本發明涉及一種鋼吊箱圍堰封底混凝土的施工技術。更具體地說，本發明涉及一種減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置及施工的方法。

背景技術：

鋼吊箱圍堰主要用于江、河、湖、海中高樁承臺的施工，其主要功能就是防止水進入承臺作業區，為承臺施工提供一種干作業環境。其主要施工工藝為：1、鋼吊箱下放到位、定位；2、澆筑水下封底混凝土；3、抽水；4、承臺施工。封底混凝土的功能主要有兩點：1、擋水，阻止水從底板下面涌入承臺作業區；2、為承臺施工提供平臺支撐，承載抽水后水頭差產生的浮托力以及澆筑承臺時荷載。

為實現這兩種功能，封底混凝土必須具有一定的厚度，才能提供足夠的剛度以及握裹力(封底混凝土與鋼護筒之間的粘結力)。而在實際工程中，計算封底混凝土厚度時往往由握裹力來控制，混凝土的剛度具有一定的富裕度，給施工造成浪費的感覺。

為解決上述問題，采用在減少封底混凝土厚度的同時，增加一種裝置用于提高握裹力，使其滿足施工要求。

技術實現要素：

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種可有效減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置并利用此裝置進行施工的方法，此裝置可通過增大接觸面積來提高封底混凝土的粘結力，從而減少澆筑封底混凝土的厚度。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置，包括：鋼吊箱圍堰、鋼護筒，其特征在于，還包括：套筒，其為與所述鋼吊箱圍堰底孔同軸的中空圓柱體，其外壁焊接于所述鋼吊箱圍堰的底孔內壁，且所述套筒上下兩端均凸出于所述鋼吊箱圍堰的底板，所述套筒內徑大于鋼護筒的外徑；底托，其為環形結構，內徑設置為能使所述底托貼合在所述鋼護筒外壁且可上下滑動，外徑設置為大于所述套筒的外徑；吊掛鋼絲繩，其下端吊住所述底托。

優選的是，所述套筒的上端高于所述鋼吊箱圍堰底板上表面0.3m～0.7m，所述套筒的底端低于所述鋼吊箱圍堰底板上表面1.0m～1.5m，所述套筒的內徑與所述鋼護筒外徑間的距離為0.15m～0.35m。

優選的是，還包括：斜撐架，所述斜撐架固定連接所述套筒與所述鋼吊箱圍堰底板，且繞所述鋼吊箱圍堰底板的上表面及下表面上均勻環設一圈。

優選的是，所述底托下表面均勻環設多塊筋板，所述筋板由上部的長方體板和下部的直角梯形板一體成型，所述上部的長方體板的上端固定于所述底托的下表面，且筋板上部的長方體板內外兩端間的距離與底托的寬度相同，所述上部的長方體板的下端與所述下部的直角梯形板的長底邊端吻合，且所述下部的直角梯形板的斜腰邊朝向所述底托的外側；其中，相鄰兩塊筋板之間的間距小于0.3m，所述吊掛鋼絲繩下端的吊點間距不超過1.5m。

優選的是，所述底托還設置有工型鋼，所述工型鋼的上端與下端均為與所述底托同中心的環形結構，所述工型鋼的上端固定于所述底托的下表面中間位置；其中所述吊掛鋼絲繩下端的吊點間距不超過3m。

優選的是，所述底托上表面還設置有向下的環形的第一凹槽，所述第一凹槽恰好能卡合所述套筒的底端；所述套筒底端外側壁還設置有向上的環形的第二凹槽，所述第二凹槽恰好能卡合所述第一凹槽的外壁。

優選的是，所述第一凹槽與所述第二凹槽均為磁塊構成，且兩者的磁性相反，以使所述第一凹槽與所述第二凹槽相互吸引。

優選的是，所述底托上表面還設置有柔性的止水條。

本發明還提供了一種利用減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置進行施工的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)下放鋼護筒到設定的位置，在鋼護筒中施工鉆孔樁，直至所有鉆孔樁施工完畢；

步驟2)在底托下表面焊接筋板或工型鋼，并將吊掛鋼絲繩的底端固定在底托上，然后用吊掛鋼絲繩吊住底托沿鋼護筒的外壁從鋼護筒的上端滑到下方，吊掛鋼絲繩的上端穿過設置于鋼護筒上端外壁的耳板孔洞并懸掛于鋼護筒上；在澆筑封底混凝土之前，當吊掛鋼絲繩的上端施加豎向的預緊力并固定后，在澆筑封底混凝土時，所述底托能與所述套筒無縫貼合；

步驟3)依托鋼護筒拼裝鋼吊箱圍堰，在鋼吊箱圍堰底孔內壁焊接套筒，并在鋼吊箱圍堰底板上表面與下表面焊接斜撐架；

步驟4)整個結構拼裝、焊接完畢后，利用下放設備將鋼吊箱圍堰下放到位、定位；

步驟5)澆筑封底混凝土前，在鋼護筒頂口提拉吊掛鋼絲繩，直至底托貼緊套筒然后鎖緊吊掛鋼絲繩；

步驟6)水下澆筑鋼吊箱圍堰的封底混凝土，使其與鋼吊箱圍堰、鋼護筒、套筒以及底托結合成整體；

步驟7)待封底混凝土強度達到設計要求后，鋼吊箱圍堰內抽水，切割封底混凝土上部的吊掛鋼絲繩以及鋼護筒，并進行承臺施工。

優選的是，所述步驟2)還包括：在底托上表面焊接第一凹槽；所述步驟3)還包括：在套筒下端外側壁上焊接第二凹槽；所述步驟5)還包括：在鋼護筒頂口提拉吊掛鋼絲繩時，第一凹槽卡合套筒的底端，第二凹槽卡合第一凹槽的外壁。

本發明至少包括以下有益效果：

1.本發明的裝置結構簡單，操作性強。

2.本發明的套筒增加了鋼護筒與封底混凝土之間的接觸面積，從而有效提高了封底混凝土與鋼護筒之間的握裹力，通過降低封底混凝土的厚度來降低施工成本。

3.本發明的套筒在入水前已經焊接在鋼吊箱圍堰的底孔內壁上，直接下水即可施工，而且也不需要對鋼護筒進行改進。

4.本發明的底托通過吊掛鋼絲繩拉緊提供豎向預緊力從而密封住套筒的底端，防止封底混凝土的滲漏，不需要再設置擋板密封鋼吊箱圍堰的底孔與鋼護筒之間的縫隙，而且通過吊掛鋼絲繩來拉緊固定，簡單方便。

5.本發明的底托下表面固定有筋板或工型鋼，可增加底托的剛度，以適應封底混凝土帶來的荷載或者適應在條件惡劣的情況下施工。

6.本發明的第一凹槽和第二凹槽的設置可進一步加強底托與套筒直接的密封，設置為均為磁塊構成，且兩者的磁性相反，能更好的密封，同時因為磁性相反相互吸引，有一定的向上吸引力，也能在一定程度上減少吊掛鋼絲繩需要施加的豎向預緊力。

7.本發明的底托上表面還設置有柔性的止水條，可進一步加強密封，因為密封的好壞直接關系到封底混凝土澆筑的質量和整個方案的成敗。

本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本發明的主視圖；

圖2為本發明的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

需要說明的是，在本發明的描述中，術語“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

如圖1和圖2所示，本發明提供了一種減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置，包括：鋼吊箱圍堰5、鋼護筒1，其特征在于，還包括：套筒3，其為與所述鋼吊箱圍堰5底孔同軸的中空圓柱體，其外壁焊接于所述鋼吊箱圍堰5的底孔內壁，且所述套筒3上下兩端均凸出于所述鋼吊箱圍堰5的底板，所述套筒3內徑大于鋼護筒1的外徑；底托6，其為環形結構，內徑設置為能使所述底托6貼合在所述鋼護筒1外壁且可上下滑動，外徑設置為大于所述套筒3的外徑；吊掛鋼絲繩2，其下端吊住所述底托6。在這種技術方案中，套筒直接焊接在鋼吊箱圍堰的底孔內壁上，封底混凝土和鋼護筒之間的單位面積粘結力其實是一個定值，我們要增加這個總的粘結力，只能增加這個接觸面積，因為護筒直徑已經定了，所以我們只能增加封底混凝土和鋼護筒之間的接觸高度，套筒的下端凸出于鋼吊箱圍堰的底孔一定高度，從而下端的套筒能增加封底混凝土的接觸面積，從而提高封底混凝土的粘結力，減少封底混凝土的厚度，但這個底板上面的封底混凝土必須有一定的厚度，封底混凝土除了前面說的這個粘結力外(防止圍堰抽水施工時整體向上浮)，封底混凝土板還必須有一定剛度，不然抽水的時候由于水頭產生的壓力會導致混凝土破碎，水會進去圍堰里面，這個圍堰功能也就失效了，因此上端的套筒也不用設置太高；底托通過吊掛鋼絲繩拉緊從而密封護筒的底部，防止封底混凝土的滲漏，底托的內徑貼合鋼護筒的外壁，且可沿外壁上下滑動，既可順利下放底托又可防止底托與鋼護筒之間封底混凝土的滲漏。

另一種技術方案中，所述套筒3的上端高于所述鋼吊箱圍堰5底板上表面0.3m～0.7m，所述套筒3的底端低于所述鋼吊箱圍堰5底板上表面1.0m～1.5m，所述套筒3的內徑與所述鋼護筒1外徑間的距離為0.15m～0.35m。在這種技術方案中，本發明適用于高樁承臺施工，也就是承臺懸在水中，不進去泥面以下，其次，現在這種承臺一般離水面小于10m；經過試驗證明，合理設置套筒的高度范圍可有效地將封底混凝土厚度從一般的2m-2.5m降低到本發明的1m-1.5m；本發明給出的鋼護筒位置都是理論位置，實際施工時鋼護筒可能會打歪，跟原來位置不一樣，所以套筒必須比鋼護筒大一些，以適應這個偏位，同時套筒與鋼護筒內的封底混凝土必須有一定的厚度，如果厚度太薄，封底混凝土的粘結效果不理想，也就達不到增加封底混凝土粘結力的作用，最終也達不到有效減少封底混凝土厚度的作用。

另一種技術方案中，還包括：斜撐架4，所述斜撐架4固定連接所述套筒3與所述鋼吊箱圍堰5底板，且繞所述鋼吊箱圍堰5底板的上表面及下表面上均勻環設一圈。在這種技術方案中，套筒的作用就是增加封底混凝土和護筒面的接觸高度，提高封底混凝土的粘結力，鋼吊箱圍堰從平臺下放到位，要入水，有水流和波浪等作用，會讓鋼吊箱圍堰在這個過程中左右搖擺，鋼護筒與套筒之間會有撞擊，如果沒有支撐，套筒這塊鋼板很容易變形甚至破壞，同時也能增加套筒與鋼吊箱圍堰底板的連接剛度，確保套筒在施工過程中不被破壞。

另一種技術方案中，所述底托6下表面均勻環設多塊筋板，所述筋板由上部的長方體板和下部的直角梯形板一體成型，所述上部的長方體板的上端固定于所述底托6的下表面，且筋板上部的長方體板內外兩端間的距離與底托6的寬度相同，所述上部的長方體板的下端與所述下部的直角梯形板的長底邊端吻合，且所述下部的直角梯形板的斜腰邊朝向所述底托6的外側；其中，相鄰兩塊筋板之間的間距小于0.3m，所述吊掛鋼絲繩2下端的吊點間距不超過1.5m。在這種技術方案中，底托的剛度也是關鍵，如果剛度不夠有可能無法支撐封底混凝土帶來的荷載，也就無法達到密封的效果，因此在底托下表面設置了多塊筋板，以加強底托的剛度，比簡單的增加底托的厚度達到的效果要好，同時也能節省材料，降低成本，筋板的斜面設置在底托的外側，有一定的傾斜角度，能減少水對底托的沖擊力，本技術方案中底托與筋板的厚度均為20mm，且筋板上部的長方體板左右兩端間的距離與底托的寬度相同，吊掛鋼絲繩吊點設計的間距也是根據底托下部設置的筋板來決定的。

另一種技術方案中，所述底托6還設置有工型鋼，所述工型鋼的上端與下端均為與所述底托6同中心的環形結構，所述工型鋼的上端固定于所述底托6的下表面的中間位置；其中所述吊掛鋼絲繩2下端的吊點間距不超過3m。在這種技術方案中，所述底托的厚度為20mm，所述工型鋼的型號為工14型鋼，其焊接于底托下表面的中間位置，吊掛鋼絲繩下端的吊點間距也是根據底托下表面設置的工型鋼來決定的。

另一種技術方案中，所述底托6上表面還設置有向下的環形的第一凹槽，所述第一凹槽恰好能卡合所述套筒3的底端；所述套筒3底端外側壁還設置有向上的環形的第二凹槽，所述第二凹槽恰好能卡合所述第一凹槽的外壁，所述第一凹槽與所述第二凹槽均為磁塊構成，且兩者的磁性相反，以使所述第一凹槽與所述第二凹槽相互吸引。在這種技術方案中，凹槽的設置可進一步加強底托與套筒直接的密封；設置為均為磁塊構成，且兩者的磁性相反，能更好的密封，同時因為磁性相反相互吸引，有一定的向上吸引力，也能在一定程度上減少吊掛鋼絲繩需要施加的向上預緊力。

另一種技術方案中，所述底托6上表面還設置有柔性的止水條。在這種技術方案中，設置柔性的止水條密封的效果更好，因為密封的好壞直接關系到封底混凝土澆筑的質量和整個方案的成敗。

本發明還提供了一種利用減少鋼吊箱圍堰封底混凝土厚度的裝置進行施工的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)下放鋼護筒到設定的位置，在鋼護筒中施工鉆孔樁，直至所有鉆孔樁施工完畢；

步驟2)在底托下表面焊接筋板或工型鋼，并將吊掛鋼絲繩的底端固定在底托上，然后用吊掛鋼絲繩吊住底托沿鋼護筒的外壁從鋼護筒的上端滑到下方，吊掛鋼絲繩的上端穿過設置于鋼護筒上端外壁的耳板孔洞并懸掛于鋼護筒上；在澆筑封底混凝土之前，當吊掛鋼絲繩的上端施加豎向的預緊力并固定后，在澆筑封底混凝土時，所述底托能與所述套筒無縫貼合；

步驟3)依托鋼護筒拼裝鋼吊箱圍堰，在鋼吊箱圍堰底孔內壁焊接套筒，并在鋼吊箱圍堰底板上表面與下表面焊接斜撐架；

步驟4)整個結構拼裝、焊接完畢后，利用下放設備將鋼吊箱圍堰下放到位、定位；

步驟5)澆筑封底混凝土前，在鋼護筒頂口提拉吊掛鋼絲繩，直至底托貼緊套筒然后鎖緊吊掛鋼絲繩；

步驟6)水下澆筑鋼吊箱圍堰的封底混凝土，使其與鋼吊箱圍堰、鋼護筒、套筒以及底托結合成整體；

步驟7)待封底混凝土強度達到設計要求后，鋼吊箱圍堰內抽水，切割封底混凝土上部的吊掛鋼絲繩以及鋼護筒，并進行承臺施工。

另一種技術方案中，所述步驟2)還包括：在底托上表面焊接第一凹槽；所述步驟3)還包括：在套筒下端外側壁上焊接第二凹槽；所述步驟5)還包括：在鋼護筒頂口提拉吊掛鋼絲繩時，第一凹槽卡合套筒的底端，第二凹槽卡合第一凹槽的外壁。

盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。