围堰与钻孔平台一体化系统及其应用施工方法与流程

1.本发明涉及承台施工技术领域，尤其涉及一种围堰与钻孔平台一体化系统及其应用施工方法。


背景技术：

2.目前的水中桩基承台施工有两种方式，第一种是先搭设钻孔平台，通过钻孔平台进行桩基施工，桩基完成后拆除钻孔平台，再行安装围堰结构，在围堰结构内进行承台施工，相对第一种来说，第二种是当前采用较多的施工方式，先行安插管桩和板桩，形成围堰结构，利用围堰结构作为钻孔平台基础，在围堰上搭设钻孔平台，通过钻孔平台进行桩基施工，桩基完成后拆除钻孔平台即可进行承台施工。
3.现有的钻孔平台的底部均架设在围堰内，搭建钻孔平台前需要在围堰的内壁的不同位置上布置连接件，将钻孔平台连接在连接件上，但控制不同连接件均处于同一水平高度需要较高的施工精度，难度较大，钻孔平台水平度低，质量较差；另外，搭建钻孔平台受到施工空间限制，不方便工人作业，作业效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的旨在提供一种围堰与钻孔平台一体化系统及其应用施工方法，实现钻孔平台架设在围堰的顶部，并简化围堰与钻孔平台的连接，方便工人作业，提高钻孔平台的作业效率和搭建质量。
5.为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
6.围堰与钻孔平台一体化系统，包括用于安插在河床上的围堰和辅助支撑模块，所述辅助支撑模块位于围堰的内侧，还包括沿着围堰的顶部环绕布置的垫梁、搭设在垫梁的顶面上的用于围堰内桩基施工的钻孔平台；所述垫梁分别与钻孔平台的底部和围堰的顶部连接，所述辅助支撑模块的顶部与所述垫梁的顶面处于同一水平高度，且与所述钻孔平台的底部连接；所述辅助支撑模块位于所述钻孔平台的中心处。
7.进一步设置，所述钻孔平台包括面板、若干根贝雷梁和桩顶承重梁，所述面板、贝雷梁、桩顶承重梁由上至下依次连接，所述贝雷梁与所述桩顶承重梁互为交错布置，所述桩顶承重梁的两端分别与垫梁的相对两侧的顶面连接。
8.进一步设置，至少两根所述桩顶承重梁与围堰的相对两侧的侧壁的顶面正对布置，至少一根所述桩顶承重梁与辅助支撑模块的顶部连接。
9.进一步设置，所述钻孔平台还包括排布在贝雷梁与面板之间的分配梁；所述分配梁与贝雷梁互为交错布置，所述分配梁分别与面板的底面、贝雷梁的顶面连接。
10.进一步设置，所述辅助支撑模块包括用于插设在河床上的至少两根辅助桩；至少两根所述桩顶承重梁分别与对应的辅助桩的顶端连接。
11.进一步设置，若干所述辅助桩呈矩形结构排布，相对两侧所述辅助桩对称布置，对称布置的两根所述辅助桩的顶端均与对应的一根所述桩顶承重梁连接。
12.进一步设置，所述辅助支撑模块还包括第一支撑件；所述第一支撑件的两端分别与相邻的辅助桩连接。
13.进一步设置，还包括内支撑模块；所述内支撑模块包括沿围堰的内壁环绕布置的围檩、若干个位于围檩的内侧的第二支撑件，所述围檩的相邻两侧的内壁之间连接有对应的所述第二支撑件，所述围檩的外侧壁与围堰的内侧壁连接。
14.进一步设置，所述围堰包括插设在用于安插在河床上的管桩和板桩，所述管桩和板桩交替排布且首尾相连围蔽成所述围堰。
15.本技术方案还提供了一种围堰与钻孔平台一体化系统的应用施工方法，基于如上所述的围堰与钻孔平台一体化系统的应用施工步骤：
16.安插用于插设在河床上的围堰和辅助支撑模块；
17.沿着围堰的顶面环绕布置垫梁，垫梁的顶面与辅助支撑模块的顶部处于同一水平高度；
18.搭建钻孔平台，将钻孔平台搭设在垫梁的顶面和辅助支撑模块的顶部上；
19.排出围堰内的积水，通过钻孔平台在围堰内进行桩基施工。
20.相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：
21.1.在本发明涉及的围堰与钻孔平台一体化系统中，通过在围堰的顶部布置垫梁，垫梁沿着围堰的轴向延伸形成围绕结构，钻孔平台的底部的边缘处与垫梁的顶面连接，钻孔平台的底部的中心处与辅助支撑模块的顶部连接，垫梁和辅助支撑模块共同承托起钻孔平台，垫梁的顶面与辅助支撑模块的顶部持平，即处于同一水平高度，使搭建的钻孔平台的水平度高，质量较好，避免作业空间受限，降低了施工精度要求和作业难度，提高作业效率，便于钻孔平台施工高质量的桩基。
22.2.在本发明涉及的围堰与钻孔平台一体化系统中，桩顶承重梁、贝雷梁以纵横交错的叠放方式进行连接，作为钻孔平台的支撑基础，桩顶承重梁搭设连接在垫梁的顶面上，面板固定在贝雷梁的上侧，形成稳固的钻孔平台。
23.3.在本发明涉及的围堰与钻孔平台一体化系统中，通过布置桩顶承重梁的摆放位置，部分桩顶承重梁落至围堰的侧壁的顶面的正上方，部分落至辅助支撑模块的正上方，使钻孔平台的下压力可竖直传递至围堰和辅助支撑模块上，围堰与辅助支撑模块起到较好的支撑效果。
24.4.在本发明涉及的围堰与钻孔平台一体化系统中，通过在贝雷梁与面板之间搭设分配梁，分配梁与贝雷梁呈纵横交错布置，面板铺设连接在分配梁的顶面上，强化了钻孔平台的支撑基础。
25.5.在本发明涉及的围堰与钻孔平台一体化系统中，辅助支撑模块中的辅助桩安插在河床上，桩顶承重梁与辅助桩相配合，将钻孔平台的下压力通过辅助桩和围堰传递至河床上，辅助桩设置至少两根，增加了支撑位点，提高支撑质量，降低单根辅助桩的荷载，提高辅助支撑模块的整体的支撑强度和使用寿命。
26.6.在本发明涉及的围堰与钻孔平台一体化系统的施工方法中，采取先围堰抽水后桩基的方法，可先形成封闭环境，使水上桩基施工无须设置过长钢护筒，钻孔过程中无需考虑水头压差，桩基在干燥的作业环境下施工，对于有水源保护要求的水上桩基施工，既能节约成本，又能满足环保要求，为环施工提供保障。
27.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
28.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
29.图1为本发明的一种实施例中的围堰与钻孔平台一体化系统的正视结构示意图；
30.图2为本发明的一种实施例中的图1的a的局部放大图；
31.图3为本发明的一种实施例中的围堰与钻孔平台一体化系统的侧视结构示意图；
32.图4为本发明的一种实施例中的围堰、桩顶承重梁、贝雷梁的布置俯视图；
33.图5为本发明的一种实施例中的辅助支撑模块、内支撑模块、围堰的布置俯视图；
34.图6为本发明的一种实施例中的辅助桩与第一支撑件的组合连接效果图；
35.图7为本发明的一种实施例中的围堰与钻孔平台一体化系统的应用施工方法。
36.附图标记：1、河床；2、基槽；3、围堰；4、垫梁；5、钻孔平台；6、辅助支撑模块；7、内支撑模块；8、锚固层；
37.21、围堰槽；22、桩孔；31、管桩；32、板桩；
38.51、桩顶承重梁；52、贝雷梁；53、分配梁；54、面板；
39.61、辅助桩；62、第一支撑件；71、围檩；72、第二支撑件。
具体实施方式
40.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
41.如图1-4所示，本发明提供了一种围堰与钻孔平台一体化系统，包括用于安插在河床1上的围堰3和辅助支撑模块6，所述辅助支撑模块6位于围堰3的内侧，还包括沿着围堰3的顶部环绕布置的垫梁4、搭设在垫梁4的顶面上的用于围堰3内桩基施工的钻孔平台5；所述垫梁4分别与钻孔平台5的底部和围堰3的顶部连接，所述辅助支撑模块6的顶部与所述垫梁4的顶面处于同一水平高度，且与所述钻孔平台5的底部连接；所述辅助支撑模块6位于所述钻孔平台5的中心处。
42.其实施方式为，通过在围堰3的顶部布置垫梁4，垫梁4沿着围堰3的轴向延伸形成围绕结构，钻孔平台5的底部的边缘处与垫梁4的顶面连接，钻孔平台5的底部的中心处与辅助支撑模块6的顶部连接，垫梁4和辅助支撑模块6共同承托起钻孔平台5，垫梁4的顶面与辅助支撑模块6的顶部持平，即处于同一水平高度，使搭建的钻孔平台5的水平度高，质量较好，避免作业空间受限，降低了施工精度要求和作业难度，提高作业效率，便于钻孔平台5施工高质量的桩基。
43.垫梁4增大了钻孔平台5与围堰3的接触面积，同时垫平了围堰3的顶部，钻孔平台5的底部的各处均位于同一平面上。
44.搭建钻孔平台5，将钻孔平台5的底部的边缘处和中心处分别搭设在垫梁4的顶面、辅助支撑模块6的顶部上，钻孔平台5分别与垫梁4和辅助支撑模块6连接，另外，辅助支撑模
块6也可位于钻孔平台5的非中心处，例如根据钻孔平台5的重心所在位置进行相对应的调整布置。
45.钻孔平台5的具体结构为，所述钻孔平台5包括面板54、若干根贝雷梁52和桩顶承重梁51，所述面板54、贝雷梁52、桩顶承重梁51由上至下依次连接，所述贝雷梁52与所述桩顶承重梁51互为交错布置，所述桩顶承重梁51的两端分别与垫梁4的相对两侧的顶面连接。
46.桩顶承重梁51、贝雷梁52以纵横交错的叠放方式进行连接，作为钻孔平台5的支撑基础，桩顶承重梁51搭设连接在垫梁4的顶面上，面板54固定在贝雷梁52的上侧，形成稳固的钻孔平台5。
47.桩顶承重梁51的布置方式为，至少两根所述桩顶承重梁51与围堰3的相对两侧的侧壁的顶面正对布置，至少一根所述桩顶承重梁51与辅助支撑模块6的顶部连接。
48.通过布置桩顶承重梁51的摆放位置，部分桩顶承重梁51落至围堰3的侧壁的顶面的正上方，部分落至辅助支撑模块6的正上方，使钻孔平台5的下压力可竖直传递至围堰3和辅助支撑模块6上，围堰3与辅助支撑模块6起到较好的支撑效果。
49.优选的，所述钻孔平台5还包括排布在贝雷梁52与面板54之间的分配梁53；所述分配梁53与贝雷梁52互为交错布置，所述分配梁53分别与面板54的底面、贝雷梁52的顶面连接。
50.通过在贝雷梁52与面板54之间搭设分配梁53，分配梁53与贝雷梁52呈纵横交错布置，面板54铺设连接在分配梁53的顶面上，强化了钻孔平台5的支撑基础。
51.在一些实施例中，所述辅助支撑模块6包括用于插设在河床1上的至少两根辅助桩61；至少两根所述桩顶承重梁51分别与对应的辅助桩61的顶端连接。
52.辅助支撑模块6中的辅助桩61安插在河床1上，桩顶承重梁51与辅助桩61相配合，将钻孔平台5的下压力通过辅助桩61和围堰3传递至河床1上，辅助桩61设置至少两根，增加了支撑位点，提高支撑质量，降低单根辅助桩61的荷载，提高辅助支撑模块6的整体的支撑强度和使用寿命。
53.在具体实施中，若干所述辅助桩61呈矩形结构排布，相对两侧所述辅助桩61对称布置，对称布置的两根所述辅助桩61的顶端均与对应的一根所述桩顶承重梁51连接。
54.辅助桩61的排布设置，节省桩顶承重梁51的用量，同时提高单根桩顶承重梁51的承重效果，通过两根辅助桩61将钻孔平台5的下压力传递至河床1上，提高支撑效果。
55.进一步改进，所述辅助支撑模块6还包括第一支撑件62；所述第一支撑件62的两端分别与相邻的辅助桩61连接。
56.如图6所示，相邻两根辅助桩61之间通过第一支撑件62连接，连成一体，组成使用，提高辅助支撑模块6的自身强度，辅助桩61根据实际情况布置相应的数量以及排布方式，有针对性地增强支护效果。
57.如图5所示，内支撑模块7的具体结构为，还包括内支撑模块7，所述内支撑模块7包括沿围堰3的内壁环绕布置的围檩71、若干个位于围檩71的内侧的第二支撑件72；所述围檩71的相邻两侧的内壁之间连接有对应的所述第二支撑件72，所述围檩71的外侧壁与围堰3的内侧壁连接。
58.优选的，所述内支撑模块7设有至少两个，相邻所述内支撑模块7呈上下间隔布置。
59.围檩71的设置层数具体根据围堰3的深度进行合理分布，沿着围堰3的轴向间隔排
布，在不同高度对围堰3进行支撑，提高支撑强度和围堰3的支挡效果。
60.围堰3的具体结构为，所述围堰3包括插设在用于安插在河床1上的管桩31和板桩32，所述管桩31和板桩32交替排布且首尾相连围蔽成所述围堰3。
61.结合图1和图7所示，本发明还提供了一种围堰与钻孔平台一体化系统的应用施工方法，基于如上所述的围堰与钻孔平台一体化系统的应用施工步骤：
62.安插用于插设在河床1上的围堰3和辅助支撑模块6；
63.沿着围堰3的顶面环绕布置垫梁4，垫梁4的顶面与辅助支撑模块6的顶部处于同一水平高度；
64.搭建钻孔平台5，将钻孔平台5搭设在垫梁4的顶面和辅助支撑模块6的顶部上；
65.排出围堰3内的积水，通过钻孔平台5在围堰3内进行桩基施工。
66.该应用施工方法采取先围堰3抽水后桩基的方式，可先形成封闭环境，使水上桩基施工无须设置过长钢护筒，钻孔过程中无需考虑水头压差，桩基在干燥的作业环境下施工，对于有水源保护要求的水上桩基施工，既能节约成本，又能满足环保要求，为环施工提供保障。
67.优选的，在所述将钻孔瓶体搭设在垫梁4的顶面和辅助支撑模块6的顶部时，还包括以下施工步骤：
68.将钻孔平台5的底部的边缘处和中心处分别搭设在垫梁4的顶面、辅助支撑模块6的顶部上，钻孔平台5分别与垫梁4和辅助支撑模块6连接。
69.围堰3通过垫梁4承托钻孔平台5的边缘处，辅助支撑模块6承托钻孔平台5的中部，进行合理的支撑。
70.优选的，在所述通过钻孔平台5在围堰3内进行桩基施工前，还包括以下施工步骤：
71.在围堰3的内壁上架设若干个上下间隔布置的内支撑模块7，内支撑模块7沿围堰3的内壁环绕布置，且与围堰3的内壁连接。
72.进一步改进，在所述在围堰3的内壁上架设若干个上下间隔布置的内支撑模块7时，还包括以下施工步骤：
73.围堰3内的积水逐层排出，每排出一层积水，相对应的在围堰3的内壁上架设一个内支撑模块7，内支撑模块7依次向下架设，直至积水完全排出围堰3。
74.在施工过程中，通过一边排出围堰3内的积水，一边继续向下架设围檩71，提高施工效率，加快施工进度；在排出积水的情况下，架设围檩71，提高了架设精度和连接强度，也提高了可操作性，降低施工难度，为工人施工提供便利。
75.另外，通过排除围堰3内的积水，继续向下架设围檩71，围檩71架设在围堰3的不同高度上，不同的围檩71支撑着围堰3的轴向方向上的不同位置，使围堰3整体受力均匀，提高辅助桩61对围堰3的支护效果。
76.具体实施中，在所述通过钻孔平台5在围堰3内进行桩基施工时，还包括以下步骤：
77.在钻孔平台5上布设用于施工桩孔22的钻机。
78.本实施例的进一步改进，在所述安插用于插设在河床1上的围堰3和辅助支撑模块6前，还包括以下施工步骤：
79.在河床1上挖设基槽2、位于基槽2的底部的用于供辅助支撑模块6插设的桩孔22。
80.挖设基槽2、桩孔22，随后将辅助支撑模块6安插在桩孔22内，为辅助桩61的插设提
供定位，提高施工精度。
81.在具体实施中，采用旋挖钻施工工艺挖设基槽2以及桩孔22，当河床1的土层黏结性较好，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁；当河床1的土层松散易坍塌，则采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
82.结合图5和图7所示，实际应用中，在所述安插用于插设在河床1上的围堰3和辅助支撑模块6时，还包括以下施工步骤：
83.首先将辅助支撑模块6插设在桩孔22内，随后在基槽2的底部上交替插设管桩31和板桩32，直至首尾相连，围蔽成所述围堰3。
84.优选的，当所述管桩31和板桩32沿着围檩71交替安插在河床1上时，包括以下施工步骤：
85.先在河床1的宽度方向的两侧安插管桩31和板桩32，后在河床1的长度方向的两侧安插管桩31和板桩32，直至首尾相连进行合拢。
86.又一改进，在所述搭建钻孔平台5前，还包括以下施工步骤：
87.在辅助支撑模块6与围堰3、围堰3与基槽2的内壁之间浇筑有锚固层8进行填充。
88.优选的，当所述在辅助支撑模块6与围堰3、围堰3与基槽2的内壁之间浇筑有锚固层8进行填充时，包括以下施工步骤：
89.所述锚固层8对称浇筑在围堰3的内侧、围堰3与基槽2的侧壁之间。
90.锚固层8通过对称浇筑的方式布置在围堰3的内外两侧，使得围堰3内外两侧受力相等，避免围堰3呈倾斜延伸状态。
91.在具体实施中，沿着围堰3在围堰3的内外两侧布置导管，通过导管浇筑水下混凝土，将水下混凝土引流至所需浇筑的位置，水下混凝土固结后形成锚固层8；在围堰3的内外两侧对称浇筑，边浇筑边量测，直至浇筑至设计标高。
92.本实际应用中，通过将锚固层8浇筑在基槽2内，锚固层8在基槽2的底部固结，固结后的锚固层8将辅助支撑模块6和围堰3固定在基槽2内，提高辅助桩61与河床1、围堰3与基槽2的连接强度，减少因涨潮落潮或其他因素所产生的影响，从而提高围堰3的支挡和止水效果，防止河水从围堰3的底部渗入围堰3内。
93.优选的，当所述在辅助支撑模块6与围堰3、围堰3与基槽2的内壁之间浇筑有锚固层8进行填充时，包括以下施工步骤：
94.所述锚固层8浇筑在辅助支撑模块6与桩孔22之间进行填充。
95.浇筑锚固层8时，将锚固层8浇筑在辅助支撑模块6与桩孔22的内壁之间，强化辅助支撑模块6与桩孔22的连接。
96.实际操作中，当所述随后在基槽2的底部上交替插设管桩31和板桩32时，所述基槽2的底部形成用于安插围堰3的围堰槽21。
97.管桩31和板桩32通过吊车加振桩锤的方式插打在基槽2的底部上，而不是采用在基槽2的底部预挖槽体供围堰3安插，使围堰3的侧壁与河床1的岩层之间的间隙更小，提高围堰3的连接质量。
98.其中，基槽2在这一环节中起到了一定的限位作用，为安插提供参照。
99.另外，由于本实施例中的围堰3是由管桩31和板桩32构成，截面形状特殊，挖设的槽体结构很难与围堰3匹配，若采用预挖槽体供围堰3安插，会存在无法安插或槽体宽度较
大的问题，大大降低围堰3的安插效果。
100.优选的，当所述在辅助支撑模块6与围堰3、围堰3与基槽2的内壁之间浇筑有锚固层8进行填充时，包括以下施工步骤：
101.所述锚固层8浇筑在围堰槽21与围堰3之间进行填充。
102.围堰3通过插打的方式竖立在基槽2的底部上，围堰3安插完毕后，基槽2的底部的对应位置形成供围堰3安插的围堰槽21，同样地，浇筑锚固层8时，将锚固层8浇筑在围堰3与围堰槽21的内壁之间，强化围堰3与围堰槽21的连接。
103.在所述排出围堰3内的积水之前，还包括以下施工步骤：
104.水下混凝土浇筑完成后，等待7至10天，使水下混凝土固定成锚固层8，且固结强度达到90％。
105.本发明的主要施工流程为：首先利用吊车和振桩锤插打辅助支撑模块6，即4根φ820辅助桩61，在辅助桩61上安装支撑架及导梁，再依托导梁导向将管桩31和板桩32交替安插在河床1上，直至首尾相连，围蔽成围堰3。
106.围堰3安装到位后，拆除支撑架及导梁，安装首层围檩71和位于围檩71上的内支撑模块7，完成后抽水逐层向下安装其他层围檩71及对应的内支撑模块7。
107.围檩71施工完成后，通过垫梁4抄平围堰3的顶部，以围堰3作为钻孔平台5桩基础，依次安装承重梁、贝雷梁52、分配梁53及面板54，形成钻孔平台5，钻机布设在钻孔平台5上，就位施工桩基，使桩基在干燥环境下作业。
108.相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：
109.本实施例利用围堰3桩作为钻孔平台5的基础，将围堰3与钻孔平台5形成一体化结构，达到了结构共用的目的，节约了材料投入，减少了作业工序，降低了施工成本，提高了功效。
110.同时配合先围堰3抽水后桩基的施工顺序，可先形成封闭环境，使水上桩基施工无须设置过长钢护筒，钻孔过程中无需考虑水头压差，对于有水源保护要求的水上桩基施工，既能节约成本，又能满足环保要求，提供施工保障。
111.以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。