CN101725112B - 一种桥墩的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桥墩的施工方法，包括以下步骤：(1)、进行地质勘探，清理河底的片石，同时在异地的驳船上整体拼装围堰内支撑结构，以及组装钻孔平台；(2)、把围堰内支撑结构浮运就位，插打钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒，在钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒之间安装连接系，吊起围堰内支撑结构，移出驳船，把围堰内支撑结构吊装放置在连接系上临时就位；(3)、下放到位，插打钢板桩围堰；(4)、吊装钻孔平台到桩基钢护筒就位，在钻孔平台上安装钻机钻孔；(5)、围堰内支撑结构的水下吸泥清淤，水下整平基底，灌注水下封底砼。本发明变零散施工为整体施工，变水上施工为岸上施工，变流水施工为同步施工。

Description

一种桥墩的施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁修建技术领域，具体涉及施工条件受施工作业面、汛期等外界条件影响的一种桥墩的施工方法。 
背景技术
目前桥墩修建的施工方式很多，但是常规的施工方式一般只能适用于施工作业面宽广、工期长的情况。而对于施工作业面狭小、工期紧张的情况，目前常规的施工方式则不能满足要求：①、零散施工，则需要较大施工作业面和较长工期；②、水上施工，则需要较大施工作业面；③、流水施工则效率较低，需要较长工期。 
另外，在一些施工环境较差的情况下：洪枯水位变幅较大、桥墩靠近码头、附近有未搬迁的长燃加油船、临岸侧为大堤江滩、距滩地斜坡坡顶距离太近等情况，造成桥墩基础施工场地狭小，现有的桥墩施工方式，难以在此情况下顺利施工。 
发明内容
本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种桥墩的施工方法，本方法变零散施工为整体施工，变水上施工为岸上施工，变流水施工为同步施工，做到快速高效。 
本发明的目的通过以下的技术方案实现：本桥墩的施工方法，其特征在于：包括以下步骤： 
(1)、进行地质勘探，清理河底的片石，同时在异地的驳船上整体拼装围堰内支撑结构，以及组装钻孔平台； 
(2)、把围堰内支撑结构浮运至桩基钢护筒附近指定位置，定位并锚固，然后在上游和下游插打钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒，在钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒之间安装连接系，通过浮吊吊起围堰内支撑结构，移出驳船，通过浮吊把围堰内支撑结构吊装放置在连接系上临时就位；
(3)、把围堰内支撑结构下放到设计标高就位，在围堰内支撑结构的外圈现场插打钢板桩围堰； 
(4)、吊装钻孔平台到桩基钢护筒就位，在钻孔平台上安装钻机钻孔； 
(5)插打钢板桩围堰、钻孔施工完成后，拆除钻孔平台的钻机和钻孔平台，进行围堰内支撑结构的水下吸泥清淤，水下整平基底，并将钢板桩的内壁、桩基钢护筒的内壁进行清洗干净，灌注水下封底砼。 
其中，所述步骤(1)清理河底的片石的方法为：使用300t开底驳船，清理从上游往下游逐点、逐片、逐面、逐层进行抓石，清理过程中，及时采用试插打钢管的方法确认片石清理是否完全，其中钻孔平台钢管桩、桩基钢护筒及钢板桩的插打位置须加密试插打点。 
其中，所述步骤(2)的桩基钢护筒为共28根，直径3米，壁厚22毫米，长为90米，采用两台振动锤并联插打，插打时设置两层导向架，每层导向架结构形式采用整体平面网格形式，导向架由工25#焊接而成，大小3.1×3.1m，每根桩基钢护筒的局部限位调节结构用螺栓固定安装在导向架的四角。 
其中，在所述桩基钢护筒插打前，在导向架的中间先插打加固钢管，将两层导向架通过劲板与加固钢管焊接在一起。 
其中，所述步骤(2)的桩基钢护筒的插打深度通过插打贯入度和底标高控制，桩基钢护筒的入土深度均在18～22米之间，底标高在-17～-14米之间。 
其中，所述步骤(1)的围堰内支撑结构的整体拼装方法为：围堰内支撑结构分为上下两层围檩，上下两层围檩的中心间距为4.8m，平面轮廓尺寸为55.5×33.6m，上下两层围檩之间以桁架形式联成整体，上下两层 围檩之间通过钢管柱对撑，带上辅助结构的围堰内支撑结构的总重为480～520吨；所述驳船由两艘800t船联体而成，两艘800t船通过三道万能杆件桁架联体；利用浮吊，利用三道万能杆件桁架同时作为拼装胎架，先拼装下层围檩，再拼装临时支撑立柱，安装上层围檩，然后安装上下两层围檩之间的桁架连接系，完成围堰内支撑结构的整体拼装。 
其中，所述步骤(2)的浮吊为400吨浮吊，步骤(2)的施工方法为： 
①、围堰内支撑结构整体拼装完后，由一艘500匹及一艘300匹拖轮驱使驳船，把围堰内支撑结构浮运至桩基钢护筒附近指定位置，围堰内支撑结构浮运到位后，与400吨浮吊保持距离在8.5～11.5m之间，驳船的位置通过事先设在驳船上的4个卷扬机绞锚进行调整，驳船的位置调好后，将4个卷扬机的锚绳锁死，使驳船位置固定； 
②、在上游和下游插打钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒，每组钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒之间在+16.0的标高处焊接型钢分配梁； 
③、根据围堰内支撑结构的重心位置，和根据事先焊接在围堰内支撑结构上的四个吊耳位置，确定400吨浮吊的四根直径φ47.5mm的钢丝绳的长度：两根为34.5m，两根为32.5m，每根钢丝绳编织成万能千斤的绳环形式，钢丝绳接头采用八卦头； 
④、400吨浮吊前移就位，在400吨浮吊前移区域，先用水深探测仪作大面积探测，水深不够的地方作好标记，采用吸泥船吸泥，400吨浮吊前移过程中不搁浅；400吨浮吊前移通过前端的三个钢筋混凝土锚来绞锚前行和调整方向，400吨浮吊的两个尾锚及时配合收放，待400吨浮吊前移到位后，400吨浮吊的所有锚绳立即锁定； 
⑤、起吊仰角为60度，起吊过程中围堰内支撑结构保持水平，不发生倾斜，围堰内支撑结构起吊后上层中心距离水面高度在17～24m之间，撤走驳船； 
⑥、浮吊通过摆动臂杆和起落钩对围堰内支撑结构的投影平面进行微 调，使围堰内支撑结构能顺利落入六组钻孔平台钢管桩与桩基钢护筒之间的空档，围堰内支撑结构搁置在型钢分配梁上临时就位，完成围堰内支撑结构临时就位。 
其中，所述步骤(3)围堰内支撑结构的下放方法为：通过设置在钻孔平台钢管桩及桩基钢护筒上的4个吊点将围堰内支撑结构下放到设计标高+11.2m处，围堰内支撑结构与型钢分配梁焊接固定。 
其中，所述步骤(5)中，进行围堰内支撑结构的水下吸泥清淤至-0.5m。 
其中，所述步骤(5)的封底砼为C25封底砼。 
本发明相对于现有技术具有如下的优点： 
1、本桥墩的施工方法，在施工作业面狭小、工期紧张的情况下，充分发挥出了大型机械装备(400吨浮吊、联体驳船)的作用，变零散施工为整体施工，变水上施工为岸上施工，变流水施工为同步施工，做到快速高效：1)、本方法的步骤(1)，同时进行三个施工步骤，清理河底片石、在异地的联体驳船上整体拼装围堰内支撑结构，以及组装钻孔平台，充分利用空间，同步施工，大大提高施工效率，可以最大程度地缩短施工时间；2)、围堰内支撑结构采用整体拼装的方法，一步到位，浮运就位后采用浮吊吊装，比现有技术的现场拼装围堰内支撑结构的施工效率大大提高，最大限度地发挥大型浮吊吊装设备的优势，而且还能有效克服施工场地不足的局限性。 
2、清理过程中，及时采用试插打800mm直径小钢管的方法确认片石清理是否完全，其中钻孔平台钢管桩、桩基钢护筒及钢板桩围堰的插打位置须加密试插打点，确保了后续相关施工能顺利进行。 
3、在插打桩基钢护筒时设置两层导向架，两层导向架分别因地制宜的安装在围堰内支撑结构上，确保了桩基钢护筒插打平面偏位及垂直度在规范允许范围内。 
4、由于围堰内支撑结构杆件间距大，导致导向架支撑点跨度大，而 实际插打时桩基钢护筒与局部限位调节结构之间的摩擦震动力亦较大，因此，在所述桩基钢护筒插打前，在导向架跨度大的中间先插打一根小钢管，将两层导向架通过劲板与小钢管焊接在一起，这样能确保桩基钢护筒插打时导向架的竖向稳定。 
5、两块围堰内支撑结构浮运到位后，与400吨浮吊保持距离在8.5～11.5m之间，因为400吨浮吊在满足可能的最小起重半径内最大吊重为300t，靠的太近，围堰内支撑结构起吊一定高度后会碰到400吨浮吊臂杆，靠的太远，400吨浮吊起重能力不足。8.5～11.5m的距离既解决了不会相互碰撞问题，又解决了浮吊的起重能力问题。 
6、本方法的基础施工各工序衔接紧密，环环相扣，能够做到现场施工组织严密，资源到位，施工连贯性、一致性好，做到快速、规范、创新、高效，能够按既定目标完成任务。 
附图说明
图1是本发明的围堰内支撑结构的上层围檩的平面图。 
图2是本发明的围堰内支撑结构的下层围檩的平面图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 
在江河流域进行修建桥梁，当然须充分掌握历年水文地质资料，并且要充分考虑年度差异，收集半个月甚至一个月后的水位标高变化情况，精确安排与水位有关的各个工序施工时间，精心组织人力、物力资源与水位赛跑。 
做好了前序的准备工作，便可以开始桥墩的施工，包括以下步骤： 
(1)、进行地质勘探：基础范围内河床面高程+10.5m～+14.3m。标高-21.5m以上为覆盖层，主要为人工填筑土及全新统河流相新近沉积物，其地质情况从上向下依次为：河床表面为填筑土，表层有两个片石层，均为以前护堤所抛填，第一层厚1～4m，标高在+8.0～+12.0m，第二层为不均 匀分布，呈带状布置，标高在-2.0～+5.0m，两个片石层片石尺寸均为30～150cm，往下分布有淤泥质粉质粘土、细沙、粗砂等，无明显的分层；标高-21.5m以下为基岩，桩基按照摩擦桩设计。为保证桩基钢护筒、钢板桩围堰及钻孔平台钢管桩的顺利插打，必须将此区域内的片石清理干净，清理过程中，及时采用试插打800mm直径小钢管的方法确认片石清理是否完全，其中钻孔平台钢管桩、桩基钢护筒及钢板桩围堰的插打位置须加密试插打点，以确保后续相关施工能顺利进行。同时在异地的联体驳船上整体拼装围堰内支撑结构，以及组装钻孔平台； 
(2)、把围堰内支撑结构浮运至桩基钢护筒附近指定位置，定位并锚固，然后在上游和下游插打钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒，在钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒之间安装连接系，通过浮吊吊起围堰内支撑结构，移出驳船，通过浮吊把围堰内支撑结构吊装放置在连接系上临时就位； 
(3)、把围堰内支撑结构下放到设计标高就位，在围堰内支撑结构的外圈现场插打钢板桩围堰； 
(4)、吊装钻孔平台到桩基钢护筒就位，在钻孔平台上安装钻机钻孔； 
(5)插打钢板桩围堰、钻孔施工完成后，拆除钻孔平台的钻机和钻孔平台，进行围堰内支撑结构的水下吸泥清淤，水下整平基底，并将钢板桩的内壁、桩基钢护筒的内壁进行清洗干净，灌注水下封底砼。 
其中，所述步骤(1)清理河底的片石的方法为：使用300t开底驳船，清理从上游往下游逐点、逐片、逐面、逐层进行抓石。 
其中，所述步骤(2)的桩基钢护筒共28根，直径3米，壁厚22毫米，长为90米，纵桥向布置4排，横桥向布置7列，桩顶标高+4.50m，桩底标高-85.5m；承台平面为带圆角的矩形，平面尺寸30.75m×52.50m，承台顶标高+10.5m，底标高+4.50m，承台高6m，承台顶为3m高的塔座。采用两台APE400振动锤并联插打，为确保桩基钢护筒插打平面偏位及垂直度在规范允许范围内，插打时设置两层导向架，两层导向架分别因地制宜的安装在围堰内支撑结构上，每层导向架结构形式采用整体平面网格形式，导向架由工25#焊接而成，大小3.1×3.1m，每根桩基钢护筒的局部限位调节结构用螺栓固定安装在导向架的四角，以方便倒用。
其中，由于围堰内支撑结构杆件间距大，导致导向架支撑点跨度大，而实际插打时桩基钢护筒与局部限位调节结构之间的摩擦震动力亦较大，因此，在所述桩基钢护筒插打前，在导向架跨度大的中间先插打一根加固小钢管，将两层导向架通过劲板与加固小钢管焊接在一起，这样能确保桩基钢护筒插打时导向架的竖向稳定。 
其中，所述步骤(2)的桩基钢护筒的插打深度采用双控，即插打贯入度和底标高控制，桩基钢护筒的入土深度均在20米左右，底标高在-17～-14米之间，与根据勘探地质资料计算的结果吻合。 
其中，所述步骤(1)的围堰内支撑结构的整体拼装方法为：围堰内支撑结构分为上下两层围檩，上下两层围檩的中心间距为4.8m，平面轮廓尺寸为55.5×33.6m，上下两层围檩之间以桁架形式联成整体，上下两层围檩之间通过钢管柱对撑，带上辅助结构的每块围堰内支撑结构的总重为约500吨；所述驳船由两艘800t船联体而成，两艘800t船通过三道万能杆件桁架联体；利用WD120浮吊，利用三道万能杆件桁架同时作为拼装胎架，拼装主要顺序如下：先拼装下层围檩，再拼装临时支撑立柱，安装上层围檩，然后安装上下两层围檩之间的桁架连接系，完成围堰内支撑结构的整体拼装； 
其中，所述步骤(2)的浮吊为400吨浮吊，步骤(2)的施工方法为： 
①、围堰内支撑结构整体拼装完后，由一艘500匹及一艘300匹拖轮驱使驳船，把围堰内支撑结构浮运至桩基钢护筒附近指定位置，以方便400吨浮吊吊船起吊。围堰内支撑结构浮运到位后，与400吨浮吊保持距离在8.5～11.5m之间，因为400吨浮吊在满足可能的最小起重半径内最大吊重为300t，靠的太近，围堰内支撑结构起吊一定高度后会碰到400吨浮吊臂 杆，靠的太远，400吨浮吊起重能力不足。联体驳船的位置通过事先设在驳船上的4个卷扬机绞锚进行调整，驳船的位置调好后，将4个卷扬机的锚绳锁死，使驳船位置固定； 
②、在上游和下游插打钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒，每组钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒之间在+16.0的标高处焊接型钢分配梁(此标高不是围堰内支撑结构下放的设计标高，主要是考虑桩基钢护筒插打时导向架限位结构及施工脚手的安装操作方便)； 
③、根据围堰内支撑结构的重心位置，和根据事先焊接在围堰内支撑结构上的四个吊耳位置，确定400吨浮吊的四根直径φ47.5mm的钢丝绳的长度：两根为34.5m，两根为32.5m，以确保起吊后结构保持水平，不发生倾斜。每根钢丝绳编织成万能千斤的绳环形式，钢丝绳接头采用八卦头，接头长度考虑60倍钢丝绳直径； 
④、400吨浮吊前移就位，400吨浮吊前移的距离为77m，根据400吨浮吊的参数，当时水位仅为+13.0m，此区域河床标高+8.0～+11.0m左右，因此在400吨浮吊前移区域，先用水深探测仪作大面积探测，水深不够的地方作好标记，采用吸泥船吸泥，确保400吨浮吊前移过程中不搁浅；400吨浮吊前移通过前端的三个钢筋混凝土锚来绞锚前行和调整方向，400吨浮吊的两个尾锚及时配合收放，待400吨浮吊前移到位后，400吨浮吊的所有锚绳立即锁定； 
⑤、起吊仰角为60度，起吊过程中围堰内支撑结构保持水平，不发生倾斜，围堰内支撑结构起吊后上层中心距离水面高度在17～24m之间，撤走驳船； 
⑥、浮吊通过摆动臂杆和起落钩对围堰内支撑结构的投影平面进行微调，使围堰内支撑结构能顺利落入六组钻孔平台钢管桩与桩基钢护筒之间的空档，围堰内支撑结构搁置在型钢分配梁上临时就位，完成围堰内支撑结构临时就位。 
其中，所述步骤(3)围堰内支撑结构的下放方法为：通过设置在钻孔平台钢管桩及桩基钢护筒上的4个吊点将围堰内支撑结构下放到设计标高+11.2m处，围堰内支撑结构与型钢分配梁焊接固定，而无需对围堰内支撑结构平面位置进行调整。 
其中，所述步骤(5)中，进行围堰内支撑结构的水下吸泥清淤至-0.5m。 
其中，所述步骤(5)的封底砼为C25封底砼。 
另外，为了消除基础施工的安全隐患，可根据需要制作一个安全防火墙方案，具体做法为：在钢板桩围堰沿上下游方向插打一排钢管桩，在钢板桩上挂设防火挂板，防火挂板顶部高出钻孔平台3m，底部直达江面，将桥墩基础施工环境与危险的火源(例如油船)完全隔离开。 
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种桥墩的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、进行地质勘探，清理河底的片石，同时在异地的驳船上整体拼装围堰内支撑结构，以及组装钻孔平台；
(2)、把围堰内支撑结构浮运至桩基钢护筒附近指定位置，定位并锚固，然后在上游和下游插打钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒，在钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒之间安装连接系，通过浮吊吊起围堰内支撑结构，移出驳船，通过浮吊把围堰内支撑结构吊装放置在连接系上临时就位；
(3)、把围堰内支撑结构下放到设计标高就位，在围堰内支撑结构的外圈现场插打钢板桩围堰；
(4)、吊装钻孔平台到桩基钢护筒就位，在钻孔平台上安装钻机钻孔；
(5)插打钢板桩围堰、钻孔施工完成后，拆除钻孔平台的钻机和钻孔平台，进行围堰内支撑结构的水下吸泥清淤，水下整平基底，并将钢板桩的内壁、桩基钢护筒的内壁进行清洗干净，灌注水下封底砼。
2.根据权利要求1所述的桥墩的施工方法，其特征在于：所述步骤(1)清理河底的片石的方法为：使用300t开底驳船，清理从上游往下游逐点、逐片、逐面、逐层进行抓石，清理过程中，及时采用试插打钢管的方法确认片石清理是否完全，其中钻孔平台钢管桩、桩基钢护筒及钢板桩的插打位置须加密试插打点。
3.根据权利要求1所述的桥墩的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)的桩基钢护筒为共28根，直径3米，壁厚22毫米，长为90米，采用两台振动锤并联插打，插打时设置两层导向架，每层导向架结构形式采用整体平面网格形式，导向架由工25#焊接而成，大小3.1×3.1m，每根桩基钢护筒的局部限位调节结构用螺栓固定安装在导向架的四角。
4.根据权利要求3所述的桥墩的施工方法，其特征在于：在所述桩基钢护筒插打前，在导向架的中间先插打加固钢管，将两层导向架通过劲板与加固钢管焊接在一起。
5.根据权利要求1所述的桥墩的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)的桩基钢护筒的插打深度通过插打贯入度和底标高控制，桩基钢护筒的入土深度均在18～22米之间，底标高在-17～-14米之间。
6.根据权利要求1所述的桥墩的施工方法，其特征在于：所述步骤(1)的围堰内支撑结构的整体拼装方法为：围堰内支撑结构分为上下两层围檩，上下两层围檩的中心间距为4.8m，平面轮廓尺寸为55.5×33.6m，上下两层围檩之间以桁架形式联成整体，上下两层围檩之间通过钢管柱对撑，带上辅助结构的围堰内支撑结构的总重为480～520吨；所述驳船由两艘800t船联体而成，两艘800t船通过三道万能杆件桁架联体；利用浮吊，利用三道万能杆件桁架同时作为拼装胎架，先拼装下层围檩，再拼装临时支撑立柱，安装上层围檩，然后安装上下两层围檩之间的桁架连接系，完成围堰内支撑结构的整体拼装。
7.根据权利要求6所述的桥墩的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)的浮吊为400吨浮吊，步骤(2)的施工方法为：
①、围堰内支撑结构整体拼装完后，由一艘500匹及一艘300匹拖轮驱使驳船，把围堰内支撑结构浮运至桩基钢护筒附近指定位置，围堰内支撑结构浮运到位后，与400吨浮吊保持距离在8.5～11.5m之间，驳船的位置通过事先设在驳船上的4个卷扬机绞锚进行调整，驳船的位置调好后，将4个卷扬机的锚绳锁死，使驳船位置固定；
②、在上游和下游插打钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒，每组钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒之间在+16.0的标高处焊接型钢分配梁；
③、根据围堰内支撑结构的重心位置，和根据事先焊接在围堰内支撑结构上的四个吊耳位置，确定400吨浮吊的四根直径φ47.5mm的钢丝绳的长度：两根为34.5m，两根为32.5m，每根钢丝绳编织成万能千斤的绳环形式，钢丝绳接头采用八卦头；
④、400吨浮吊前移就位，在400吨浮吊前移区域，先用水深探测仪作大面积探测，水深不够的地方作好标记，采用吸泥船吸泥，400吨浮吊前移过程中不搁浅；400吨浮吊前移通过前端的三个钢筋混凝土锚来绞锚前行和调整方向，400吨浮吊的两个尾锚及时配合收放，待400吨浮吊前移到位后，400吨浮吊的所有锚绳立即锁定；
⑤、起吊仰角为60度，起吊过程中围堰内支撑结构保持水平，不发生倾斜，围堰内支撑结构起吊后上层中心距离水面高度在17～24m之间，撤走驳船；
⑥、浮吊通过摆动臂杆和起落钩对围堰内支撑结构的投影平面进行微调，使围堰内支撑结构能顺利落入六组钻孔平台钢管桩与桩基钢护筒之间的空档，围堰内支撑结构搁置在型钢分配梁上临时就位，完成围堰内支撑结构临时就位。
8.根据权利要求7所述的桥墩的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)围堰内支撑结构的下放方法为：通过设置在钻孔平台钢管桩及桩基钢护筒上的4个吊点将围堰内支撑结构下放到设计标高+11.2m处，围堰内支撑结构与型钢分配梁焊接固定。
9.根据权利要求1所述的桥墩的施工方法，其特征在于：所述步骤(5)中，进行围堰内支撑结构的水下吸泥清淤至-0.5m。
10.根据权利要求1所述的桥墩的施工方法，其特征在于：所述步骤(5)的封底砼为C25封底砼。
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