[0001] 本发明属于桥梁建设基础施工技术领域，具体涉及一种适用于深埋式桥梁承台基础的组合式围堰及施工方法。

[0002] 在跨大江大河位于滩地的深埋式桥梁主墩承台施工中，为确保承台施工时边坡稳定及有效止水，采用围堰是不可或缺的临时结构。对于河道后期有疏浚、游荡性强冲刷河流(如黄河)，需要拆除承台以上部分围堰以保证河流行洪断面。在跨大江大河位于滩地的深
基坑承台施工中，目前国内一般采用混凝土沉井围堰、双壁钢围堰、钢板桩围堰、锁口钢管桩围堰、钻孔桩围堰等技术施工深基坑承台，但上述技术均存在一定的适用性范围，具有局限性。其中混凝土沉井围堰、双壁钢围堰和钻孔桩围堰其施工周期较长、造价高、且施工完成后周边覆盖层深埋的情况下无法拆除，对于河道后期疏浚影响大，河道管理部门审批难
以通过；钢板桩围堰和锁口钢管桩围堰具有轻便、易拆除、可重复利用、施工周期短及造价低的特点，但整体性差，承受的水平荷载较小，对于大于18米的深基坑不适用。

[0003] 因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案，以适应深基坑、具有较快的施工速度，同时易于在后期拆除。

[0045] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0046] 在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

[0047] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0048] 如图1至图10所示，一种适用于深埋式桥梁承台基础的组合式围堰，所述用于深埋式桥梁承台基础的组合式围堰包括下部的混凝土围堰1和上部的锁口钢管桩围堰，组合围
堰内设置辅助围堰下沉的空气幕结构9；

[0049] 所述混凝土围堰1的顶部设置有U型槽3，所述锁口钢管桩围堰的各锁口钢管桩2底部插接在U型槽3内，所述U型槽3与锁口钢管桩围堰之间浇筑有高强度支座灌浆料10，保证
锁口钢管桩围堰与混凝土围堰1受水土压力时有足够的嵌固强度；所述锁口钢管桩围堰内
侧设置有若干道环形围堰以及内支撑；所述环形围檩4与锁口钢管桩围堰之间的空隙填充
有细石混凝土11；

[0050] 所述空气幕结构9包括预埋在所述混凝土围堰1内的若干气龛、连通至所述气龛的通风钢管、与通风钢管连通的接头管以及与所述接头管可拆卸连接的通风主管；所述接头
管上端超出混凝土围堰1顶面；所述通风主管经所述锁口钢管桩围堰的锁口钢管桩2向上穿
出。

[0051] 所述U型槽3的槽口的宽度比锁口钢管桩2外径大18～24cm，所述U型槽3的深度为80～100cm，所述U型槽3尺寸适当，使得高强度支座灌浆料10有足够的深度和宽度，确保锁口钢管桩围堰与混凝土围堰1连接牢固。

[0052] 上述混凝土围堰1为现浇钢筋混凝土结构，混凝土围堰1高度为封底混凝土5厚度与承台6厚度之和，具体壁厚与钢筋配置根据计算确定，可用厚度160～200cm。锁口钢管桩围堰2根据计算确定，可采用直径82～100cm、壁厚12～20mm的钢管加工，锁口可采用焊接的开口小钢管和工钢的“CT”锁口，或者大小钢管的“CO”锁口，或者焊接钢板桩锁口。在所述锁口钢管桩围堰2高度方向根据计算情况每隔3～6m设置一道环形围檩4及内支撑，环形围檩4
及内支撑可采用H型钢组焊，环形围檩4及内支撑与锁口钢管桩围堰2之间采用细石混凝土
11填充，以保证结构有效传力。

[0053] 进一步的，如图4、图5所示，所述接头管与通风主管螺纹连接或通过快速接头连接；接头管超出混凝土顶面一定距离；通风主管主要为钢管，并根据需要在顶部连接高压软管。在安装锁口钢管桩围堰前，先将通风主管与接头管连接，此时通风主管竖立在混凝土围堰1顶面上，之后再用吊机吊着锁口钢管桩2，并使锁口钢管桩2对准通风主管下放。

[0054] 进一步的，如图5所示，所述混凝土围堰1的顶部设置有预埋件16，所述预埋件16上安装有用于辅助锁口钢管桩2定位的定位架17；所述定位架17的结构不限，只要能满足将锁口钢管桩2的底部引导入U型槽3即可。在锁口钢管桩围堰安装完成后，混凝土围堰1沉入地下前，拆除定位架17。例如，可以直接采用型钢类定位架17，将定位架17与预埋件16焊接，并在拆除时通过切割掉预埋件16拆除定位架17。

[0055] 本发明还提出了一种适用于深埋式桥梁承台基础的组合式围堰的施工方法，包括以下步骤：

[0056] S1、平整墩位处的场地，立模板14(用夯实的砂垫层15做刃脚斜土模)、绑扎钢筋并浇筑围堰混凝土，在下部混凝土围堰1顶面中心部位设置预留U型槽3，施工时预留空气幕结构9的通风钢管和接头管；注意，混凝土围堰1在浇注时沿高度方向分层浇筑成环；图4为已经搭建好的混凝土围堰1模板14；

[0057] 其中，U型槽3口3的施工方法是：搭建混凝土围堰1模板14时，采用竹胶板或钢模板14预留U型槽3，固定U型槽3模板14的位置，确保其在混凝土浇筑时位置不偏移，不漏浆；待混凝土围堰1凝固后拆除槽口模板14，清理槽内垃圾，也可对槽底不平整处进行打磨；

[0058] S2、利用长臂挖掘机8站混凝土围堰1外将混凝土围堰1内的泥土清除，让混凝土围堰1下沉至顶面高出地面约50～100cm；利用通风主管接长预留的接头管，利用吊机将锁口
钢管桩2吊装至混凝土围堰1顶层顶部预留的U型槽3内，锁口钢管桩围堰安装完成后，向U型槽3的槽口内采用重力法灌入高强度支座灌浆料10，以保证锁口钢管桩围堰与混凝土围堰1
连接密实；锁口钢管桩围堰可利用履带吊、塔吊或浮船吊吊装；图5为正在吊装的锁口钢管桩2；图10中示意性的示出了高强度支座灌浆料10；

[0059] S3、锁口钢管桩围堰全部安装完毕后，在锁口钢管桩围堰上焊接牛腿13，安装底层环形围檩4及内支撑，环形围檩4与锁口钢管桩围堰之间空隙采用细石混凝土11填充；图9中示意性的示出了填充的细石混凝土11；

[0060] S4、如图6所示，利用挖掘机8、抓斗或吸泥机等设备将组合式围堰内的泥土清除，采用空气幕和锁口钢管桩2内注水压重辅助下沉，让组合式围堰继续下沉至第二层环形围檩4及内支撑设计安装位置处，此处设计标高高于地面约50～100cm；在锁口钢管桩围堰上
焊接牛腿13，安装第二层环形围檩4及内支撑，围檩与锁口钢管桩围堰之间空隙采用细石混凝土11填充；此步骤中，需注意对称均匀的清除围堰内泥土；

[0061] 另外，当地质主要为粘性土，渗水量不大主要采用挖掘机8排水开挖出土；当地质主要为砂性土，渗水量较大时主要以吸泥设备7不排水吸泥出土；图7中为正在工作的吸泥
设备7；

[0062] 锁口钢管桩2内注水压重也可以用填砂或碎石等材料替代；这些辅助下沉措施是为了避免围堰自重不足难以克服摩阻力导致下沉困难；

[0063] S5、依次类推，重复步骤S4继续取土使组合式围堰下沉至设计标高位置，同时安装其余环形围檩4及内支撑；浇筑围堰封底混凝土5，并进行承台6钻孔桩12和承台6施工；图8中示意性的画出了承台6的外轮廓(虚线)；

[0064] S6、待桥梁承台6、墩身等施工完成，具备组合式围堰拆除条件时，逐层回填土拆除环形围檩4以及内支撑，最后采用振动打桩机逐根拔除锁口钢管桩围堰。

[0065] 进一步的，步骤S2中，在U型槽3内安装锁口钢管桩2时，每次使用吊机安装1～5根锁口钢管桩2。具体的，在吊机单次安装一根锁口钢管桩2时，在吊机的吊绳下面使用一个夹钳式夹桩器或内涨式夹桩器21；在吊机单次安装多根锁口钢管桩2时需配个多个夹持机构，根据需要夹桩的数量制作具有对应锁口钢管桩2数量的专用吊具。如图11、12所示，为一次性吊运两个锁口钢管桩2用吊具的结构示意图，该吊具包括一个吊梁25以及安装在该吊梁
25上的两个内涨式夹桩器21，与安装时两个锁口钢管桩2的位置布局相同，这两个内涨式夹桩器21对齐成一排，且这两个内涨式夹桩器21的中心间距等于锁口钢管桩围堰中相邻两个
锁口钢管桩2的中心间距。如图13所示，为一次性吊运三个锁口钢管桩2用的吊具，该吊具包括一个吊梁25以及安装在该吊梁25上的三个内涨式夹桩器21，这三个内涨式夹桩器21的相
邻间距也是等于锁口钢管桩围堰中相邻两个锁口钢管桩2的间距，同时按照图13中的方位
描述，位于两侧的两个内涨式夹桩器21对齐在一条直线上，位于中间的内涨式夹桩器21偏
向下侧设置，使得这三个内涨式夹桩器21的排布或夹角与锁口钢管桩围堰的各个锁口钢管
桩2的排布匹配。同理，通过在吊梁25上合理的分布钳式夹桩器也可以实现同时夹取安装更多个锁口钢管桩2的目的。从施工难度和施工效率方面综合考虑，优选的，采用吊机一次吊运和安装两个锁口钢管桩2。

[0066] 参照图11至图13中的内涨式夹桩器21结构示意图，内涨式夹桩器21一般包括一个主体、设置在主体上的若干上卡爪以及用于驱动卡爪伸缩的液压缸和传动结构；卡爪的数
量为4～12个，卡爪伸出后抵在钢管桩内壁上，利用摩擦力吊起锁口钢管桩2。在内涨式夹桩器21的主体的顶部和侧面还设置有吊耳23，顶部的吊耳23用于与吊梁25或吊机的吊绳连
接，主体侧面的吊耳23用于人员辅助调整内涨式夹桩器21的姿态或微调位置。内涨式夹桩
器21也可采用专利CN218843094U中的内涨式起桩器、或CN115679958A中的内胀式夹桩翻桩
器。对于多个锁口钢管桩2，在使用时，以同时翻身和安装两个锁口钢管桩2为例，则在驳船上的这两个锁口钢管桩2的锁扣需处于已经连接好的状态(在装上驳船时或锁口钢管桩2运
输前就可以直接将锁口钢管桩2两个一组连接好)，同时在驳船上安装有若干翻桩器，每个
锁口钢管桩2的一端均放置并临时固定在翻桩器上，每个锁口钢管桩2的另一端开放，为内
涨式夹桩器21的进入提供前提；翻身时，吊机将内涨式夹桩器21下放，人工辅助将卡爪处于收缩状态的内涨式夹桩器21送入锁口钢管桩2的开放端，然后内涨式夹桩器21的卡爪伸出
顶在锁口钢管桩2钢管的内壁上，卡爪表面粗糙或固定有橡胶垫等，可利用摩擦力固定锁口钢管桩2；之后在翻桩器向上转动的同时，吊机提升内涨式夹桩器21，使得两个锁口钢管桩2的下端和上端同时受力翻身、竖起，之后解除锁口钢管桩2的临时固定，吊机通过内涨式夹桩器21将两个锁口钢管桩2同时吊装到U型槽3的安装位置。

[0067] 进一步的，为了便于单个或多个锁口钢管桩2顺利以及精确的进入到U型槽3中，安装锁口钢管桩2前，在混凝土围堰1上安装定位架17用于辅助各个锁口钢管桩2定位；待锁口钢管桩围堰安装完成后拆除定位架17。如图5、图10所示，预埋件16采用预埋钢筋，所述定位架17包括工型钢主架、间隔设置在所述工型钢主架的若干引导杆18、焊接在所述工型钢主
架底面上的立板19以及焊接在立板19与工型钢主架底面之间的加强三角板；所述立板19优
选的具有与混凝土围堰1外周贴合的曲面，立板19与混凝土围堰1较大的接触面可防止锁口
钢管桩2撞击到定位架17上后对混凝土围堰1造成损伤；预埋钢筋固定和立板19辅助定位为
工型钢主架提供稳定的支撑；所述引导杆18通过支撑筋20倾斜固定在工型钢主架的顶面
上，引导杆18可采用圆钢或光面钢筋等、支撑筋20采用钢筋等以确保坚固耐用；两组引导杆
18对应一个锁口钢管桩2，对称支撑锁口钢管桩2的钢管两边；引导杆18的下端的水平投影
落在U型槽3底内，优选的，引导杆18下端的水平投影距离U型槽3半径中线的距离为锁口钢
管桩2的外径，这样能够确保锁口钢管桩2准确的落到U型槽3的中心，以利于后续高强度支
座灌浆料10浇筑的内外均匀；每组引导杆18可以有一个或多个；所述工型钢主架上设置有
与所述预埋钢筋对应的固定孔，安装时，将工型钢主架穿在预埋钢筋上之后进行焊接固定
或螺母固定；钢管桩围堰安装完毕后，拆掉定位架17，预埋钢筋露出的部分可以切割掉。优选的，从稳定安装和便捷的方面考虑，一个定位架17上可以进行多个锁口钢管桩2的引导入槽，如图10所示，一个工型钢主架上安装了六组引导杆18，其中四组引导杆18两两为一组，其余两组引导杆18分别与相邻定位架17上的引导杆18组对。在吊机安装锁口钢管桩2时，偏移的锁口钢管桩2的底端可沿引导杆18的表面滑落到U型槽3中去。

[0068] 本发明主要适用于跨大江大河位于滩地的深埋式桥梁主墩承台施工，特别是河道后期有疏浚、游荡性强冲刷河流(如黄河)，需要拆除承台以上部分围堰以保证河流行洪断
面。

[0069] 由于主体设计时考虑河道后期疏浚或游荡性强冲刷性河流等影响将承台埋置在地面以下很深时，特别是当埋深与水深超过18m时，常规钢板桩、锁口钢管桩围堰支护因结构强度刚度不足不再适用，需要双壁钢围堰、沉井、钻孔桩等强支护方可保证基础施工安
全，但是上述三种围堰在深覆盖层情况下拆除困难，无法满足河道管理保证行洪断面要求。
本发明的组合式围堰克服了传统围堰上述情况存在的弊端。考虑混凝土围堰结构刚度大，
置于水土压力较大的下部，锁口钢管桩围堰置于水压力较小上部，使整个结构在受力更加
合理，结构安全可靠。组合围堰上部锁口钢管桩可待主体结构施工出地面后采用振动打桩
机拔除，下部混凝土围堰顶部同承台顶标高，不影响河道疏浚也可作为承台防冲刷结构。下部混凝土围堰设置空气幕和上部锁口钢管桩内注水压重等助沉措施，能有效保证组合围堰
能够下沉至设计标高。锁口钢管桩可直接安装、不需插打，围檩拼装也可待下沉至地面时安装，围堰施工速度大大加快，能较快的具备承台施工的能力。

[0070] 本发明保证了滩地高低下水位深埋式桥梁承台施工围堰支护结构强度与刚度满足使用安全，便于拆除承台顶面以上部分围堰不影响后期河道疏浚的管理需求，拆除的围
堰为通用性强可周转材料有效节约了资源。本发明的结构安全可靠、施工方便、承台以上围堰可拆除周转使用、节省资源与资金，同时通过一次安装多根钢管桩能够显著加快施工进
行，尤其适用于在地下水丰富、游荡性强冲刷河流浅滩、深埋土层、河道后期需要疏浚、深度大于18米的深基坑承台的施工中。

[0071] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。