帶有遇水膨脹橡膠防水鎖口的組合鋼樁圍堰制造技術

本發明專利技術公開了一種帶有遇水膨脹橡膠防水鎖口的組合鋼樁圍堰，包括圍堰短樁和固定連接兩相鄰圍堰短樁的圍堰長樁；圍堰短樁包括U型鋼板樁和鎖口子件，U型鋼板樁的左右兩端分別與一個鎖口子件固定連接，圍堰長樁包括鋼管樁、位于鋼管樁外側的鎖口母件、位于鎖口母件內的遇水膨脹橡膠內襯，鎖口母件上設置有與鎖口子件相匹配的管狀內筒和連接管狀內筒內外的槽口，遇水膨脹橡膠內襯固定設置在管狀內筒內壁上，鎖口子件套入管狀內筒中，鎖口子件與遇水膨脹橡膠管內襯之間的縫隙填充有膨潤土混合料填充物。本發明專利技術采用剛性鋼樁與柔性鋼樁搭配組合使用，優勢互補，具有防水性能好、鎖口連接可靠、取材方便、結構整體剛度強、施工快捷和價格低等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于深水基礎施工領域，涉及一種土木工程的圍堰結構，尤其涉及一種組合鋼樁圍堰。
技術介紹
圍堰結構是在橋梁基礎、水工建筑物施工中的臨時性的構筑物，其作用是擋土阻水。當水深較淺時，一般采用土袋圍堰、木板樁圍堰；在水較深且流速較大的河流中，一般采用鋼板樁圍堰、鋼管樁圍堰、鋼套箱圍堰。鋼板樁圍堰是最常用的一種圍堰形式，拉森鋼板樁是帶有拉鉤式鎖口的一種型鋼，鋼板樁具有重量輕、施工方便、可重復利用、成本低等特點，在基礎施工中得到了廣泛的 應用。國產的冷彎拉森鋼板樁，鎖口生產工藝簡單，沉樁施工時鎖口損壞率較高；進口的熱軋拉森鋼板樁產品質量好，經久耐用，但生產工藝復雜，價格高。鋼板樁圍堰結構的整體剛度較小，需要設置強而密的內支撐，影響了基礎施工的操作工作面，鋼板樁圍堰不宜用于深基礎施工項目。鋼板樁圍堰經常會發生漏水、滲水現象，其主要原因是舊鋼板樁使用前未進行矯正處理或鋼板樁打入時發生傾斜，相鄰兩塊鋼板樁的鎖口對插接就不能嚴密，容易導致拉鉤式鎖口漏水、滲水，鋼板樁圍堰不宜用于深水基礎施工項目。鎖口鋼管樁圍堰是上世紀八十年代從日本引進的圍堰結構新技術，具有防水性能好、沉樁深度大、整體剛度大和施工簡便等優點，在深水圍堰中已經到了廣泛的運用。但是，鎖口鋼管樁圍堰造價較高，一次性投資大，鋼管樁密排插打沉樁施工的垂直精度要求高，沉樁時鎖口容易損壞。深水基礎施工完成后，拔出的鎖口鋼管樁的體積較大，難以化整為零，異地運輸困難，不利于多次重復利用，影響了鎖口鋼管樁圍堰的投資經濟效益。隨著橋梁工程和港航工程建設的發展，深水圍堰項目越來越多，工程領域亟需一種防水鎖口連接可靠、整體剛度大、防水性能好、費用較低、施工快捷的新型裝配式防水圍堰。吸取拉森鋼板樁圍堰和鎖口鋼管樁圍堰兩者的優點，利用遇水膨脹橡膠的膨脹性和彈性特點，研發Ω形遇水膨脹橡膠防水鎖口的新產品，充分發揮鋼管樁和U型鋼板樁的各自優點，采用鋼管樁作為圍堰結構的主體，U型鋼板樁作為擋土阻水的圍擋結構，將多種形式鋼樁結構與新型的遇水膨脹橡膠防水鎖口進行裝配組合使用，剛柔并舉，優勢互補，可形成一種新型的裝配式組合鋼樁圍堰結構。對于新型裝配式組合鋼樁圍堰結構，如果采用大直徑鋼管樁外側焊接板帶狀的拉鉤式鎖口與拉森鋼板樁的拉鉤鎖口互相咬合連接方法，沉樁施工時焊接的板帶狀的拉鉤式鎖口容易受力變形，兩側拉鉤不容易居中對直咬合，拉鉤式鎖口強度和剛度較低，防水性能差，拉鉤式鎖口結構形式不適宜深水基礎的裝配式組合鋼樁圍堰。如果采用鎖口鋼管樁圍堰的C型母扣與T型公扣連接方法，由于U形鋼板樁的整體剛度較低，鎖口卡緊對直定位比較困難，導致鎖口咬合不緊密，會產生滲漏水現象，影響施工作業環境。因此，針對新型的裝配式組合鋼樁圍堰結構，亟需一種鎖口連接可靠、防水性能好、價格低的新型防水鎖口。
技術實現思路
技術問題本專利技術提供一種可改善圍堰結構的防水性能，提高圍堰施工速度，降低圍堰造價的帶有遇水膨脹橡膠防水鎖口的組合鋼樁圍堰。技術方案本專利技術的帶有遇水膨脹橡膠防水鎖口的組合鋼樁圍堰，包括圍堰短樁和固定連接兩相鄰圍堰短樁的圍堰長樁；圍堰短樁包括U型鋼板樁和鎖口子件，U型鋼板樁的左右兩端分別與一個鎖口子件固定連接，鎖口子件為平行于U型鋼板樁翼緣的柱狀物；圍堰長樁包括鋼管樁、位于鋼管樁外側的鎖口母件、位于鎖口母件內的遇水膨脹橡膠內襯，以及位于鋼管樁與鎖口母件之間并連接二者的槽鋼連接件，鎖口母件上設置有與鎖口子件相匹配的管狀內筒和連接管狀內筒內外的槽口，遇水膨脹橡膠內襯固定設置在管狀內筒內壁上，鎖口子件套入管狀內筒中，鎖口子件與遇水膨脹橡膠管內襯之間的縫隙填充有膨潤土混合料填充物。本專利技術中，U型鋼板樁包括底板、分別設置于底板兩端的兩個腹板、設置于腹板端部并與底板平行的翼緣，鎖口子件與翼緣的端部固定連接。 本專利技術中，圍堰短樁還可包括H型鋼樁，H型鋼樁的一個翼板的外側面與U型鋼板樁底板的U形口內一側固定連接。本專利技術中，膨潤土混合料填充物的組分按質量百分比為膨潤土含量30% 35%、粉煤灰含量15% 20%、赤泥含量30% 35%，水泥8% 12%，水玻璃3% 5%，水性聚氨酯樹脂1% 2%,浙青麻絲O. 5% 1%。本專利技術中，間隔布置的鋼管樁作為剛性長樁是圍堰結構的主體受力結構，U型鋼板樁作為柔性短樁起到擋土阻水的圍擋結構作用，防水鎖口起到剛性長樁和柔性短樁之間的連接作用。本專利技術中，防水鎖口是非常重要的構件，鎖口能否止水是圍堰結構成敗的關鍵問題，鎖口連接必須受力可靠，必須具有良好的防水性能。遇水膨脹橡膠是一種獨特的橡膠新產品，它既有一般橡膠制品的彈性變形性能，又有遇水膨脹的性能。該種橡膠在遇水后會產生2 3倍的膨脹變形，并充滿接縫的所有不規則表面、空穴及間隙，同時產生巨大的接觸壓力，徹底防止滲漏。擠出成型的緩膨型膨潤土橡膠材料是最成熟的遇水膨脹橡膠產品，目前，遇水膨脹橡膠止水條和遇水膨脹橡膠管已經得到了廣泛的應用，若將緩膨型膨潤土橡膠管用于圍堰鎖口結構中，可改善圍堰結構防水性能。根據新型裝配式組合鋼樁圍堰的結構特點，借鑒百頁鉸鏈的結構原理，利用膨潤土橡膠管產品的彈性變形和遇水膨脹性能，選用熱軋型鋼生產工藝制作Ω孔形熱軋鋼質的成品鋼條作為鎖口母件的外層結構，膨潤土橡膠管產品作為鎖口母件的內層結構，Ω孔形熱軋鋼條成品內嵌入遇水膨脹橡膠管構成防水鎖口母件。外方內圓的Ω形熱軋成品鋼條結構可確保鎖口母件的剛度和強度，有利于鎖口母件與鋼管樁焊接牢固，內嵌的遇水膨脹橡膠管可確保鎖口母件與圓形鎖口子件咬合緊密，可提高鎖口連接的防水性能。采用U型鋼板樁兩側端部焊接圓鋼棒作為鎖口子件，也可采用熱軋工藝生產的帶有粗大圓端頭的U型鋼板樁成品兼鎖口子件，圓形鎖口子件插入Ω形鎖口母件之中，可實現咬合緊密且連接可靠的鎖口結構。利用膨潤土的防水性能，將膨潤土混合料填充圓形鎖口母件和圓形鎖口子件之間的空腔空間，可進一步提高鎖口結構的防水性能，形成新型防水鎖口系統。Ω形遇水膨脹橡膠防水鎖口系統具有咬合連接可靠、構造簡單和防水性能好等優點。有益效果本專利技術與現有技術相比，具有以下優點本專利技術的帶有防水鎖口的裝配式組合鋼樁圍堰主要由大直徑鋼管樁長樁、遇水膨脹橡膠防水鎖口、U型鋼板樁短樁等三部分組成，采用剛性長樁與柔性短樁搭配組合使用，剛柔并舉，優勢互補。本專利技術的組合鋼樁圍堰具有施工速度快、防水性能好、取材方便、鎖口連接可靠、結構整體性好、圍堰結構適應性強、可多次重復利用和價格低等優點，可廣泛應用于橋梁工程、港航工程等領域的深水基礎施工。鋼管樁具有承載能力高，穿越土層能力強的特點，作為新型防水圍堰長樁，擔當圍堰的主體結構，結構性能可靠。U型鋼板樁具有重量輕、施工簡單、價格便宜等特點，可方便地插入Ω形鎖口母件豎縫圓管內，作為防水圍堰的短樁，起到擋土阻水的圍擋作用。鋼管樁長樁與U型鋼板樁短樁互相結合，組合使用，優勢互補，可適合復雜地質條件的圍堰結構，具有快速裝配式結構的優點。與鎖口鋼管樁圍堰相比，采用U型鋼板樁部分替代鋼管樁，可以節約鋼材，降低造·價，防水鎖口連接方便，沉樁時可降低鎖口應力，簡化圍堰施工工藝。與U型鋼板樁圍堰相t匕，采用大直徑的鋼管樁長樁部分替代薄壁的U型鋼板樁短樁，提高了樁身結構的強度和剛度，提高了鋼樁穿透硬土層的能力，增加了鋼樁入土錨固深度，因本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶有遇水膨脹橡膠防水鎖口的組合鋼樁圍堰，其特征在于，該組合鋼樁圍堰包括圍堰短樁（1）和固定連接兩相鄰的所述圍堰短樁（1）的圍堰長樁（2）；所述圍堰短樁（1）包括U型鋼板樁（11）和鎖口子件（12），所述U型鋼板樁（11）的左右兩端分別與一個鎖口子件（12）固定連接，所述鎖口子件（12）為平行于U型鋼板樁（11）翼緣的柱狀物；所述圍堰長樁（2）包括鋼管樁（21）、位于所述鋼管樁（21）外側的鎖口母件（22）、位于所述鎖口母件（22）內的遇水膨脹橡膠內襯（23），以及位于所述鋼管樁（21）與鎖口母件（22）之間并連接二者的槽鋼連接件（24），所述鎖口母件（22）上設置有與鎖口子件（12）相匹配的管狀內筒（221）和連接所述管狀內筒（221）內外的槽口（222），所述遇水膨脹橡膠內襯（23）固定設置在所述管狀內筒（221）內壁上，鎖口子件（12）套入管狀內筒（221）中，鎖口子件（12）與遇水膨脹橡膠內襯（23）之間的縫隙填充有膨潤土混合料填充物（3）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐文平，陳有春，楊海榮，沈旭鴻，計翔，蘇劉，石先旺，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：