一种水下钢管桩桩头快速截桩的施工平台及其施工方法与流程

1.本发明涉及港口工程施工领域，具体涉及到一种水下钢管桩桩头快速截桩的施工平台及其施工方法。


背景技术：

2.在大型港口工程中，钢管桩通常为主要施工项目，主要作为指码头、升船机、指挥塔等海面平台的底部支撑结构。其施工方法有大型打桩船锤击沉桩、履带吊车振动沉桩等。对于海上码头、桥梁、港口等建筑，钢管桩直径及打入深度都比较大，一般海面开阔，采用大型打桩船进行打桩，效率高，打入直径和深度较大。根据相应结构设计，海面平台高程一般略高于海平面，因此钢管桩桩头通常布置于海面潮位变化区，或约低于最低潮位高程，在上述环境情况下截桩施工困难。目前水下截桩施工存在以下几种问题；1、位于海面涨落潮水位变化区域高程的钢管桩桩头，受海面潮位高程变化影响，通常只能利用落潮期间，钢管桩桩头露出海面的时段进行截桩，可利用时间短，无法连续作业，进度慢；2、钢管桩截桩通常使用船舶作为施工平台，受风浪影响存在操作平台不稳定，切割施工操作困难，施工效率低下还存在安全隐患；3、在水面以下的钢管桩桩头，通常使用蛙人进行水下气割焊截桩，对施工人员要求非常高，成本高、工效低。
3.正是由于这些问题的存在，造成了水下钢管桩桩头截桩施工难度大，工效低，耗费大量的人力、物力。
4.因此需要一种能够保障施工连续性及安全性，提高施工效率的施工装置及施工方法。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题在于提供一种水下钢管桩桩头快速截桩的施工平台及其施工方法，现有的水下截桩施工时通常受到海面潮位高程变化影响，切割施工困难、不连续，同时对于施工人员要求较高的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种水下钢管桩桩头快速截桩的施工平台，所述施工平台为开口向上的箱体，外部设有挡水板；所述施工平台分为左半部平台及右半部平台，在左半部平台及右半部平台的底面连接处各设有一个半圆形开口，构成圆形孔，并在所述圆形孔的内侧壁上设有抱箍；在所述左半部平台及右半部平台的合并交接边处还设有鸭嘴状凸起，所述鸭嘴状凸起在箱体外侧及箱体下表面向外延伸，在所述左半部平台及右半部平台的抱箍及合并交接边上均设有止水垫；在所述左半部平台及右半部平台内还分别设有一组水平设置且相互匹配的插销梁套管及插销梁，所述插销梁伸入所述插销梁套管内部，从而将左半部平台及右半部平台连接为整体，在所述插销梁套管外侧壁设有一块竖直的第一挡板，在插销梁外侧壁还设有竖直的第二挡板，油压伸缩杆与第
一挡板固定连接，且油压伸缩杆的活塞杆穿过第一挡板后与第二挡板固定连接。
7.特别的，所述施工平台内部底面上还固定有排水泵坑，所述排水泵坑内设有排水泵，并通过排水泵设有朝向施工平台外部的排水管。
8.特别的，所述施工平台内部还设有爬梯。
9.特别的，所述施工平台顶端四个角落处还设有吊点。
10.一种水下钢管桩桩头快速截桩的施工平台的施工方法，包括如下步骤：s1、施工平台吊装就位；s2、施工平台合并抱紧固定；s3、施工平台内部排干海水；s4、完成截桩作业；s5、施工平台吊装就位；s6、平台松开及灌水，进行后续吊装；其中，步骤s1的具体操作为：进行施工平台的预加工，并将左半部平台及右半部平台利用插销梁套管及插销梁，配合油压伸缩杆预连接，此时保持油压伸缩杆处于伸长状态，同时插销梁位于插销梁套管内；利用轮船上的吊装设备，将施工平台吊起并转至钢管桩上方，通过施工平台底面上的圆形孔对正钢管桩，缓慢下放施工平台至设计的截桩高程。
11.特别的，步骤s2的具体操作为：当施工平台下放至设计高程后，启动油压伸缩杆，将左半部平台及右半部平台缓慢合拢，并卡设于钢管桩上，然后松开并拆除吊具。
12.特别的，步骤s3的具体操作为：启动施工平台内部的排水泵，将施工平台整个箱体内部的海水抽干并排出箱体内部，在钢管桩周边形成一个干燥的施工环境，后拆除排水泵及排水管。
13.特别的，在步骤s4中，截桩作业时需要利用吊装设备预先与钢管桩的上半部分连接，当截桩施工完成后利用吊装设备将截除部分吊离施工平台。
14.特别的，步骤s5的具体操作为：完成钢管截桩施工后，利用吊装设备保持施工平台的吊装姿势，此时吊具需保持张紧状态。
15.特别的，步骤s6的具体操作为：启动油压伸缩杆，缓慢伸长活塞杆，将左半部平台及右半部平台缓慢分开一小段距离，使得海水从张开的缝隙中缓慢流入施工平台内，待施工平台内外水位高程一致后，再次伸长油压伸缩杆，将两部分结构完全张开，最后利用吊装设备将施工平台运转至下一根钢管桩。
16.本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本发明能为水下钢管桩桩头截桩提供干燥施工条件，避免海面潮位高程变化对于施工的影响，降低施工成本，也降低了对于切割施工的施工人员的要求，节约人力成本。
17.2、本发明能为涨落潮区钢管桩桩头截桩施工提供连续作业条件，加快施工进度。
18.3、本发明提供的钢管桩截桩施工平台平稳，不受风浪影响，提高施工效率，解决了现有技术中以船舶作为施工平台，受风浪影响导致施工平台摇晃，操作困难还存在安全隐患的问题。
附图说明
19.图1为本发明的使用状态图。
20.图2为本发明的使用状态俯视结构示意图。
21.图3为施工平台安装及拆除状态俯视结构示意图。
22.图4为本发明施工方法流程图。
23.图中各标号的释义为：施工平台—1；左半部平台—11；右半部平台—12；圆形孔—13；抱箍—14；鸭嘴状凸起—15；止水垫—16；插销梁套管—17；第一挡板—171；插销梁—18；第二挡板—181；油压伸缩杆—19；挡水板—2；排水泵—3；排水管—31。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。
25.如图1~图3所示，一种水下钢管桩桩头快速截桩的施工平台，所述施工平台1为开口向上的箱体，外部设有挡水板2；所述施工平台1分为左半部平台11及右半部平台12，在左半部平台11及右半部平台12的底面连接处各设有一个半圆形开口，构成圆形孔13，并在所述圆形孔13的内侧壁上设有抱箍14；在所述左半部平台11及右半部平台12的合并交接边处还设有鸭嘴状凸起15，所述鸭嘴状凸起15在箱体外侧及箱体下表面向外延伸；在所述左半部平台11及右半部平台12的抱箍14及合并交接边上均设有止水垫16；在所述左半部平台11及右半部平台12内还分别设有一组水平设置且相互匹配的插销梁套管17及插销梁18，所述插销梁18伸入所述插销梁套管17内部，从而将左半部平台11及右半部平台12连接为整体，在所述插销梁套管17外侧壁设有一块竖直的第一挡板171，在插销梁18外侧壁还设有竖直的第二挡板181，油压伸缩杆19与第一挡板171固定连接，且油压伸缩杆19的活塞杆穿过第一挡板171后与第二挡板181固定连接。
26.在本发明中，通过将施工平台1拆分为左半部平台11及右半部平台12，并在平台底面设置圆形孔13作为水下钢管桩的安装位置，使得施工平台1能够固定在水下钢管桩上。在将施工平台1吊装之前，利用插销梁套管17及插销梁18将左半部平台11及右半部平台12预连接，保证在吊装过程中不会出现左半部平台11及右半部平台12分开的情况，并利用油压伸缩杆19将左半部平台11及右半部平台12的半圆形开口分开一定距离，使得水下钢管桩能够顺利的伸入施工平台1内；所述鸭嘴状凸起15的作用在于当施工平台1沉入水面以下后，左半部平台11及右半部平台12的合并交接边处的鸭嘴状凸起15在左半部平台及右半部平台12被油压伸缩杆19拉紧后，利用合并交接边两侧的外部水压作用于鸭嘴状凸起15上，增加左右平台之前的压紧力，使得合并交接边处的止水垫16能够更好地起到密封防水的作用，避免由于水压过大导致渗水。抱箍14的作用在于将施工平台1与水下钢管桩紧密连接，同时配合抱箍14内侧壁上的止水垫16，使得水下钢管桩与施工平台1的连接处不会出现渗水的现象，也能避免为了保证密封效果而使得油压伸缩杆19施加的拉紧力过大，而导致水下钢管桩结构出现损伤。
27.作为一个优选的实施例，所述施工平台1内部底面上还固定有排水泵坑，所述排水泵坑内设有排水泵3，并通过排水泵3设有朝向施工平台1外部的排水管31。
28.在本实施例中，通过在吊装前将排水泵3固定于排水泵坑内，并配合朝向施工平台外部的排水管31，使得当施工平台1沉入水下后，能够快速将施工平台1内的水抽出，保证施
工平台1内的干燥，以便于后续的截桩施工作业。
29.作为一个优选的实施例，所述施工平台1内部还设有爬梯。所述爬梯的作用在于为施工人员提供一个行走通道，方便施工人员进出施工平台1。
30.作为一个优选的实施例，所述施工平台1顶端四个角落处还设有吊点。
31.如图4所示，一种水下钢管桩桩头快速截桩的施工平台的施工方法，包括如下步骤：s1、施工平台吊装就位；s2、施工平台合并抱紧固定；s3、施工平台内部排干海水；s4、完成截桩作业；s5、施工平台吊装就位；s6、平台松开及灌水，进行后续吊装；其中，步骤s1的具体操作为：进行施工平台的预加工，并将左半部平台11及右半部平台12利用插销梁套管17及插销梁18，配合油压伸缩杆19预连接，此时保持油压伸缩杆19处于伸长状态，同时插销梁18位于插销梁套管17内；利用轮船上的吊装设备，将施工平台1吊起并转至钢管桩上方，通过施工平台1底面上的圆形孔13对正钢管桩，缓慢下放施工平台1至设计的截桩高程。在本实施例中，通过插销梁套管17及插销梁18，配合油压伸缩杆19将左半部平台11及右半部平台12预连接，使得左半部平台11及右半部平台12预先连接成一个整体，在吊装过程中，插销梁套管17及插销梁18起到辅助承重的作用，同时避免吊装过程中施工平台1散开，也便于后续将施工平台固定在水下钢管桩上。
32.作为一个优选的实施例，步骤s2的具体操作为：当施工平台1下放至设计高程后，启动油压伸缩杆19，将左半部平台11及右半部平台12缓慢合拢，并卡设于钢管桩上，然后松开并拆除吊具。在收缩油压伸缩杆19的过程中，需要注意左半部平台11及右半部平台12的相对高度，避免左半部平台11及右半部平台12在合拢过程中出现倾斜，导致合并交接边及止水垫16合拢不严，出现渗水的情况。
33.作为一个优选的实施例，步骤s3的具体操作为：启动施工平台1内部的排水泵3，将施工平台1整个箱体内部的海水抽干并排出箱体内部，在钢管桩周边形成一个干燥的施工环境，后拆除排水泵3及排水管31。
34.作为一个优选的实施例，在步骤s4中，截桩作业时需要利用吊装设备预先与钢管桩的上半部分连接，当截桩施工完成后利用吊装设备将截除部分吊离施工平台1。
35.作为一个优选的实施例，步骤s5的具体操作为：完成钢管截桩施工后，利用吊装设备保持施工平台1的吊装姿势，此时吊具需保持张紧状态。
36.作为一个优选的实施例，步骤s6的具体操作为：启动油压伸缩杆19，缓慢伸长活塞杆，将左半部平台11及右半部平台12缓慢分开一小段距离，使得海水从张开的缝隙中缓慢流入施工平台1内，待施工平台1内外水位高程一致后，再次伸长油压伸缩杆，将两部分结构完全张开，最后利用吊装设备将施工平台1运转至下一根钢管桩。在本实施例中，先将左右平台缓慢分开一小段距离的目的在于让海水浸入施工平台1内部，从而使得施工平台1内外的压力一致，避免瞬时作用力过大导致圆形孔13、左半部平台11及右半部平台12损坏。
37.在本发明中，核心原理是通过制作加工一个水下截桩施工的施工平台1，并将施工
平台1固定于需要截桩施工作业的钢管桩上，并将施工平台1内部的海水排干，形成一个平稳的施工平台并提供一个干燥的施工空间，以此减小作业难度，并提供连续作业条件，提高水下钢管桩截桩效率。其主要施工步骤为：截桩高程确认
→
平台吊装就位
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平台合并抱紧固定
→
平台内部排干海水
→
截桩作业
→
对平台吊装就位（吊具张紧）
→
平台松开和灌水
→
完成截桩施工。
38.在整个过程中，施工平台1主要使用框架梁和挡水板2组合成一个可以挡水的箱式主体结构，框架梁作为主要受力结构，保证施工平台1不会由于水压的作用变形，挡水板2固定在施工平台1的四周和底部，主要用于阻挡外部海水。
39.本发明描述中出现的“连接”、“固定”，可以是固定连接、加工成型、焊接，也可以机械连接，具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.本发明描述中，出现的术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系仅为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位，因此并不能理解为对本发明的限制。
41.最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所描述的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。