減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置及施工的方法與流程

本發(fā)明涉及一種鋼吊箱圍堰封底混凝土的施工技術(shù)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置及施工的方法。

背景技術(shù)：

鋼吊箱圍堰主要用于江、河、湖、海中高樁承臺(tái)的施工，其主要功能就是防止水進(jìn)入承臺(tái)作業(yè)區(qū)，為承臺(tái)施工提供一種干作業(yè)環(huán)境。其主要施工工藝為：1、鋼吊箱下放到位、定位；2、澆筑水下封底混凝土；3、抽水；4、承臺(tái)施工。封底混凝土的功能主要有兩點(diǎn)：1、擋水，阻止水從底板下面涌入承臺(tái)作業(yè)區(qū)；2、為承臺(tái)施工提供平臺(tái)支撐，承載抽水后水頭差產(chǎn)生的浮托力以及澆筑承臺(tái)時(shí)荷載。

為實(shí)現(xiàn)這兩種功能，封底混凝土必須具有一定的厚度，才能提供足夠的剛度以及握裹力(封底混凝土與鋼護(hù)筒之間的粘結(jié)力)。而在實(shí)際工程中，計(jì)算封底混凝土厚度時(shí)往往由握裹力來(lái)控制，混凝土的剛度具有一定的富裕度，給施工造成浪費(fèi)的感覺(jué)。

為解決上述問(wèn)題，采用在減少封底混凝土厚度的同時(shí)，增加一種裝置用于提高握裹力，使其滿足施工要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種可有效減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置并利用此裝置進(jìn)行施工的方法，此裝置可通過(guò)增大接觸面積來(lái)提高封底混凝土的粘結(jié)力，從而減少澆筑封底混凝土的厚度。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置，包括：鋼吊箱圍堰、鋼護(hù)筒，其特征在于，還包括：套筒，其為與所述鋼吊箱圍堰底孔同軸的中空?qǐng)A柱體，其外壁焊接于所述鋼吊箱圍堰的底孔內(nèi)壁，且所述套筒上下兩端均凸出于所述鋼吊箱圍堰的底板，所述套筒內(nèi)徑大于鋼護(hù)筒的外徑；底托，其為環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑設(shè)置為能使所述底托貼合在所述鋼護(hù)筒外壁且可上下滑動(dòng)，外徑設(shè)置為大于所述套筒的外徑；吊掛鋼絲繩，其下端吊住所述底托。

優(yōu)選的是，所述套筒的上端高于所述鋼吊箱圍堰底板上表面0.3m～0.7m，所述套筒的底端低于所述鋼吊箱圍堰底板上表面1.0m～1.5m，所述套筒的內(nèi)徑與所述鋼護(hù)筒外徑間的距離為0.15m～0.35m。

優(yōu)選的是，還包括：斜撐架，所述斜撐架固定連接所述套筒與所述鋼吊箱圍堰底板，且繞所述鋼吊箱圍堰底板的上表面及下表面上均勻環(huán)設(shè)一圈。

優(yōu)選的是，所述底托下表面均勻環(huán)設(shè)多塊筋板，所述筋板由上部的長(zhǎng)方體板和下部的直角梯形板一體成型，所述上部的長(zhǎng)方體板的上端固定于所述底托的下表面，且筋板上部的長(zhǎng)方體板內(nèi)外兩端間的距離與底托的寬度相同，所述上部的長(zhǎng)方體板的下端與所述下部的直角梯形板的長(zhǎng)底邊端吻合，且所述下部的直角梯形板的斜腰邊朝向所述底托的外側(cè)；其中，相鄰兩塊筋板之間的間距小于0.3m，所述吊掛鋼絲繩下端的吊點(diǎn)間距不超過(guò)1.5m。

優(yōu)選的是，所述底托還設(shè)置有工型鋼，所述工型鋼的上端與下端均為與所述底托同中心的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述工型鋼的上端固定于所述底托的下表面中間位置；其中所述吊掛鋼絲繩下端的吊點(diǎn)間距不超過(guò)3m。

優(yōu)選的是，所述底托上表面還設(shè)置有向下的環(huán)形的第一凹槽，所述第一凹槽恰好能卡合所述套筒的底端；所述套筒底端外側(cè)壁還設(shè)置有向上的環(huán)形的第二凹槽，所述第二凹槽恰好能卡合所述第一凹槽的外壁。

優(yōu)選的是，所述第一凹槽與所述第二凹槽均為磁塊構(gòu)成，且兩者的磁性相反，以使所述第一凹槽與所述第二凹槽相互吸引。

優(yōu)選的是，所述底托上表面還設(shè)置有柔性的止水條。

本發(fā)明還提供了一種利用減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置進(jìn)行施工的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)下放鋼護(hù)筒到設(shè)定的位置，在鋼護(hù)筒中施工鉆孔樁，直至所有鉆孔樁施工完畢；

步驟2)在底托下表面焊接筋板或工型鋼，并將吊掛鋼絲繩的底端固定在底托上，然后用吊掛鋼絲繩吊住底托沿鋼護(hù)筒的外壁從鋼護(hù)筒的上端滑到下方，吊掛鋼絲繩的上端穿過(guò)設(shè)置于鋼護(hù)筒上端外壁的耳板孔洞并懸掛于鋼護(hù)筒上；在澆筑封底混凝土之前，當(dāng)?shù)鯍熹摻z繩的上端施加豎向的預(yù)緊力并固定后，在澆筑封底混凝土?xí)r，所述底托能與所述套筒無(wú)縫貼合；

步驟3)依托鋼護(hù)筒拼裝鋼吊箱圍堰，在鋼吊箱圍堰底孔內(nèi)壁焊接套筒，并在鋼吊箱圍堰底板上表面與下表面焊接斜撐架；

步驟4)整個(gè)結(jié)構(gòu)拼裝、焊接完畢后，利用下放設(shè)備將鋼吊箱圍堰下放到位、定位；

步驟5)澆筑封底混凝土前，在鋼護(hù)筒頂口提拉吊掛鋼絲繩，直至底托貼緊套筒然后鎖緊吊掛鋼絲繩；

步驟6)水下澆筑鋼吊箱圍堰的封底混凝土，使其與鋼吊箱圍堰、鋼護(hù)筒、套筒以及底托結(jié)合成整體；

步驟7)待封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，鋼吊箱圍堰內(nèi)抽水，切割封底混凝土上部的吊掛鋼絲繩以及鋼護(hù)筒，并進(jìn)行承臺(tái)施工。

優(yōu)選的是，所述步驟2)還包括：在底托上表面焊接第一凹槽；所述步驟3)還包括：在套筒下端外側(cè)壁上焊接第二凹槽；所述步驟5)還包括：在鋼護(hù)筒頂口提拉吊掛鋼絲繩時(shí)，第一凹槽卡合套筒的底端，第二凹槽卡合第一凹槽的外壁。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1.本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)。

2.本發(fā)明的套筒增加了鋼護(hù)筒與封底混凝土之間的接觸面積，從而有效提高了封底混凝土與鋼護(hù)筒之間的握裹力，通過(guò)降低封底混凝土的厚度來(lái)降低施工成本。

3.本發(fā)明的套筒在入水前已經(jīng)焊接在鋼吊箱圍堰的底孔內(nèi)壁上，直接下水即可施工，而且也不需要對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行改進(jìn)。

4.本發(fā)明的底托通過(guò)吊掛鋼絲繩拉緊提供豎向預(yù)緊力從而密封住套筒的底端，防止封底混凝土的滲漏，不需要再設(shè)置擋板密封鋼吊箱圍堰的底孔與鋼護(hù)筒之間的縫隙，而且通過(guò)吊掛鋼絲繩來(lái)拉緊固定，簡(jiǎn)單方便。

5.本發(fā)明的底托下表面固定有筋板或工型鋼，可增加底托的剛度，以適應(yīng)封底混凝土帶來(lái)的荷載或者適應(yīng)在條件惡劣的情況下施工。

6.本發(fā)明的第一凹槽和第二凹槽的設(shè)置可進(jìn)一步加強(qiáng)底托與套筒直接的密封，設(shè)置為均為磁塊構(gòu)成，且兩者的磁性相反，能更好的密封，同時(shí)因?yàn)榇判韵喾聪嗷ノ?，有一定的向上吸引力，也能在一定程度上減少吊掛鋼絲繩需要施加的豎向預(yù)緊力。

7.本發(fā)明的底托上表面還設(shè)置有柔性的止水條，可進(jìn)一步加強(qiáng)密封，因?yàn)槊芊獾暮脡闹苯雨P(guān)系到封底混凝土澆筑的質(zhì)量和整個(gè)方案的成敗。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的主視圖；

圖2為本發(fā)明的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置，包括：鋼吊箱圍堰5、鋼護(hù)筒1，其特征在于，還包括：套筒3，其為與所述鋼吊箱圍堰5底孔同軸的中空?qǐng)A柱體，其外壁焊接于所述鋼吊箱圍堰5的底孔內(nèi)壁，且所述套筒3上下兩端均凸出于所述鋼吊箱圍堰5的底板，所述套筒3內(nèi)徑大于鋼護(hù)筒1的外徑；底托6，其為環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑設(shè)置為能使所述底托6貼合在所述鋼護(hù)筒1外壁且可上下滑動(dòng)，外徑設(shè)置為大于所述套筒3的外徑；吊掛鋼絲繩2，其下端吊住所述底托6。在這種技術(shù)方案中，套筒直接焊接在鋼吊箱圍堰的底孔內(nèi)壁上，封底混凝土和鋼護(hù)筒之間的單位面積粘結(jié)力其實(shí)是一個(gè)定值，我們要增加這個(gè)總的粘結(jié)力，只能增加這個(gè)接觸面積，因?yàn)樽o(hù)筒直徑已經(jīng)定了，所以我們只能增加封底混凝土和鋼護(hù)筒之間的接觸高度，套筒的下端凸出于鋼吊箱圍堰的底孔一定高度，從而下端的套筒能增加封底混凝土的接觸面積，從而提高封底混凝土的粘結(jié)力，減少封底混凝土的厚度，但這個(gè)底板上面的封底混凝土必須有一定的厚度，封底混凝土除了前面說(shuō)的這個(gè)粘結(jié)力外(防止圍堰抽水施工時(shí)整體向上浮)，封底混凝土板還必須有一定剛度，不然抽水的時(shí)候由于水頭產(chǎn)生的壓力會(huì)導(dǎo)致混凝土破碎，水會(huì)進(jìn)去圍堰里面，這個(gè)圍堰功能也就失效了，因此上端的套筒也不用設(shè)置太高；底托通過(guò)吊掛鋼絲繩拉緊從而密封護(hù)筒的底部，防止封底混凝土的滲漏，底托的內(nèi)徑貼合鋼護(hù)筒的外壁，且可沿外壁上下滑動(dòng)，既可順利下放底托又可防止底托與鋼護(hù)筒之間封底混凝土的滲漏。

另一種技術(shù)方案中，所述套筒3的上端高于所述鋼吊箱圍堰5底板上表面0.3m～0.7m，所述套筒3的底端低于所述鋼吊箱圍堰5底板上表面1.0m～1.5m，所述套筒3的內(nèi)徑與所述鋼護(hù)筒1外徑間的距離為0.15m～0.35m。在這種技術(shù)方案中，本發(fā)明適用于高樁承臺(tái)施工，也就是承臺(tái)懸在水中，不進(jìn)去泥面以下，其次，現(xiàn)在這種承臺(tái)一般離水面小于10m；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，合理設(shè)置套筒的高度范圍可有效地將封底混凝土厚度從一般的2m-2.5m降低到本發(fā)明的1m-1.5m；本發(fā)明給出的鋼護(hù)筒位置都是理論位置，實(shí)際施工時(shí)鋼護(hù)筒可能會(huì)打歪，跟原來(lái)位置不一樣，所以套筒必須比鋼護(hù)筒大一些，以適應(yīng)這個(gè)偏位，同時(shí)套筒與鋼護(hù)筒內(nèi)的封底混凝土必須有一定的厚度，如果厚度太薄，封底混凝土的粘結(jié)效果不理想，也就達(dá)不到增加封底混凝土粘結(jié)力的作用，最終也達(dá)不到有效減少封底混凝土厚度的作用。

另一種技術(shù)方案中，還包括：斜撐架4，所述斜撐架4固定連接所述套筒3與所述鋼吊箱圍堰5底板，且繞所述鋼吊箱圍堰5底板的上表面及下表面上均勻環(huán)設(shè)一圈。在這種技術(shù)方案中，套筒的作用就是增加封底混凝土和護(hù)筒面的接觸高度，提高封底混凝土的粘結(jié)力，鋼吊箱圍堰從平臺(tái)下放到位，要入水，有水流和波浪等作用，會(huì)讓鋼吊箱圍堰在這個(gè)過(guò)程中左右搖擺，鋼護(hù)筒與套筒之間會(huì)有撞擊，如果沒(méi)有支撐，套筒這塊鋼板很容易變形甚至破壞，同時(shí)也能增加套筒與鋼吊箱圍堰底板的連接剛度，確保套筒在施工過(guò)程中不被破壞。

另一種技術(shù)方案中，所述底托6下表面均勻環(huán)設(shè)多塊筋板，所述筋板由上部的長(zhǎng)方體板和下部的直角梯形板一體成型，所述上部的長(zhǎng)方體板的上端固定于所述底托6的下表面，且筋板上部的長(zhǎng)方體板內(nèi)外兩端間的距離與底托6的寬度相同，所述上部的長(zhǎng)方體板的下端與所述下部的直角梯形板的長(zhǎng)底邊端吻合，且所述下部的直角梯形板的斜腰邊朝向所述底托6的外側(cè)；其中，相鄰兩塊筋板之間的間距小于0.3m，所述吊掛鋼絲繩2下端的吊點(diǎn)間距不超過(guò)1.5m。在這種技術(shù)方案中，底托的剛度也是關(guān)鍵，如果剛度不夠有可能無(wú)法支撐封底混凝土帶來(lái)的荷載，也就無(wú)法達(dá)到密封的效果，因此在底托下表面設(shè)置了多塊筋板，以加強(qiáng)底托的剛度，比簡(jiǎn)單的增加底托的厚度達(dá)到的效果要好，同時(shí)也能節(jié)省材料，降低成本，筋板的斜面設(shè)置在底托的外側(cè)，有一定的傾斜角度，能減少水對(duì)底托的沖擊力，本技術(shù)方案中底托與筋板的厚度均為20mm，且筋板上部的長(zhǎng)方體板左右兩端間的距離與底托的寬度相同，吊掛鋼絲繩吊點(diǎn)設(shè)計(jì)的間距也是根據(jù)底托下部設(shè)置的筋板來(lái)決定的。

另一種技術(shù)方案中，所述底托6還設(shè)置有工型鋼，所述工型鋼的上端與下端均為與所述底托6同中心的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述工型鋼的上端固定于所述底托6的下表面的中間位置；其中所述吊掛鋼絲繩2下端的吊點(diǎn)間距不超過(guò)3m。在這種技術(shù)方案中，所述底托的厚度為20mm，所述工型鋼的型號(hào)為工14型鋼，其焊接于底托下表面的中間位置，吊掛鋼絲繩下端的吊點(diǎn)間距也是根據(jù)底托下表面設(shè)置的工型鋼來(lái)決定的。

另一種技術(shù)方案中，所述底托6上表面還設(shè)置有向下的環(huán)形的第一凹槽，所述第一凹槽恰好能卡合所述套筒3的底端；所述套筒3底端外側(cè)壁還設(shè)置有向上的環(huán)形的第二凹槽，所述第二凹槽恰好能卡合所述第一凹槽的外壁，所述第一凹槽與所述第二凹槽均為磁塊構(gòu)成，且兩者的磁性相反，以使所述第一凹槽與所述第二凹槽相互吸引。在這種技術(shù)方案中，凹槽的設(shè)置可進(jìn)一步加強(qiáng)底托與套筒直接的密封；設(shè)置為均為磁塊構(gòu)成，且兩者的磁性相反，能更好的密封，同時(shí)因?yàn)榇判韵喾聪嗷ノ幸欢ǖ南蛏衔?，也能在一定程度上減少吊掛鋼絲繩需要施加的向上預(yù)緊力。

另一種技術(shù)方案中，所述底托6上表面還設(shè)置有柔性的止水條。在這種技術(shù)方案中，設(shè)置柔性的止水條密封的效果更好，因?yàn)槊芊獾暮脡闹苯雨P(guān)系到封底混凝土澆筑的質(zhì)量和整個(gè)方案的成敗。

本發(fā)明還提供了一種利用減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置進(jìn)行施工的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)下放鋼護(hù)筒到設(shè)定的位置，在鋼護(hù)筒中施工鉆孔樁，直至所有鉆孔樁施工完畢；

步驟2)在底托下表面焊接筋板或工型鋼，并將吊掛鋼絲繩的底端固定在底托上，然后用吊掛鋼絲繩吊住底托沿鋼護(hù)筒的外壁從鋼護(hù)筒的上端滑到下方，吊掛鋼絲繩的上端穿過(guò)設(shè)置于鋼護(hù)筒上端外壁的耳板孔洞并懸掛于鋼護(hù)筒上；在澆筑封底混凝土之前，當(dāng)?shù)鯍熹摻z繩的上端施加豎向的預(yù)緊力并固定后，在澆筑封底混凝土?xí)r，所述底托能與所述套筒無(wú)縫貼合；

步驟3)依托鋼護(hù)筒拼裝鋼吊箱圍堰，在鋼吊箱圍堰底孔內(nèi)壁焊接套筒，并在鋼吊箱圍堰底板上表面與下表面焊接斜撐架；

步驟4)整個(gè)結(jié)構(gòu)拼裝、焊接完畢后，利用下放設(shè)備將鋼吊箱圍堰下放到位、定位；

步驟5)澆筑封底混凝土前，在鋼護(hù)筒頂口提拉吊掛鋼絲繩，直至底托貼緊套筒然后鎖緊吊掛鋼絲繩；

步驟6)水下澆筑鋼吊箱圍堰的封底混凝土，使其與鋼吊箱圍堰、鋼護(hù)筒、套筒以及底托結(jié)合成整體；

步驟7)待封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，鋼吊箱圍堰內(nèi)抽水，切割封底混凝土上部的吊掛鋼絲繩以及鋼護(hù)筒，并進(jìn)行承臺(tái)施工。

另一種技術(shù)方案中，所述步驟2)還包括：在底托上表面焊接第一凹槽；所述步驟3)還包括：在套筒下端外側(cè)壁上焊接第二凹槽；所述步驟5)還包括：在鋼護(hù)筒頂口提拉吊掛鋼絲繩時(shí)，第一凹槽卡合套筒的底端，第二凹槽卡合第一凹槽的外壁。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。