用新型解決了以往采用木樁圍堰浪費(fèi)木材造成環(huán)境破壞，而鋼板樁圍堰成本高的弊端，利用鋼管代替木材，減少了樹木的消耗，利用土工布和密目網(wǎng)特性進(jìn)行阻水和慮水，比鋼板樁減少了鋼材用量，也為國(guó)家的環(huán)保做出了貢獻(xiàn)。此項(xiàng)技術(shù)在跨水域橋梁建設(shè)中具有較好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

2、濟(jì)效益

在該技術(shù)在實(shí)施過程中，有效地降低了施工成本，在保證保證質(zhì)量、安全施工的前提下，其中鋼管樁單項(xiàng)費(fèi)用比鋼板樁圍堰節(jié)約施工成本。

3、環(huán)境保護(hù)

傳統(tǒng)的木板樁圍堰在我國(guó)南方大部分淺水水域應(yīng)用較為廣泛，鋼管樁圍堰是在木板樁圍堰基礎(chǔ)上改良的新型圍堰施工技術(shù)，木板樁圍堰主要消耗木材，一般采用木板樁維護(hù)會(huì)消耗很多木材，而且重復(fù)利用率很低。為避免樹木的砍伐，本著綠色環(huán)保的理念，相信鋼管樁夾土圍堰施工的應(yīng)用會(huì)愈加廣泛。鋼管樁內(nèi)側(cè)夾土可就地取材，圍堰拆除時(shí)可恢復(fù)原狀，有效的降低了環(huán)?；謴?fù)費(fèi)用，取得了非常好的應(yīng)用效果。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。