CN102191775A - 裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法。该方法包括如下步骤:(1)人造基床的结构设计;(2)人造基床抛投及成型;(3)钢套筒沉放;(4)群桩的稳桩施工。通过对几种稳桩技术进行比较,经设计计算,并利用单桩稳定物理模型试验,验证了人造基床技术的适用性,同时针对工程进行了人造基床的设计和施工,成功解决了离岸深水浅覆盖层条件下的稳桩问题以及码头前沿水深受限制的问题。另外,通过对码头前排桩采用挑梁稳桩的施工工艺,从而尽量减少人造基床对码头前沿水深的影响。
Description
技术领域:
本发明涉及港口建筑施工技术领域,特别涉及一种裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法。
背景技术:
现有技术着重在离岸深水浅覆盖层条件下,嵌岩桩的桩套筒在施工期没有足够的入土深度,而离岸深水环境下的潮流都较大,因此套筒自身的稳定成为决定施工进度、安全和施工质量重要的因素,因此有必要研究并提出合理的稳桩措施。
配合工程施工的开展,课题组首先针对目前国内外常用的几种稳桩措施进行比较,从中选择人造基床作为工程实际采用的稳桩方法,然后通过模型试验和理论计算的结果,提出人造基床设计的大致参数范围,并按照规范的相关要求进行人造基床设计,最后通过对人造基床抛填施工方法的调整和改进,实现了工程的单桩和群众的稳桩目的,保证了工程的顺利安全开展。
目前国内常用的主要稳桩技术有混凝土套箱稳桩技术、导管架技术等,这几种方法各有利弊,适合于不同的施工环境。
混凝土套箱稳桩技术:国内某试桩工程采用了混凝土套箱稳桩技术,稳桩套箱外形尺度8.5×16×7m,单个套箱混凝土方量约126m3,约重320t。每个套箱内需利用导管水下填砂约1200m3,工程量大。该方案取得了成功,同时也暴露了几个问题,如水下潜水工程量大、需大型浮吊安装套箱、套箱水下定位困难、工期长、施工难度大、工程造价较高等;并且在施工时还需要另外搭设施工平台。
导管架技术:该技术是用钢管制作成一个导管支架并能浮于水上,一般为每3个排架范围制作一榀导管架。每榀钢导管支架由双层水平横向撑和竖向导管组成,钢导管支架整体成型后可浮放在水中,制作完成后,用起重船将钢导管支架吊放在水中浮运到现场安装。钢导管支架现场定位后,与已沉定位钢管桩之间采用型钢电焊联结进行限位加固,用起重船将钢支撑桩插入钢导管架的竖向导管内,并支撑在基床上,然后乘高潮或用起重船将导管架吊起后,将竖向导管与支撑桩锁死,形成水上工作平台,最后在钢导管支架的上下层横向支撑管之间设置两层导向架,吊打嵌岩桩套管。该方案在某工程中得到成功应用,主要解决了在松散块石层上搭设平台的难题,并且导管架也可以作为施工平台的支撑结构。但是,该方案需大型浮吊,工艺复杂,用钢量大,造价较高。
人造基床技术:即在嵌岩桩区域抛设袋装砂和袋装碎石层形成人工覆盖层来满足施工期的稳桩需求。在裸露的岩基上施工嵌岩桩,采用人造基床的方式是一种很好的思路。对于高低不平的基岩可采用水下炸礁的办法将基岩炸平,也可根据当时的地质、地貌的特点,用袋装砂或者袋装混凝土在水下围一圈潜堤,中间抛填砂或细石,顶部用袋装砂封顶,以防水流将潜堤内的砂子掏空。抛砂层的厚度与稳定钢护筒有关,如采用钢护筒作为钻孔平台的支撑,则应根据水流、波浪、靠船力等外荷载进行设计,并按施工期单桩稳定、汛期的平台整体稳定进行计算。本课题研究过程中依托的宝钢马迹山港区卸船码头工程施工中,就是以钢护筒作为钻孔平台的支撑。
人造基床稳桩方法具有工艺简单、施工方便、成本造价低等优点。但是在岩基落差较大时,较难保证人工基床的坡度。
发明内容:
为了解决离岸深水浅覆盖层条件下嵌岩桩施工期的稳桩问题。通过对常见几种单桩稳桩技术的比较分析,本发明提出了一种裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法。该方法结合数模和物模计算结果,通过利用人工基床稳桩技术解决单桩的稳桩问题,另外采用挑梁稳桩的施工工艺解决码头前排桩的稳桩问题。
该方法具体方案包括如下步骤:
(1)人造基床的结构设计;
(2)人造基床抛投及成型;
(3)钢套筒沉放;
(4)群桩的稳桩施工。
其特征在于,
所述步骤(1)中,人造基床的厚度范围为7m~8m,基床设计成三层结构:第一层(底)为袋装碎石混粘土,厚度1.5m;第二层(中)为袋装中粗砂,厚度为3.5m;第三层(顶)为护面袋装碎石,厚度为2m;基床边坡为1∶1.5,码头后沿钢套筒中心线离基床顶边沿距按3m控制,以保证稳桩足够的侧向约束;同时考虑到码头前沿有水深要求,为避免人造基床抛投后影响码头前沿水深,码头前沿第一排桩采用上下结合的稳桩方案,即桩尖用3~4m基床约束,桩顶利用挑梁加固。
所述步骤(2)具体过程为:根据人工基床断面结构,层面控制按先抛投厚袋装碎石粘土,再抛投袋装砂,最后抛投护面袋装碎石的顺序进行;平面上采用网格法抛投工艺;每次抛投前测出漂流量;开体驳要纵横交错抛投,以确保基床有效成型;抛投分层进行,每分层厚度控制在2.0m之内;所述抛投过程中边抛边测,并合理错动船位,以达“削峰填谷”的目的,直至抛至设计标高为止,以确保基床厚度;每次抛投后,用无验潮水深测量系统进行基床断面测量,潜水配合及时了解基床的变化情况,指导下一步抛投;开体驳抛设基本形成设计断面后,对基床边角及局部不足部分,采用网络吊机船侯缓平潮靠泊定位船,对局部不足区域进行补抛;所述每阶段抛投结束后,利用无验潮水深测量系统测绘出各断面的变化情况。
所述步骤(3)具体过程为:首先对桩尖进行加强,钢套筒壁厚为20mm,在桩尖1000mm范围内外加一周16mm厚钢板,提高了桩尖的刚度和强度,降低了桩尖卷边的发生概率;其次根据不同地质条件严格控制最终贯入度。对岩面平缓位置,桩尖几乎全断面的进入风化岩层,贯入度按3mm/击控制;岩面坡度较大位置,为了避免局部的边缘因锤击能力过大而卷边,贯入度放宽至5mm/击,为了避免桩尖部分断面没进入岩层而漏浆,利用人造基床底层的袋装碎石粘土护壁护底。
所述步骤(4)具体过程为:根据海侧桩的稳桩要求,先沉每个排架的岸侧3根或4根桩,完成3~4个排架后形成钢平台,然后沉海侧桩,利用平台钢梁(挑梁)加固桩顶,完成稳桩。
上述方案中,所述步骤(2)中为保证钢套筒的沉桩正位率,对桩位处的护面袋装碎石要进行潜水员人工整平。抛投完毕后,潜水员下水,对局部较大的“凸包”或“凹坑”进行人工整平。
上述方案中,所述步骤(2)中基床验收采用网格法,将整个基床划分为2m×2m网格,利用无验潮水深测量系统测绘工前工后标高;验收时每个网格对应工前工后水深确定实际抛填厚度,没有达到基床厚度要求的区域用GPS精确定位后进行补抛,确保整个基床的抛填厚度满足要求。
本发明方法作为裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩技术,通过对几种稳桩技术进行比较,经设计计算,并利用单桩稳定物理模型试验,验证了人造基床技术的适用性,同时针对工程进行了人造基床的设计和施工,成功解决了离岸深水浅覆盖层条件下的稳桩问题以及码头前沿水深受限制的问题。另外,通过使码头前排桩采用挑梁稳桩的施工工艺,从而尽量减少人造基床对码头前沿水深的影响。
附图说明:
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为平台稳定分析有限元模型示意图。
图2为#19断面的人造基床示意图。
图3为#28断面的人造基床示意图。
图4为钢套筒稳定性计算简图。
图5为人造基床设计断面图。
图6为沉桩顺序图。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
本发明方法中为了确保人造基床在离岸深水浅覆盖层条件下单桩稳桩的可行性,针对码头具有代表性的19#排架和28#排架中的单桩,进行了单桩和群桩的物模试验,并通过数模计算进行理论分析。
试验时,波高考虑施工期波高取1.20m,校核波高取1.50m;试验水位取85黄海高程系的设计高水位+2.22m和低水位+0.2m;水流流速参考现场实际情况取2.0m/s。单桩和群桩的稳定性物模试验在河海大学60×1.0×1.5m的规则波水槽中进行。模型按重力相似准则设计,根据实验室水槽尺度和流速、波浪大小,选用正态模型,长度比尺为1∶48。钢套管采用有机玻璃管模拟;袋装碎石采用袋装粗砂模拟,袋装砂采用袋装细砂模拟,袋装泥、碎石混合物由袋装黄泥与细砂混合物模拟(每个布袋体尺寸为4cm×4cm×2cm)。
试验表明19#排架单桩钢套管在基床厚度为8.0m时基本稳定;当基床厚度为7.0m时,桩端位移量较大(大于《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》允许位移量300mm),推荐基床厚度为8.0m。28#排架单桩钢套管在基床厚度为7.0m时稳定;当基床厚度为6.0m时,施工期工况处于临界状态,钢套管接近失稳,推荐基床厚度为7.0m。
在设计高水位+2.22m,19#排架中间桩基床厚度8.0m,且与相邻排架相连形成上部联系平台结构时,根据波流稳定性确定其临界稳定时水流流速达4.2m/s,最大波高约6.5m。实际上的流速几乎达不到4.2m/s,所以排架基本可以保证稳定。另外在最大流速状态下排架顶端位移较大,在台风期应采取加固措施,保证平台稳定。
为了进一步确定多排架联合成整体的平台稳定,采用了通用有限元软件ANSYS,选择5榀排架组合成一分段进行分析计算。整体模型如图1所示。
根据分析,选择码头前沿第二排桩首先进行嵌岩施工对施工平台在台风期的稳定有利。上述方案是建立在人造基床8m厚(即桩底有2m厚的抛填袋装碎石、4m厚的抛填袋装砂、顶层2m厚的抛填袋装碎石)、桩顶加固联系钢结构与钢套管可靠连接的前提下,并且袋装碎石层和袋装砂层必须具有良好的密实性。
(一)人造基床的结构设计;
通过物模试验和数模计算分析,得到的结果是人工基床在7~8m厚度时可以保证马迹山海域钢套筒的单桩和群桩稳定性。同时参考《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》附录E提供的计算方法和稳定判别方法,进行单桩稳桩的设计计算。
单根钢套筒沉放后,主要受水流、波浪荷载及桩倾斜的自重效应。由于水深流急,人造基床在成型及以后嵌岩桩施工中应该具有抗潮流冲刷能力,且保证在沉桩震动影响下人工基床不失稳、不滑移,以及人工基床不会因钻孔、清渣和潮流冲刷作用而产生大的流失,因此基床厚度应考虑沉降、流失、误差及稳定性富余量;另外,由于岩面倾斜钢套筒桩尖不能与岩面完全接触,因此,人工基床结构还要考虑成孔过程中不漏孔。钢套筒的稳定计算方法按m法的设计原理进行,通过试算得出最小入土深度从而确定人造基床的厚度。
1)设计计算基本资料
工程水域落潮流速大于涨潮流速,最大测点流速为2.94m/s,垂线平均最大流速在1.26~2.10m/s之间,因此钢套筒稳定计算时按垂线平均流速1.8m/s取值,施工波高1.0m。钢套筒直径:2.8m;钢套筒顶标高:+5.0m;计算流速:1.8m/s;设计高水位:+2.2m;波要素:施工波高1.0m,波长93m。
由于嵌岩桩区域总体岩面相对平缓,起伏不大,选择#19、#28断面作为典型断面进行人造基床稳桩的可行性分析。典型断面见图2和图3。
2)外荷载计算
a、水流力计算,参见表1;
根据《港口工程荷载规范》(JTJ 215-98),水流力为:F=CWρ水V2A/2
式中:CW-水流阻力系数,按圆形取0.73;
ρ水-水密度,取1.025×103kg/m3;
V-水流流速;
A-水阻面积,即钢套筒在水中迎水面的垂直投影面积。
表1
b、波浪力计算,参见表2;
根据《海港水文规范》(JTJ 213-98)波浪对桩基和墩柱建筑物的作用相关公式计算。
①速度分力PDmax=0.5CDγDH2K1
②惯性力分力PImax=0.5CMγAHk2
计算结果如下:
28#排架:PDmax=2.58kN,PImax=57.77kN
19#排架:PDmax=2.44kN,PImax=59.30kN
因PDmax≤0.5PImax,故Pmax=PImax
表2
c、桩自重力计算,参见表3;
表3
d、荷载汇总,参见表4。
表4
3)单桩稳定性计算
a、基础性质判断
α=[mb1/(EI)]0.2
式中:b1-基础的计算宽度,b1=0.9(d+1);
m-地基土的比例系数;
EI-基础的计算刚度。
28#排架:取h=7m,经计算αh=2.0<2.5,钢套筒按刚性基础计算;
19#排架:取h=8m,经计算αh=2.3<2.5,钢套筒按刚性基础计算。
b、地基水平压应力计算,参见图4。
根据《公路桥梁地基与基础设计规范》(JTJ 024-85):
σy=6Hy(y-y0)/(Ah)
y0=[βb1h2(4λ-h)+6dW0]/[2βb1h(3λ-h)]
A=(βb1h3+18dW0)/[2β(3λ-h)]
式中:σy-基床顶面以下深度y处基础侧面水平压应力;
y-人造基床顶面至所求应力处的距离;
y0-人造基床顶面至基础轴线旋转中心距离;
β-深度h处基础侧面土的地基系数与基础底面土的地基系数之比;
λ=∑M/H,其中∑M为人造基床以上所有水平力和偏心竖直力N对基础地面重心纵弯矩,H为水平合力;
d-在作用力平面方向基础的直径或边长;
b1-基础的计算宽度,b1=0.9(d+1);
W0-基础底面的抵抗矩;
h-人造基床以下基础入土深度。
为保证钢套筒的稳定,水平压应力σy应满足下列条件:
式中:σh/3、σh-相应于y=h/3和y=h深度处的水平压应力;
γ-土的容重,对于透水性土,要考虑水的浮力作用;
c-土的粘聚力,取0;
η1-系数,取1.0;
η2-考虑结构重力在总荷载中所占百分比的系数,η2=1-0.8Mg/M,其中Mg为结构重力对基础底面重心产生的弯矩,M为全部荷载对基础底面重心产生的总弯矩。
19#、28#典型(断面)排架的土应力和允许应力计算结果见表5。
表5土应力计算表(kPa)
4)单桩倾覆验算
根据《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》(JTJ285-2000)和《公路桥涵地基与基础设计规范》:
式中:H-水平力;
Hu-水平极限抗力(由被动土压力产生)。
19#、28#排架的计算结果见表6。
表6 单桩倾覆验算表
根据以上分析、计算,在岩面标高-30.0~-35.0m工况下,7m或8m人造基床的厚度能满足单桩稳定要求。
为进一步验证7m~8m人造基床的单桩稳定性,委托河海大学进行了物模试验。为确保安全,取试验流速2.0m/s,根据不同的基床厚度和不同波高进行了波浪水流物理模型试验,部分试验结果如表7。
表7 单桩桩顶偏位移量(mm)
从物模试验情况看,单桩在波高1.2m以上时桩顶位移量偏大,但满足单桩稳定,而且形成排架后,可大幅减少桩体位移,因此选择7m人造基床是合适的,但施工期间应严密关注工况条件,尽快形成排架,以策安全。
结果显示,在此工况下7m~8m人造基床能满足稳桩要求。
根据以上设计计算结果,基床设计成三层结构:第一层(底)为袋装碎石混粘土,厚度1.5m;第二层(中)为袋装中粗砂,厚度为3.5m;第三层(顶)为护面袋装碎石,厚度为2m。基床边坡为1∶1.5,码头后沿钢套筒中心线离基床顶边沿距按3m控制,以保证稳桩足够的侧向约束。同时考虑到码头前沿有水深要求,为避免人造基床抛投后影响码头前沿水深,码头前沿第一排桩采用上下结合的稳桩方案,即桩尖用3~4m基床约束,桩顶利用挑梁加固。人造基床横断面见图5。
(二)人造基床抛投及成型;
为掌握施工水域水下地形情况,人造基床施工开工前对施工水域进行水下地形测量,测设水深图。对嵌岩桩桩位潜水探摸,检查是否有型钢或地质钻探卡住的钻杆、钻头等,若有,则予以清除,以确保嵌岩桩施工的顺利进行。
根据人工基床断面结构,层面控制按先抛投厚袋装碎石粘土,再抛投袋装砂,最后抛投护面袋装碎石的顺序进行。平面上采用网格法抛投工艺。每次抛投前测出漂流量。开体驳要纵横交错抛投,以确保基床有效成型。抛投分层进行,每分层厚度控制在2.0m之内。抛投过程中边抛边测,并合理错动船位,以达“削峰填谷”的目的,直至抛至设计标高为止,以确保基床厚度。每次抛投后,用无验潮水深测量系统进行基床断面测量,潜水配合及时了解基床的变化情况,指导下一步抛投。开体驳抛设基本形成设计断面后,对基床边角及局部不足部分,采用网络吊机船侯缓平潮靠泊定位船,对局部不足区域进行补抛。每阶段抛投结束后,利用无验潮水深测量系统测绘出各断面的变化情况。
为保证钢套筒的沉桩正位率,对桩位处的护面袋装碎石要进行潜水员人工整平。抛投完毕后,潜水员下水,对局部较大的“凸包”或“凹坑”进行人工整平。
基床验收采用网格法,将整个基床划分为2m×2m网格,利用无验潮水深测量系统测绘工前工后标高。验收时每个网格对应工前工后水深确定实际抛填厚度,没有达到基床厚度要求的区域用GPS精确定位后进行补抛,确保整个基床的抛填厚度满足要求。
(三)钢套筒沉放;
人造基床形成后,立即进行钢套筒的沉桩施工。为使桩尖尽量进入强风化层,同时要确保桩尖不卷边,主要采取了下述措施:
首先对桩尖进行加强,钢套筒壁厚为20mm,在桩尖1000mm范围内外加一周16mm厚钢板,提高了桩尖的刚度和强度,降低了桩尖卷边的发生概率。
其次根据不同地质条件严格控制最终贯入度。对岩面平缓位置,桩尖几乎全断面的进入风化岩层,贯入度按3mm/击控制;岩面坡度较大位置,为了避免局部的边缘因锤击能力过大而卷边,贯入度放宽至5mm/击,为了避免桩尖部分断面没进入岩层而漏浆,利用人造基床底层的袋装碎石粘土护壁护底。
(四)群桩的稳桩施工;
通常船舶对码头前沿水深要求较大,因此靠近海侧人造基床不能太厚,但这样又反过来影响了桩的稳定性,因此课题研究过程中,结合工程的进展,提出了采用挑梁来实现海侧的单桩的稳定,参见图6。在岸侧群桩已形成工作平台的条件下,海侧单桩在沉桩时的稳桩采用上下结合的稳桩方法,即底部采用一定厚度的人造基床稳桩,顶部首先采用挑梁与已搭平台的主梁进行法兰连接,然后利用型钢将海侧钢桩与挑梁和横向挡梁进行焊接加固。
在宝钢马迹山卸船码头二期的建设过程中,因受码头前沿水深要求控制,码头前沿第一排桩人造基床只有3.5~4.5m厚,无法单独稳桩,课题研究过程中提出了在桩顶进行挑梁加固的方法,即根据海侧桩的稳桩要求,先沉每个排架的岸侧3根或4根桩,完成3~4个排架后形成钢平台,然后沉海侧桩,利用平台钢梁(挑梁)加固桩顶,完成稳桩。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法,该方法包括如下步骤:(1)人造基床的结构设计;(2)人造基床抛投及成型;(3)钢套筒沉放;(4)群桩的稳桩施工;
其特征在于,
所述步骤(1)中,人造基床的厚度范围为7m~8m,基床设计成三层结构:第一层(底)为袋装碎石混粘土,厚度1.5m;第二层(中)为袋装中粗砂,厚度为3.5m;第三层(顶)为护面袋装碎石,厚度为2m;基床边坡为1∶1.5,码头后沿钢套筒中心线离基床顶边沿距按3m控制,以保证稳桩足够的侧向约束;同时考虑到码头前沿有水深要求,为避免人造基床抛投后影响码头前沿水深,码头前沿第一排桩采用上下结合的稳桩方案,即桩尖用3~4m基床约束,桩顶利用挑梁加固;
所述步骤(2)具体过程为:根据人工基床断面结构,层面控制按先抛投厚袋装碎石粘土,再抛投袋装砂,最后抛投护面袋装碎石的顺序进行;平面上采用网格法抛投工艺;每次抛投前测出漂流量;开体驳要纵横交错抛投,以确保基床有效成型;抛投分层进行,每分层厚度控制在2.0m之内;所述抛投过程中边抛边测,并合理错动船位,以达“削峰填谷”的目的,直至抛至设计标高为止,以确保基床厚度;每次抛投后,用无验潮水深测量系统进行基床断面测量,潜水配合及时了解基床的变化情况,指导下一步抛投;开体驳抛设基本形成设计断面后,对基床边角及局部不足部分,采用网络吊机船侯缓平潮靠泊定位船,对局部不足区域进行补抛;所述每阶段抛投结束后,利用无验潮水深测量系统测绘出各断面的变化情况;
所述步骤(3)具体过程为:首先对桩尖进行加强,钢套筒壁厚为20mm,在桩尖1000mm范围内外加一周16mm厚钢板,提高了桩尖的刚度和强度,降低了桩尖卷边的发生概率;其次根据不同地质条件严格控制最终贯入度。对岩面平缓位置,桩尖几乎全断面的进入风化岩层,贯入度按3mm/击控制;岩面坡度较大位置,为了避免局部的边缘因锤击能力过大而卷边,贯入度放宽至5mm/击,为了避免桩尖部分断面没进入岩层而漏浆,利用人造基床底层的袋装碎石粘土护壁护底;
所述步骤(4)具体过程为:根据海侧桩的稳桩要求,先沉每个排架的岸侧3根或4根桩,完成3~4个排架后形成钢平台,然后沉海侧桩,利用平台钢梁加固桩顶,完成稳桩。
2.根据权利要求1的裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法,其特征在于,所述步骤(2)中为保证钢套筒的沉桩正位率,对桩位处的护面袋装碎石要进行潜水员人工整平。抛投完毕后,潜水员下水,对局部较大的“凸包”或“凹坑”进行人工整平。
3.根据权利要求1的裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法,其特征在于,所述步骤(2)中基床验收采用网格法,将整个基床划分为2m×2m网格,利用无验潮水深测量系统测绘工前工后标高;验收时每个网格对应工前工后水深确定实际抛填厚度,没有达到基床厚度要求的区域用GPS精确定位后进行补抛,确保整个基床的抛填厚度满足要求。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110344412A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-10-18 | 中铁八局集团有限公司 | 一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置及方法 |
CN112647533A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-13 | 中交上海三航科学研究院有限公司 | 一种先桩法导管架基础桩内防漏浆施工系统及施工方法 |
CN114960651A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-30 | 中国铁建港航局集团有限公司 | 一种灌注桩钻孔平台及其施工方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3811550B2 (ja) * | 1997-09-05 | 2006-08-23 | 東亜建設工業株式会社 | 土砂や石等の投入方法 |
CN1908324A (zh) * | 2006-08-10 | 2007-02-07 | 王伟明 | 深水裸露基岩嵌岩桩施工人工基床稳桩技术 |
-
2010
- 2010-03-18 CN CN 201010127521 patent/CN102191775A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3811550B2 (ja) * | 1997-09-05 | 2006-08-23 | 東亜建設工業株式会社 | 土砂や石等の投入方法 |
CN1908324A (zh) * | 2006-08-10 | 2007-02-07 | 王伟明 | 深水裸露基岩嵌岩桩施工人工基床稳桩技术 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
《水运工程》 20071130 王伟明,吕小勇 外海深水裸露基岩大直径嵌岩桩套筒稳桩技术 , 第11期 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110344412A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-10-18 | 中铁八局集团有限公司 | 一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置及方法 |
CN110344412B (zh) * | 2019-06-14 | 2024-04-23 | 中铁八局集团有限公司 | 一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置及方法 |
CN112647533A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-13 | 中交上海三航科学研究院有限公司 | 一种先桩法导管架基础桩内防漏浆施工系统及施工方法 |
CN114960651A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-30 | 中国铁建港航局集团有限公司 | 一种灌注桩钻孔平台及其施工方法 |
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