水上钻孔平台的制作方法

1.本实用新型涉及水中施工辅助系统，具体涉及一种水上钻孔平台。


背景技术：

2.在传统的水中桥墩基础施工中，水中基坑支护结构(也称围堰)用于抵挡侧向水(土)侵入，为施工提供作业环境，其设计考虑支护结构自身抵抗侧向水(土)压力的作用；水上钻孔平台独立于水中基坑支护结构设计建造，由钢管桩承重基础、型钢纵横向框架梁、钢面板组成，造成施工投入的增加，同时水上钻孔平台往往位于水中基坑支护结构体系内，增加了施工阶段的组织难度。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种水上钻孔平台，用于改善钻孔平台和基坑支护结构独立设计建造增加施工难度和成本的情况。
4.根据本实用新型的实施例，该水上钻孔平台包括围堰和钻孔平台层；所述围堰为钢管桩与拉森钢板桩组合围堰，包括围护单元和内支撑单元，多个所述钢管桩与多个所述拉森钢板桩通过企口连接组成所述围护单元；所述钻孔平台层位于所述围护单元顶部，被所述多个钢管桩支承。
5.在一个或多个实施例中，所述多个钢管桩的标高一致，所述多个钢管桩的标高高于所述多个拉森钢板桩的标高。
6.在一个或多个实施例中，所述内支撑单元包括围檩和多个支撑臂；所述围檩包括多个围檩梁，所述多个围檩梁贴近所述围护单元内壁，并沿所述围护单元内壁环向封闭连接；所述围檩被所述多个支撑臂支撑，组成桁架结构。
7.在一个或多个实施例中，所述钻孔平台层包括顶面层和多个传力层，所述多个钢管桩支承所述多个传力层，所述多个传力层支承所述顶面层；所述顶面层提供作业平面，具有钻孔孔位；所述多个传力层包括上分配梁层、中分配梁层和下分配梁层，所述三个分配梁层纵横叠加。
8.在一个或多个实施例中，所述下分配梁层包括多个下分配梁，所述多个下分配梁连接所述钢管桩顶部，并沿所述围护单元环向封闭连接。
9.在一个或多个实施例中，所述中分配梁层包括多个贝雷桁架梁，所述多个贝雷桁架梁连接所述下分配梁，并在所述下分配梁层上沿纵向排布。
10.在一个或多个实施例中，所述上分配梁层包括多个上分配梁，所述多个上分配梁连接所述贝雷桁架梁，并在所述中分配梁层上沿横向均匀排布。
11.在一个或多个实施例中，所述顶面层包括多个顶面单元，所述顶面单元由多个工字钢并排组成，所述多个顶面单元铺接形成所述顶面层。
12.本实用新型的实施例至少具备下列之一有益效果：
13.1、通过设置围堰支承钻孔平台层，实现钻孔平台与围堰的集成，与传统的独立设
计建造相比，降低施工难度和成本。
14.2、通过设置围堰为钢管桩与拉森钢板桩组合围堰，抵挡侧向水(土)侵入能力强，竖向承载钻孔平台层能力强，适用于开挖深度深的基坑施工。
15.3、通过设置多个传力层纵横叠加，使得钻孔平台层载荷均匀传递至围堰。
16.4、通过设置顶面单元铺接形成顶面层，提升顶面层的拆装便利性，减少现场拆装工作量。
附图说明
17.本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
18.图1为水上钻孔平台的结构示意图；
19.图2为水上钻孔平台的纵向剖面示意图；
20.图3为水上钻孔平台的横向剖面示意图；
21.图4为水上钻孔平台的部分结构示意图；
22.图5为围护单元的局部结构示意图；
23.图6为水上钻孔平台的部分结构示意图；
24.图7为水上钻孔平台的部分结构示意图；
25.图8为水上钻孔平台的部分结构示意图；
26.图9为水上钻孔平台的部分结构示意图；
27.图10为水上钻孔平台的部分结构示意图；
28.图11为中分配梁层的部分结构示意图；
29.图12为中分配梁层的部分结构示意图；
30.图13为中分配梁层的部分结构示意图；
31.图14为钻孔平台层的部分结构示意图；
32.图15为钻孔平台层的部分结构示意图；
33.图16为钻孔平台层的部分结构示意图；
34.图17为钻孔平台层的部分结构示意图；
35.图18为顶面层的部分结构示意图；
36.图19为顶面层的部分结构示意图；
37.附图标记：
38.水上钻孔平台1000；
39.围堰100，钻孔平台层200；
40.围护单元10，钢管桩10a，拉森钢板桩10b，企口10c；
41.内支撑单元20，围檩21，围檩梁21a，支撑臂22，斜支撑臂22a，直角支撑臂22b，混凝土23；
42.顶面层30，顶面单元30a，焊接钢筋30b；
43.上分配梁层40，上分配梁40a；
44.中分配梁层50，贝雷桁架梁51，贝雷桁架排51a，下弦杆51b，上弦杆 51c，支撑架51d，π型钢筋52，联系梁53；
45.下分配梁层60，下分配梁60a，桩帽60b，加筋板60c。
具体实施方式
46.在传统的水中桥墩基础施工中，水中基坑支护结构(即围堰)用于抵挡侧向水(土)侵入，为施工提供作业环境，其设计考虑支护结构自身抵抗侧向水(土)压力的作用；水上钻孔平台独立于水中基坑支护结构设计建造，并位于水中基坑支护结构体系内，由钢管桩承重基础、型钢纵横向框架梁、钢面板组成。
47.本技术的发明人注意到，二者的独立设计建造造成施工投入的增加，还增加了施工阶段的组织难度。对于水中桥墩基础的水中基坑支护结构，考虑集成灌注桩基础施工作业平台(即钻孔平台)，不仅要利用水中基坑支护结构抵挡侧向水(土)侵入，还要利用水中基坑支护结构竖向支承钻孔平台、打桩机械、混凝土搅拌车、施工人员等荷载。
48.围堰100的开口朝向为竖向，本实施例以具有长方形开口的围堰100 为例进行说明，长方形的长轴方向为横向，长方形的短轴方向为纵向。
49.如图1至图3所示，水上钻孔平台1000包括围堰100和钻孔平台层200，钻孔平台层200位于围堰100顶部，被围堰100支承。这实现钻孔平台与围堰 100的集成，与传统的独立设计建造相比，降低施工难度和成本。
50.如图4所示，围堰100为钢管桩与拉森钢板桩组合围堰，包括围护单元10 和内支撑单元20。
51.如图4和图5所示，多个钢管桩10a与多个拉森钢板桩10b通过企口10c 连接组成围护单元10，其中，以钢管桩10a为主、拉森钢板桩10b为辅，共同抵抗基坑外侧传递至基坑内部的水平向水(土)压力，发挥止水性。如图2和图3所示，钻孔平台层200位于围护单元10顶部。钻孔平台层200被围护单元10支承，具体为被多个钢管桩10a支承。
52.为使钢管桩10a支承钻孔平台层200，安装时，多个钢管桩10a的标高一致，且多个钢管桩10a的标高高于多个拉森钢板桩10b的标高。具体地，钢管桩10a常采用螺旋焊接钢管，深水基础中钢管桩10a的直径一般不小于630mm，壁厚不小于10mm。
53.如图4所示，内支撑单元20包括围檩21和多个支撑臂22。围檩21包括多个围檩梁21a，多个围檩梁21a贴近围护单元10内壁，并沿围护单元10内壁环向封闭连接，围檩21被多个支撑臂22支撑，组成桁架结构。
54.具体地，围檩梁21a的数量为四个，分别贴近具有长方形开口的围护单元 10的四个内侧壁，该四个围檩梁21a的两端彼此连接，以形成环向封闭矩形的围檩21，环向封闭指在垂直于竖向的平面内围檩21轮廓为封闭图形，在本实施例中为封闭矩形。围檩梁21a常采用工字钢、h型钢。如图5所示，围檩梁 21a与围护单元10的内侧壁之间存在空隙，为了增加稳定性，采用c25快硬细石混凝土23填充该空隙。
55.具体地，支撑臂22包括斜支撑臂22a和直角支撑臂22b，支撑在围檩梁 21a之间，组成桁架结构。多个直角支撑臂22b在两横向围檩梁21a之间沿纵向排布，支撑两横向围檩梁21a，直角支撑臂22b的两端分别连接两横向围檩梁21a，与两横向围檩梁21a的夹角为直角。多个斜支撑臂22a设置在矩形围檩21的四个直角位置处，在横向围檩梁21a和纵向围檩梁21a之间倾斜排布，支撑横向围檩梁21a和纵向围檩梁21a，斜支撑臂22a的两端分别连接横向围檩梁21a和纵向围檩梁21a，与横向围檩梁21a和纵向围檩梁21a的夹角为45 度。支撑臂
22常采用工字钢、h型钢和截面形式为“o型”的钢构件。
56.与拉森钢板桩围堰相比，钢管桩与拉森钢板桩组合围堰100具有更优秀的结构抗弯曲特性，在水平向水(土)压力下不易弯曲，抵挡侧向水(土)侵入能力强。此外，与拉森钢板桩10b相比，钢管桩10a具有更优秀的单桩竖向承载力和抗压稳定性，适于承担钻孔平台层200传递的竖向施工载荷，竖向承载能力强。上述均使得本实施例的水上钻孔平台1000适用于开挖深度深的基坑施工。
57.钻孔平台层200既是承重层也是载荷传力层。如图2和图3所示，钻孔平台层200包括顶面层30和多个传力层，多个钢管桩10a支承多个传力层，多个传力层支承顶面层30。顶面层30提供作业平面，具有钻孔孔位。多个传力层包括上分配梁层40、中分配梁层50和下分配梁层60，三个分配梁层纵横叠加，以使得钻孔平台层200的载荷均匀传递至围堰100。
58.下分配梁层60的主要作用为将中分配梁层50受到的载荷均匀传递至钢管桩10a。如图4所示，下分配梁层60包括多个下分配梁60a，多个下分配梁 60a连接钢管桩10a顶部，并沿围护单元10环向封闭连接。具体地，下分配梁 60a的数量为四个，分别沿四个围护单元10侧壁顶部设置并连接其钢管桩10a 顶部，该四个下分配梁60a的两端彼此连接，以形成环向封闭矩形的下分配梁层60，环向封闭指在垂直于竖向的平面内下分配梁层60轮廓为封闭图形，在本实施例中为封闭矩形。下分配梁60a常采用截面特性更好、承载能力更强的h型钢。下分配梁60a与钢管桩10a顶部采用电焊连接稳固，具体如图6和图 7所示，钢管桩10a顶部具有桩帽60b，桩帽60b在钢管桩10a的圆形口沿上，桩帽60b底壁被该圆形口沿支承，与圆形口沿焊接连接，下分配梁60a与桩帽 60b顶壁焊接连接；为使连接稳固，钢管桩10a顶部还具有加筋板60c，加筋板60c自钢管桩10a外侧壁沿径向延伸，连接并支承桩帽60b底壁，加筋板60c与钢管桩10a外侧壁以及桩帽60b底壁均为焊接连接。
59.中分配梁层50的主要作用为将上分配梁层40受到的载荷均匀传递至下分配梁层60。如图1至图3所示，中分配梁层50包括多个贝雷桁架梁51，多个贝雷桁架梁51连接下分配梁60a，并在下分配梁层60上沿纵向排布。具体地，沿纵向设置的贝雷桁架梁51两端的底部分别连接两个沿横向设置的下分配梁60a，如图8至图10所示，贝雷桁架梁51底部的下弦杆51b与下分配梁 60a通过π型钢筋52固定连接，π型钢筋52规格常采用直径16毫米的螺纹钢。
60.如图9所示，一个贝雷桁架梁51在横向上包括三个沿纵向设置的贝雷桁架排51a，该三个贝雷桁架排51a在横向上通过支撑架51d连接，以增强贝雷桁架梁51的横向稳定性。支撑架51d常采用45型支撑架(排间距45厘米) 或90型支撑架(排间距90厘米)。
61.如图3所示，在横向上，两个贝雷桁架梁51接近设置，成为一组。如图 11至13所示，一组内的两个贝雷桁架梁51在横向上通过联系梁53连接，联系梁53沿横向设置，在横向上延伸以连接两贝雷桁架梁51，每个贝雷桁架梁 51的纵向跨度间均匀设置有三组联系梁53，每组联系梁53包括两个联系梁 53，分别设置在贝雷桁架梁51的上弦杆51c和下弦杆51b处。联系梁53通常采用[14#以上槽钢，即14号以上的槽钢，联系梁53与贝雷桁架排51a通过螺栓连接，并在螺栓锚固处设置连接片，螺栓规格常采用m18以上。
[0062]
上分配梁层40的主要作用为将顶面层30的载荷均匀传递到中分配梁层 50。如图2所示，上分配梁层40包括多个上分配梁40a，多个上分配梁40a连接贝雷桁架梁51，并在中分配梁层50上沿横向均匀排布。具体地，如图2和图3所示，上分配梁40a沿横向设置，在横向上延伸，多个上分配梁40a在贝雷桁架梁51的纵向长度上以一定纵向间距均匀布置。如图14至
图16所示，上分配梁40a位于贝雷桁架梁51的上弦杆51c上，通过上弦杆51c与贝雷桁架梁51连接，在上分配梁40a与上弦杆51c的交会节点处，二者通过螺栓连接，螺栓锚固处设置连接片，螺栓规格常采用m18以上。上分配梁40a常采用工字形状截面的钢材，如工字钢、h型钢。
[0063]
如图2所示，顶面层30位于钻孔平台层200的最上层，直接承受钻孔机械、人员等施工载荷的作用，将施工载荷均匀传递至上分配梁层40。如图17 至图19所示，顶面层30包括多个顶面单元30a，每个顶面单元30a由多个工字钢并排组成，多个顶面单元30a铺接形成顶面层30，这提升了顶面层30的拆装便利性，减少现场拆装工作量。顶面单元30a根据钻孔机械、行驶车辆的站位要求进行铺接，同时留有钻孔孔位，两个顶面单元30a之间采用两道焊接钢筋30b焊接固定，以增强顶面层30的整体稳定性。焊接钢筋30b采用直径 16毫米的螺纹钢筋。顶面层30的工字钢沿纵向设置，在纵向上延伸，其竖向顶部彼此邻接形成平整的作业平面，其竖向底部被上分配梁40a的顶部支承。工字钢常采用8#或10#工字钢。在其他实施例中，工字钢为其他具有工字形状截面的钢材，如h型钢。
[0064]
在本实施例中，以具有长方形开口的围堰100为例进行说明，在另一个或多个实施例中，围堰100具有其他形状的开口，如具有圆形开口。本实用新型虽然以实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。