一种减小钢围堰封底混凝土厚度的方法.pdf

本发明是一种减小钢围堰封底混凝土厚度的方法，其特征是钢护筒插打入河床里，钢护筒顶部伸出施工水位以上，封底混凝土灌注在钢围堰底板的上方，带肋钢筋2焊接在钢护筒的周围，且位于封底混凝土厚度范围内，增加钢护筒封底混凝土单位高度范围内的接触面积及封底混凝土与带肋钢筋间的握裹力。优点：通过钢护筒四周焊接带肋钢筋，增大单位高度范围内封底混凝土的粘结力，来降低封底混凝土厚度；封底混凝土厚度降低可减小钢吊(套)箱围堰结构的高度、减少封底混凝土的数量、对封底施工设备、人员、材料均可减少投入，实现降低成本，同时具有计算可靠、操作简单、使用方便、质量可靠等优点。

1、  一种减小钢围堰封底混凝土厚度的方法，其特征是钢护筒插打入河床里，钢护筒顶部伸出施工水位以上，封底混凝土灌注在钢围堰底板的上方，带肋钢筋2焊接在钢护筒的周围，且位于封底混凝土厚度范围内，增加钢护筒封底混凝土单位高度范围内的接触面积，利用混凝土与带肋钢筋间握裹力大于光钢筋与混凝土间的粘结力容许应力。

2、  根据权利要求1所述的一种减小钢围堰封底混凝土厚度的方法，其特征是所述的封底混凝土的厚度是由两种工况决定，一是承台钢筋绑扎阶段，该工况下粘结力用来抵抗钢围堰水中部分的上浮力，要求围堰自重+封底混凝土自重+粘结力≥浮力；二是承台混凝土刚浇注完成阶段，该工况下粘结力用来承托系统各部分的重力，要求围堰自重+承台混凝土自重+封底混凝土自重≤粘结力+浮力，由同时满足以上两种工况条件的粘结力，来确定围堰封底混凝土厚度。

3、  根据权利要求1所述的一种减小钢围堰封底混凝土厚度的方法，其特征是所述的带肋钢筋为φ25mmII级钢筋，按250mm的间距，环形焊接在钢护筒封底混凝土厚度范围内，提高混凝土的粘结力。

一种减小钢围堰封底混凝土厚度的方法
技术领域
本发明涉及的是一种减小钢围堰封底混凝土厚度的方法，属于桥梁基础施工技术领域。
背景技术
目前在桥梁水中墩基础施工中，广泛采用设置钢吊(套)箱围堰进行承台施工的方法，该方法在实施中是通过钢围堰内灌注封底混凝土，一是封堵钢围堰与钢护筒间的缝隙，创造在钢围堰内进行承台施工的干作业环境；二是利用封底混凝土与钻孔桩施工钢护筒间产生的粘结力，使钢围堰在承台施工各工况下均能固定在设计位置。现阶段较常规的做法是在钢吊(套)箱围堰内直接灌注水下混凝土，来实现封底施工。对水中大型基础结构来说，要满足承台施工各工况下的粘结力要求，封底混凝土厚度有时高达6m，此时，水下封底混凝土灌注的设备配备、人员组织、砂石料组织都是一项巨大工程，十分可观。
发明内容
本发明旨在针对封底混凝土厚度与混凝土和钢护筒的粘结力的大小有关，而粘结力大小又与封底混凝土厚度、钢护筒与混凝土的接触面积以及粘结力容许应力成正比的关系，提供一种在基础条件不变的前提下，通过增大混凝土与钢护筒的接触面积、提高粘结力容许应力，来减小围堰封底混凝土厚度的方法。
本发明的技术解决方案：一种减小钢围堰封底混凝土厚度的方法，其特征是钢护筒插打入河床里，钢护筒顶部伸出施工水位以上，封底混凝土灌注在钢围堰底板的上方，带肋钢筋2焊接在钢护筒的周围，且位于封底混凝土厚度范围内，增加钢护筒封底混凝土单位高度范围内的接触面积，利用混凝土与带肋钢筋间握裹力大于光钢筋与混凝土间的粘结力容许应力。
本发明的优点：通过钢护筒四周焊接带肋钢筋，增大单位高度范围内封底混凝土的粘结力，来降低封底混凝土厚度；封底混凝土厚度降低可减小钢吊(套)箱围堰结构的高度、减少封底混凝土的数量、对封底施工设备、人员、材料均可减少投入，实现降低成本，同时具有计算可靠、操作简单、使用方便、质量可靠等优点。
附图说明
附图1是在钢护筒四周焊接带肋钢筋的立面示意图。
图中的1是钢护筒、2是钢筋、3是钢围堰底板、4是封底混凝土、5是河床面、6是施工水位标高、7是封底混凝土顶面标高、8是钻孔桩混凝土顶面标高。
具体实施方式
对照附图，钢护筒1插打入河床里，钢护筒1顶部伸出施工水位以上，封底混凝土4灌注在钢围堰底板3的上方，多根带肋钢筋2焊接在钢护筒1的周围，且位于封底混凝土4厚度范围内，增加钢护筒与封底混凝土的接触面积。通过增大钢护筒单位高度与混凝土间的接触面积、并充分利用混凝土与带肋钢筋间握裹力大于光钢筋与混凝土之间的粘结力的原理，减小围堰封底混凝土厚度。
封底混凝土的厚度取值由以下工况决定，一是承台钢筋绑扎阶段，该工况下粘结力用来抵抗钢围堰水中部分的上浮力，要求“围堰自重+封底混凝土自重+粘结力≥浮力”；二是承台混凝土刚浇注完成阶段，该工况下粘结力用来承托系统各部分的重力，要求“围堰自重+承台混凝土自重+封底混凝土自重≤粘结力+浮力”。当同时满足以上两种工况条件的混凝土粘结力，来确定钢围堰封底混凝土的厚度。
在封底混凝土厚度的两种计算工况中，钢围堰自重、水的浮力和承台混凝土自重三项是定值，而封底混凝土的粘结力与封底混凝土厚度成线性关系，因此选择合适的II钢筋(带肋钢筋)，按250mm间距焊接在钢护筒封底混凝土范围内，可较大地提高混凝土的粘结力。
例如：选择φ25的II钢筋(带肋钢筋)，按间距250mm焊接在钢护筒上，理论计算接触面积为不设钢筋的1.314倍，即(25×3.14+250)/250＝1.314；根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》“表5.2.1混凝土容许应力”中附注4，带肋钢筋粘结力容许应力是光钢筋的1.5倍，则封底混凝土粘结力为常规做法的1.47倍，即(25×3.14×1.5+250)/250＝1.47。此时，由于粘结力的提高而使封底混凝土的计算厚度减小，封底混凝土自重也随之下降，增加了第二工况下的结构安全，当第二工况为控制工况时，封底混凝土厚度也将再次降低。
本发明的实施主要依照下述步骤：
计算钢护筒插打深度→计算封底混凝土厚度→制作钢护筒→将φ25mm的带肋钢筋按250mm的间距，环形焊接在钢护筒外侧，高度应在封底混凝土高度范围内→插打钢护筒，精确控制护筒的垂直度和顶面标高，确保带肋钢筋设置在封底混凝土高度范围→钻孔桩基础施工→钢吊(套)箱围堰安装在设计位置→潜水员对钢护筒外壁(含钢筋的封底混凝土高度区域)进行清理→封底施工设备、人员、材料组织→灌注水下封底混凝土→抽水→进行承台施工。