技术领域
[0001] 本
发明属于
水利
水电基础施工技术领域，具体涉及枯期围堰桩承式挡墙及施工方法。
背景技术
[0002] 在整个水利工程中，围堰是为提供永久性服务的临时
建筑物，建设围堰的主要目的是为修建的场地能够排水与排土，表面因为水土的原因钻施工，也利于之后的工程建设，因此在建设的过程中必须结合实际，考虑水位的高度、地质情况、
温度与
气候等方面的原因进行围堰施工。
[0003] 在长有汛期的地点施工，不仅要考虑围堰的设计，围堰施工的时间点与施工的效率和速度也同样重要。若围堰处施工平台
质量不好，则会影响后期的主体施工；若施工速度过慢，无法在枯水期完成围堰施工或基础施工，同样将会给后期的施工以及工程质量带来影响。另外，筑岛围堰一般采用土石围填，
灌注桩难以成孔成型，常常造成成桩质量差的情况。
[0004] 针对以上水利水电基础施工工期紧迫，灌注桩质量不足等情况，需要发明一种简单有效的枯期围堰施工方法，来简化施工流程，提高施工效率，加快施工进度的同时保证基础施工的质量，同时能够节约资源，减少施工浪费。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供了枯期围堰桩承式挡墙及施工方法，能解决水利水电基础施工工程量大缺工期不足，施工质量不优等缺点，保证施工的便捷性和经济性，提高施工质量，加快施工速率，具有良好的经济技术效益。
[0006] 为达上述目的，本发明的主要技术解决手段是提供枯期围堰桩承式挡墙，包括均设置在原地形线上的挡墙组件、
块石护面、桩基筑岛施工平台和挡水组件，所述挡墙组件包括从下到上顺次连接的嵌岩桩、桩基承台和
混凝土挡墙，所述嵌岩桩设置在原地形线内，所述挡水组件包括设置高喷防渗墙、预制挡水板和土石围堰，高喷防渗墙设置在原地形线上，预制挡水板设置在高喷防渗墙上，原地形线上通过围堰填筑形成土石围堰，将原地形线提升至施工要求标高，形成桩基筑岛施工平台，土石围堰紧靠高喷防渗墙，桩基筑岛施工平台设置在混凝土挡墙的迎水侧，块石护面设置在混凝土挡墙的背水侧。
[0007] 所述桩基承台为桩基装配式预制承台，包括多个首尾相接的装配式预制承台，相邻的装配式预制承台之间通过承台连接侧板连接且形成有承台连接孔，装配式预制承台内预设有承台连接预留筋，嵌岩桩顶部连接有桩顶剥留桩芯，嵌岩桩内预设有贯穿桩顶剥留桩芯的桩顶预埋高强连接筋，承台连接预留筋之间通过承台连接隔板进行锚固并连接桩顶预埋高强连接筋，桩基承台放置于桩身顶部扩径上，桩顶剥留桩芯插入承台连接孔内，承台连接孔填塞有灌浆体。
[0008] 所述预制挡水板包括预制装配式
钢筋混凝土挡水板与钢桁架拼装挡水板，
钢筋混凝土挡水板之间通过挡水板水平企口栓接，
钢筋混凝土挡水板与挡水板
底板通过挡水板竖向企口栓接，挡水板底板与防渗墙顶部
水泥土板通过预埋固定地锚连接，所述钢筋混凝土挡水板背水侧通过挡水板肋柱和斜向撑杆加固，挡水板肋柱均与钢筋混凝土挡水板和挡水板底板连接固定，斜向撑杆两端分别与钢筋混凝土挡水板和防渗墙顶部水泥土板连接固定，所述钢筋混凝土挡水板迎水面设有外置整体式防水布，挡水板竖向企口处粘结遇水膨胀
橡胶条，挡水板底板粘防渗橡胶条，钢筋混凝土挡水板连接处的挡水板水平企口设置遇水膨胀橡胶条。
[0009] 所述钢桁架拼装挡水板包括钢桁架、桁架固定底板、桁架对称压重、桁架侧板与外置卷升式整体防水布，所述钢桁架底部连接桁架固定底板，所述桁架固定底板锚固于防渗墙顶部水泥土板上部，钢桁架两侧均放置有一桁架对称压重，且钢桁架中心设置有桁架预应
力竖向拉杆，所述桁架侧板与外置卷升式整体防水布均设置于钢桁架迎水侧，桁架侧板表面涂有卷材防水层。
[0010] 本发明还公开了枯期围堰桩承式挡墙的施工方法，包括以下步骤：
[0011] 1)施工布置：在设计范围内，准备施工需要的水电及工具、材料以及围堰填筑土石料，做好施工安全、环保措施；
[0012] 2)围堰填筑：在原地形线上，由
自卸车从开挖区直接运输至围堰回填部位，分层施工，围堰填筑工程量主要集中在混凝土挡墙迎水侧，根据现场条件从上、下游端头其一开始进占或是分别从上、下游端头相向进占；
[0013] 3)筑岛
压实：平料采用
推土机进行施工并用振动碾碾压密实，坡面采用反铲辅以人工进行修整，保证坡面平顺；
[0014] 4)高喷防渗墙施工：高喷防渗墙各旋喷孔分序施工，间隔成墙段，然后交接成整墙；
[0015] 5)桩基承台施工：按照设计要求预制预设有承台连接预留筋的多个装配式预制承台，然后连接构成桩基承台；
[0016] 6)预制
现浇混凝土挡墙定型化模板：根据设计要求预制现浇混凝土挡墙定型化模板；
[0017] 7)嵌岩桩施工：在原地形线设计要求桩基的
位置上，放置分离式钢护筒，在其中心预埋固定
定位杆，分离式钢护筒内设护筒活动底板和底板提拉杆，然后在分离式钢护筒内放置串杆预制块压重保持稳定；拔出底板提拉杆及其连接的护筒活动底板和串杆预制块压重，灌注混凝土；
[0018] 8)桩基承台安装施工：将桩基承台装备至嵌岩桩上，通过将桩顶剥留桩芯插入承台连接孔内，然后承台连接孔填塞灌浆体实现连接固定；
[0019] 9)现浇混凝土挡墙施工：在桩基承台上放置现浇混凝土挡墙定型化模板，混凝土进行浇筑，然后通过模板牵引机构将现浇混凝土挡墙定型化模板迁移到下段挡墙位置，再次进行混凝土浇筑，直至完成整个挡墙的施工；
[0020] 10)预制挡水板：根据施工现场水文地质情况以及水位情况，选择装配式钢筋混凝土挡水板或钢桁架拼装挡水板，并预制；
[0021] 11)放置挡水板：放置挡水板并根据设计要求拼装至要求标高与长度。
[0022] 所述现浇混凝土挡墙定型化模板包括挡墙定型化加强侧模、挡墙启闭式端模、模板顶部可调整对拉撑架、侧模
支撑竖向排架和模板牵引机构，两个挡墙定型化加强侧模分别连接在模板顶部可调整对拉撑架两端构成模板主体，挡墙启闭式端模设置在模板主体两端部，模板主体两侧均设有一侧模支撑竖向排架用以支撑挡墙定型化加强侧模，桩基承台上设有承台预置固定件，侧模支撑竖向排架与承台预置固定件连接固定。
[0023] 所述模板牵引机构包括模板牵引架、模板装拆组件，竖向动力组件和模板主体两侧的桩基承台上均设置有一侧模滑轨，所述模板装拆组件包括模板主体两端均设有的一水平顶紧组件和一水平脱模组件，水平顶紧组件包括水平顶紧千斤顶以及水平顶紧千斤顶连接有的设置在桩基承台上的水平顶紧千斤顶
背板，水平脱模组件包括水平脱模千斤顶与水平脱模千斤顶背板，所述竖向动力组件包括桩基承台上设有的竖向千斤顶搁置底座和竖向千斤顶搁置底座内设有的可顶起模板主体的竖向千斤顶，所述模板牵引架罩设在模板主体外，且通过
钢丝绳与模板主体连接。千斤顶背板提供反力往外拉钢模，帮助脱模，可以防止在脱模过程中损坏混凝土。
[0024] 所述5)中，先将多个装配式预制承台首尾相接，相邻的装配式预制承台之间通过承台连接侧板连接且形成有承台连接孔，承台连接预留筋之间通过承台连接隔板进行锚固并连接桩顶预埋高强连接筋，桩顶剥留桩芯插入承台连接孔内，承台连接孔填塞灌浆体。
[0025] 本发明具有以下的特点和有益效果：
[0026] (1)围堰填筑作业的同时装配式预制承台和现浇混凝土挡墙定型化模板的预制作业，在灌注桩施工完成后，无需等待28天即可直接装配预制装配式承台，大大缩短了施工工期。
[0027] (2)在土石围堰地基中，放置分离式钢护筒，利用分离式钢护筒体系稳定桩基的位置，保证桩基的质量。
[0028] (3)在预制挡水板处提供了两种备选方案：装配式钢筋混凝土挡水板和钢桁架拼装挡水板来代替传统的袋装土石挡水，可有效应对水位高涨的情况，保证施工环境
附图说明
[0029] 图1是本发明枯期围堰桩承式挡墙及施工平台示意图；
[0030] 图2是本发明分离式桩护筒示意图；
[0031] 图3是本发明桩基装配式预制承台示意图；
[0032] 图4是本发明装配式预制承台连接示意图；
[0033] 图5是本发明桩承式现浇混凝土挡墙定型化模板示意图；
[0034] 图6是本发明预制装配式钢筋混凝土挡水板示意图；
[0035] 图7是本发明桩承式现浇混凝土挡墙定型化模板脱模示意图；
[0036] 图8是本发明现浇混凝土挡墙施工模板滑移示意图
[0037] 图9为本发明预制钢筋混凝土挡水板示意图
[0038] 图10为本发明预制钢筋混凝土挡水板侧面示意图；
[0039] 图11为本发明钢桁架拼装挡水板示意图；
[0041] 图13为本发明枯期围堰桩承式挡墙及施工方法及施工
流程图。
[0042] 其中：1-嵌岩桩、2-桩基承台、3-混凝土挡墙、4-块石护面、5-土石围堰、6-高喷防渗墙、7-预制挡水板、8-原地形线、9-桩基筑岛施工平台、10-分离式钢护筒、11-护筒底
搁板、12-护筒活动底板、13-固定定位杆、14-底板提拉杆、15-串杆预制块压重、16-桩顶预留筋、17-桩身顶部扩径、18-桩顶剥留桩芯、19-桩顶预埋高强连接筋、20-连接筋环形底板、21-装配式预制承台、22-承台连接孔、23-承台连接隔板、24-连接灌浆体、25-承台连接预留筋、26-承台连接侧板、27-承台预留嵌合槽、29-挡墙定型化加强侧模、30-挡墙启闭式端模、
31-侧模滑轨、32-侧模支撑竖向排架、33-水平顶紧千斤顶、34-水平顶紧千斤顶背板、35-水平脱模千斤顶、36-水平脱模千斤顶背板、37-竖向千斤顶、38-竖向千斤顶搁置底座、39-模板顶部可调整对拉撑架、40-模板牵引架、41-承台预置固定件、42-防渗墙顶部水泥土板、
43-预埋固定地锚、44-钢筋混凝土挡水板、45-挡水板肋柱、46-挡水板底板、47-防渗橡胶条、48-斜向撑杆、49-外置整体式防水布、50-袋装土固底、51-挡水板水平企口、52-挡水板竖向企口、53-遇水膨胀橡胶条、54-钢桁架、55-桁架拼装
连杆、56-桁架固定底板、57-桁架对称压重、58-桁架预
应力竖向拉杆、59-桁架侧板、60-卷材防水层、61-外置卷升式整体防水布。
具体实施方式
[0043] 以下将参照附图所示的实例对本发明
专利进行详细的描述：
[0044] 图1是本发明枯期围堰桩承式挡墙及施工平台示意图，结构主要包括：桩基承台2、混凝土挡墙3、块石护面4、土石围堰5形成导墙段桩承式挡墙筑岛枯期围堰，将原地形线8提高至安全的高度，土石围堰5填筑完成后建立高喷防渗墙6。
[0045] 图2中，分离式钢护筒10中心预埋固定定位杆13，用于将分离式钢护筒10固定于土石地基中；所述分离式钢护筒10底部设置护筒活动底板12，其上
焊接两根底板提拉杆14，用以提拉吊离；底端设置护筒底搁板11作为托底托住护筒活动底板12，固定定位杆13穿过护筒活动底板12至土石基地中。
[0046] 进一步的，桩基成桩前，分离式钢护筒10内放置串杆预制块压重15以稳定所述护筒，桩基施工时，可通过所述底板提拉杆14将串杆预制块压重15吊离进行施工。
[0047] 图3是本发明装配式预制承台21，包括承台连接预留筋25、承台连接侧板26、承台连接隔板23和承台连接孔22。所述装配式预制承台21连接体系，特征在于装配式预制承台21与桩身顶部扩径17以及桩顶预留筋25搭接，承台连接预留筋25与桩顶预埋高强连接筋19通过承台连接隔板23锚固，承台连接预留筋25与桩顶预埋高强连接筋19的空隙部分采用连接灌浆体24浇筑成整体。装配式预制承台21上设有承台预留嵌合槽27，用于装配式预制承台21与混凝土挡墙3的嵌合，起抗滑作用。图4是本发明装配式预制承台21连接示意图，承台连接预留筋25之间通过承台连接隔板23进行锚固；相邻的装配式预制承台21之间通过承台连接侧板26连接且形成有承台连接孔22。
[0048] 图5是本发明桩承式现浇混凝土挡墙定型化模板，其特征在于挡墙定型化加强侧模29两端设置挡墙启闭式端模30，可拆连分段式模板，挡墙定型化加强侧模29装拆配备水平顶紧千斤顶33与水平脱模千斤顶35。
[0049] 图6、图9和图10是本发明预制装配式钢筋混凝土挡水板示意图，所述钢筋混凝土挡水板44与挡水板底板46通过挡水板竖向企口52栓接，挡水板底板46与防渗墙顶部水泥土板42通过预埋固定地锚43连接。所述钢筋混凝土挡水板44背水侧通过挡水板肋柱45和斜向撑杆48加固，挡水板肋柱45均与钢筋混凝土挡水板44和挡水板底板46连接固定，斜向撑杆48两端分别与钢筋混凝土挡水板44和防渗墙顶部水泥土板42连接固定。所述钢筋混凝土挡水板44迎水面设有外置整体式防水布49，挡水板竖向企口52处粘结遇水膨胀橡胶条53，挡水板底板46粘防渗橡胶条47。钢筋混凝土挡水板44连接处的挡水板水平企口51设置遇水膨胀橡胶条53。
[0050] 图7是本发明桩承式现浇混凝土挡墙定型化模板脱模示意图，所述模板牵引机构包括模板牵引架40模板装拆组件，竖向动力组件和模板主体两侧的桩基承台2上均设置有一侧模滑轨31，所述模板装拆组件包括模板主体两端均设有的一水平顶紧组件和一水平脱模组件，水平顶紧组件包括水平顶紧千斤顶33以及水平顶紧千斤顶33连接有的设置在桩基承台2上的水平顶紧千斤顶背板34，水平脱模组件包括水平脱模千斤顶35与水平脱模千斤顶背板36，所述竖向动力组件包括桩基承台2上设有的竖向千斤顶搁置底座38和竖向千斤顶搁置底座38内设有的可顶起模板主体的竖向千斤顶37，所述模板牵引架40罩设在模板主体外，且通过钢丝绳与模板主体连接。千斤顶背板36提供反力往外拉钢模，帮助脱模，可以防止在脱模过程中损坏混凝土。
[0051] 图8是本发明现浇混凝土挡墙施工模板滑移示意图，进行下一段挡墙施工时采用竖向千斤顶37将挡墙定型化加强侧模29向上顶并移至侧模滑轨31上，由模板牵引架40牵引至下一段进行施工；所述挡墙定型化加强侧模29顶部设置有模板顶部可调整对拉撑架39，挡墙定型化加强侧模29之间的模板间距可调。调整模板顶部可调整对拉撑架39间距，并将所述挡墙定型化加强侧模29滑移至侧模滑轨31，所述模板牵引架40通过牵引钢丝绳牵引挡墙定型化加强侧模29沿所述侧模滑轨31滑移至下一段施工面进行挡墙施工。
[0052] 图11为本发明钢桁架拼装挡水板示意图，所述钢桁架54底部连接桁架固定底板56，所述桁架固定底板56锚固于防渗墙顶部水泥土板42上部。钢桁架54稳定通过在两侧均放置桁架对称压重57，并在钢桁架54中心设置桁架预应力竖向拉杆58。所述桁架侧板59与外置卷升式整体防水布61均设置于钢桁架54迎水侧，桁架侧板59表面涂有卷材防水层60，与外置卷升式整体防水布61共同形成了两道防水防线。
[0053] 图12为本发明钢桁架拼装正面图，桁架预应力竖向拉杆58两端分别设置于水泥土底端和钢桁架54顶端，形成竖向的拉力，钢桁架54之间采用桁架拼装连杆55进行拼接。
[0054] 如图13所示，枯期围堰桩承式挡墙施工方法包括以下步骤：
[0055] (1)施工布置：在设计范围内，准备施工需要的水电及工具、材料以及围堰填筑土石料，做好施工安全、环保措施；
[0056] (2)围堰填筑：由自卸车从开挖区直接运输至围堰回填部位，分层施工。围堰填筑工程量主要集中在外导墙部位，拟创造条件分别从上、下游端头相向进占；(3)筑岛压实：平料采用推土机进行施工并用振动碾碾压密实，坡面采用反铲辅以人工进行修整，保证坡面平顺；
[0057] (4)高喷防渗墙施工：高喷防渗墙各旋喷孔分序施工，间隔成墙段，然后交接成整墙；高喷防渗墙各旋喷孔分序施工，间隔成墙段，然后交接成整墙。即按旋喷孔编号划分为Ⅰ序孔、Ⅱ序孔，先完成Ⅰ序孔的造孔与喷射灌浆后，后钻进Ⅱ序孔，并完成旋喷灌浆。施工主要具体步骤包括：钻孔、
插管、喷射、充填灌浆；
[0058] (5)预制装配式预制承台：按照设计要求预制装配式预制承台；
[0059] (6)预制现浇混凝土挡墙定型化模板：根据设计要求预制现浇混凝土挡墙定型化模板；
[0060] (7)放置分离式钢护筒：将分离式钢护筒10放在设计要求桩基的位置；
[0061] (8)稳定钢护筒：在分离式钢护筒10内放置串杆预制块压重15；
[0062] (9)灌注桩施工：拔出底板提拉杆14及其连接的护筒活动底板12和串杆预制块压重15，灌注混凝土；
[0063] (10)放置预制装配式预制承台：将预制装配式预制承台装备至桩顶；
[0064] (11)放置现浇混凝土挡墙定型化模板：挡墙施工前，按设计要求装配施工所需模板及材料；
[0065] (12)现浇混凝土挡墙施工：采用混凝土进行浇筑；
[0066] (13)预制挡水板：根据施工现场水文地质情况以及水位情况，选择装配式钢筋混凝土挡水板或钢桁架拼装挡水板，并预制；
[0067] (14)放置挡水板：放置挡水板并根据设计要求拼装至要求标高与长度。
[0068] 挡墙模板采用预制桩承式现浇混凝土挡墙定型化模板；基础施工采用桩基装配式预制承台，其特征在于：桩基施工采用分离式内置压重护筒预埋体系，承台则采用装配式预制承台及连接体系；最后，预制挡水板根据实际情况选择预制装配式钢筋混凝土挡水板或钢桁架拼装挡水板来提高围堰的挡水能力。
[0069] 所述枯期围堰桩承式挡墙，其特征在于：包括混凝土挡墙3、桩基承台9、嵌岩桩1以及成桩前预埋的分离式钢护筒10。所述成桩前预埋的分离式钢护筒10，其特征在于中心预埋固定定位杆13，且内设护筒活动底板12和底板提拉杆14，护筒内放置串杆预制块压重15维持所述分离式钢护筒10稳定，成桩前通过所述底板提拉杆14取出串杆预制块压重15便可进行桩基施工。
[0070] 更具体的，所述桩承式现浇混凝土挡墙定型化模板，其特征在于模板采用挡墙定型化加强侧模29、千斤顶体系以及侧模滑移体系。所述桩承式现浇混凝土挡墙定型化模板在端部设置挡墙启闭式端模30，两侧由侧模支撑竖向排架32支撑，排架与承台预置固定件41连接固定，挡墙定型化加强侧模29两侧放置侧模滑轨31，便于牵引挡墙定型化加强侧模
29至下一段施工。
[0071] 所述桩基装配式预制承台，主要包括装配式预制承台21及其连接体系，以及与其连接的桩顶部设置。具体表现为：所述的装配式预制承台21放置于桩顶部桩身顶部扩径17处，承台连接预留筋25之间通过承台连接隔板23进行锚固并连接桩顶预埋高强连接筋19；装配式预制承台21之间连接承台连接侧板26形成承台连接孔22，用连接灌浆体24填塞，形成装配式预制承台21与桩体的连接。
[0072] 进一步的，所述预制挡水板7其特征在于包括两种选择：预制装配式钢筋混凝土挡水板与钢桁架拼装挡水板，可根据施工现场实际情况进行挡水板7的选择。
[0073] 所述钢筋混凝土挡水板44之间通过挡水板水平连接企口51栓接，挡水板底板46与防渗墙顶部水泥土板42通过预埋固定地锚43连接。钢筋混凝土挡水板44背水侧由挡水板肋柱45和斜向撑杆48加固，其迎水面的外置整体式防水布49，挡水板竖向企口52处粘结遇水膨胀橡胶条53，挡水板底板46粘防渗橡胶条47。
[0074] 所述的钢桁架拼装挡水板，其特征在于，其钢桁架54底部连接桁架固定底板56，所述桁架固定底板56锚固于防渗墙顶部水泥土板42上部。钢桁架54稳定通过在两侧均放置桁架对称压重57，以及在钢桁架54中心设置桁架预应力竖向拉杆58。所述桁架侧板59与外置卷升式整体防水布61均设置于钢桁架54迎水侧，桁架侧板59表面涂卷材防水层60，与外置卷升式整体防水布61形成两道防水防线。
