CN101429761A - 深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台及施工法 - Google Patents

Abstract

本发明是深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台及其施工方法，其结构是钢护筒、钢套管通过联结系接成整体，定位桩插入钢套管中，围堰侧板沿着平台的底部外圈设置，形成一个闭合仓体，该仓体分成多个小仓，每一个小仓内部填充封底混凝土，隔仓板支撑在围堰侧板桁架上。施工方法分平台的制造、起吊与运输、下放、堵漏、封底砼的灌注、搭设等工序。优点：满足了跨海大桥裸岩墩桥梁基础施工和钢护筒和定位桩对稳桩深度的要求，进行常规的定位桩平台的施工安全稳定。平台整体安装提高现场施工效率，控制平台垂直度、水平偏位，施工精度高。避免了平台整体稳定和护筒底口堵漏，为在施工条件恶劣的海域进行桥梁施工提供了便利条件和技术保证。

Description

深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台及施工法

技术领域

本发明专利涉及的是跨海大桥、裸岩墩基础施工中所采用的深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台及其施工方法，属于跨海大桥桥梁基础施工技术领域。

背景技术

在深海领域中进行桥梁基础施工，对于裸岩墩，尤其是岩面起伏、倾斜大，岩层倾角近似70°，基岩为微风化花岗岩，强度高，现有的施工方案，诸如“定位桩平台+插打钢护筒方案”、“重力式基础”、“沉井方案”、“双壁钢围堰方案”等施工技术，难以满足跨海大桥裸岩墩桥梁基础施工的要求。对于施工墩位存在旋流、涌浪、暗流现象，最大流速达3.0m/s以上，则上述桥梁墩位基础施工异常困难，定位桩和钢护筒的插打，且局部桩位处只有不足0.5m的覆盖层，无法满足钢护筒和定位桩对稳桩深度的要求，根本无法进行常规的定位桩平台的施工，难以确保施工平台搭设完成前结构的安全与稳定。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术所存在的缺陷，提出一种深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台及其施工方法，满足跨海大桥裸岩墩桥梁基础施工和钢护筒和定位桩对稳桩深度的要求，进行常规的定位桩平台的施工，并能确保施工平台搭设完成前结构的安全与稳定。

本发明的技术解决方案：其结构是钢护筒、钢套管通过联结系连接成一个整体，定位桩插入钢套管中定位施工平台，并承担施工过程中水平、竖向等荷载，围堰侧板布置在护筒、定位桩、水下围堰一体化结构的底部，且沿该底部外圈设置，形成一个闭合的仓体，所述的仓体分成多个小仓，各小仓依次排列，在每一个小仓内部填充封底混凝土，隔仓板支撑在围堰侧板桁架上。

深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的施工方法，其特征是包括如下施工工序：

一、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的制造，钢护筒、钢套管及其它结构均在工厂内制造与拼装；将封底用围堰侧板一起安装，调平钢管角桩临时固定在四个钢套管内，整体吊运至墩位处；

二、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的起吊与运输，选择浮吊进行吊运；深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台共设置四个吊点，其每个吊点不但承受深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台、围堰侧板及其附属结构的重量，还承担吊运过程中的风力，因波浪、涌浪及其产生的惯性力等，不可量因素很多，所以吊点的加工必须满足设计要求；

三、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的下放，利用GPS定位系统精确定位后，解开四个定位角桩，立即进行四角钢管桩的插打、调平、纠偏，使护筒、定位桩、水下围堰一体化的下放偏差、垂直度控制在规范要求的合理范围以内；

四、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的堵漏，为保证围堰侧板与海床面较好的吻合以达到较好的封底效果，为进一步加强围堰侧板底口的稳定并确保封底混凝土在灌注过程中不致外溢，所以在围堰侧板外侧制做人造覆盖层，至下而上依次抛填袋装混凝土、袋装碎石、袋装中粗砂；

五、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的封底砼的灌注，对围堰侧板之间的范围灌注水下混凝土，使护筒群与基岩粘结连成整体，增强了护筒群护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的整体稳定性和刚度，从而确保成桩后的混凝土灌注顺利进行；

六、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的搭设，封底成功后，按常规施工，搭设施工平台上部结构，然后钻机就位，在平台上配备吊机，进行钻孔桩的施工。

本发明的优点：由钢护筒、钢套管、联接系及定位桩、围堰侧板、侧板桁架、隔仓板、附属结构一个自身稳定的主体。由于采用工厂制造，提高了结构的制造精度。采用整体安装，施工吊装可将平台与护筒群整体就位，提高现场施工工效。由于护筒群、平台的四个角插打钢管定位桩，可有效的控制一体化平台的垂直度、水平偏位，施工精度可有效控制。围堰侧板仅为固定在一体化平台和钢护筒群体底部，用于底部封底用的挡护结构，承受一定的侧压力，不承担施工平台钻机等竖向荷载，因此围堰侧板高度无须设计出水，封底混凝土的高度以结构抗倾覆控制为主。施工过程中，钢围堰既做为临时结构的稳固体系，在基础施工完成后，又可做为主体结构的一部分，有效减少了桩体自由度，改善了结构的水平变位。由于在短期内封底成功，平台整体稳定和护筒底口堵漏的问题都得到很好的解决，为在目标工期内完成钻孔桩施工任务提供了技术保证。

附图说明

附图1是深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的结构示意图。

附图2是深海裸岩墩1/2护筒、定位桩、水下围堰一体化平台平面图。

附图3是深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台吊点结构图。

附图4是深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台施工方法。

附图中的1是钢护筒、2是钢套管、3是联结系、4是定位桩、5是围堰侧板、6是侧板桁架、7是隔仓板、8是施工平台附属结构、9是封底混凝土、10是吊耳、11是a吊耳加劲板、12是b吊耳加劲板。

具体实施方式

对照附图1、2，其结构是钢护筒1、钢套管2通过联结系3连接成一个整体，定位桩4插入钢套管2中定位施工平台，并承担施工过程中水平、竖向等荷载，围堰侧板5沿着护筒、定位桩、水下围堰一体化结构的底部外圈设置，形成一个闭合的仓体，所述的仓体分成多个小仓，每一个小仓依次序排列，在每一个小仓内部填充封底混凝土9，隔仓板7支撑在围堰侧板桁架6上。

对照附图3，吊耳10、a吊耳加劲板11、b吊耳加劲板12将钢套管2和联结系3联结成一个整体，并作为传力结构将深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的整体重量传至起吊设备上。

深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台是将钢护筒作为一体化整体结构的一部分、焊接成一个整体进行起吊和下放的结构，在护筒群的四周各设置定位桩钢套管，并利用4根角桩将深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台调整水平，还设置了隔仓板、围堰侧板、侧板桁架，对深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台下口进行封底。

深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的上部结构是通过插入左右两排钢套管中的定位桩搭设分配梁，在深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台+护筒群+围堰的护筒结构上设置支撑牛腿，以减小上部结构的跨度。

在深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的制造过程中，围堰侧板、隔仓板及其桁架固定在钢套管或钢护筒上。每个护筒、定位桩、水下围堰一体化设置4个吊点，护筒群护筒、定位桩、水下围堰一体化在选择低平潮时下放。

对照图4，主要施工工序分：

一、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的制造，钢护筒1、钢套管2及其他结构均在工厂内制造与拼装，工厂内有一定的起吊能力和固定的下水码头；

二、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的起吊与运输，选择浮吊进行吊运；深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台共设置四个吊点。其每个吊点不但承受深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台、围堰侧板及其附属结构的重量，还承担吊运过程中的风力，因波浪、涌浪及其产生的惯性力等，不可量因素很多，所以吊点的加工必须满足设计要求。

深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的制造过程中，将封底用围堰侧板一起安装在深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台上，并将调平钢管角桩临时固定在四个钢套管内，整体吊运至墩位处。

三、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的下放，利用GPS定位系统精确定位后，解开四个定位角桩，立即进行四角钢管桩的插打、调平、纠偏，使护筒、定位桩、水下围堰一体化的下放偏差、垂直度控制在规范要求的合理范围以内。

四、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化的堵漏，为保证围堰侧板与海床面较好的吻合以达到较好的封底效果，为进一步加强围堰侧板底口的稳定并确保封底混凝土在灌注过程中不致外溢，所以在围堰侧板外侧制做一定厚度的人造覆盖层，至下而上依次抛填袋装混凝土、袋装碎石、袋装中粗砂。

五、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的封底砼的灌注，深海裸岩墩护筒群护筒、定位桩、水下围堰一体化平台下放完成后，在风浪小的平潮天气里，对围堰侧板之间的范围灌注水下混凝土，使护筒群与基岩粘结连成整体，增强了护筒群护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的整体稳定性和刚度，从而确保成桩后的混凝土灌注顺利进行。

六、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的搭设，封底成功后，按常规施工，搭设施工深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台上部结构，然后钻机就位，在深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台上配备吊机，进行钻孔桩的施工。

Claims (3)

1、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台，其特征是钢护筒、钢套管通过联结系连接成一个整体，定位桩插入钢套管中定位施工平台，围堰侧板沿着护筒、定位桩、水下围堰一体化结构的底部外圈设置，形成一个闭合的仓体，所述的仓体分成多个小仓，每一个小仓依次排列，在每一个小仓内部填充封底混凝土，隔仓板支撑在围堰侧板桁架上，设置四个吊点。

2、根据权利要求1所述的深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台，其特征是所述的钢套管和联结系是通过吊耳、a吊耳加劲板、b吊耳加劲板联结成一个整体。

3、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的施工方法，其特征包括如下施工工序：

一、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的制造，钢护筒、钢套管及其它结构均在工厂内制造与拼装；将封底用围堰侧板一起安装，调平钢管角桩临时固定在四个钢套管内，整体吊运至墩位处；

二、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的起吊与运输，选择浮吊进行吊运；深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台共设置四个吊点，其每个吊点不但承受深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台、围堰侧板及其附属结构的重量，还承担吊运过程中的风力，因波浪、涌浪及其产生的惯性力等，不可量因素很多，所以吊点的加工必须满足设计要求；

三、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的下放，利用GPS定位系统精确定位后，解开四个定位角桩，立即进行四角钢管桩的插打、调平、纠偏，使护筒、定位桩、水下围堰一体化的下放偏差、垂直度控制在规范要求的合理范围以内；

四、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的堵漏，为保证围堰侧板与海床面较好的吻合以达到较好的封底效果，为进一步加强围堰侧板底口的稳定并确保封底混凝土在灌注过程中不致外溢，所以在围堰侧板外侧制做人造覆盖层，至下而上依次抛填袋装混凝土、袋装碎石、袋装中粗砂；

五、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的封底砼的灌注，对围堰侧板之间的范围灌注水下混凝土，使护筒群与基岩粘结连成整体，增强了护筒群护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的整体稳定性和刚度，从而确保成桩后的混凝土灌注顺利进行；

六、深海裸岩墩护筒、定位桩、水下围堰一体化平台的搭设，封底成功后，按常规施工，搭设施工平台上部结构，然后钻机就位，在平台上配备吊机，进行钻孔桩的施工。

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