CN104074199A - 一种水下承台施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下承台施工工法，包括如下步骤：(1)施工准备，(2)钢板围堰，(3)抽水，(4)测量放样，(5)基坑开挖，(6)桩头凿除，(7)水下吸泥，(8)垫层施工，(9)承台施工，(10)砼浇筑，(11)砼养护和拆模，(12)围堰拆除。本发明使承台更牢固稳定，同时优化了施工方案，使施工周期进一步缩短，大大降低了人力、物力和材料，经济效益显著，施工过程中不会产生扬尘，保护环境，承台的二次放样有效提高了在施工时的精度，降低偏差，提高施工质量，使墩柱整体更加稳定。

Description

一种水下承台施工工法

技术领域

本发明涉及一种水下承台施工工法。

背景技术

近年来在桥梁建设中推广应用的大直径基柱式桥墩多采用一桩一柱的形式，对于多桩承台的桥梁，出于美观考虑，多将承台底面置于常水位以下，由于施工水位低于常水位，施工时若承台全部在施工水位以上，则可以按常规方法进行施工；若承台有一部分在水下，则通常采取钢套箱的方法进行施工。但是施工时整个承台都处于水面以下，而且承台的体积比较大，一般采用钢套箱施工，由于深水作业水压高，钢套拼装的缝隙止水困难，为克服水的浮力，钢套箱的钢材投入量大、回收率低，潜水作业多，而且延长了施工周期，增加了施工成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种水下承台施工工法，以达到施工成本低、施工周期短，质量高的效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种水下承台施工工法，其特征在于包括如下步骤：

(1)施工准备根据施工进度要求，制定出材料计划，把材料种类细化到第一具体工序上，然后进行统一采购，同时控制使用材料的质量标准，根据设计构造要求选用材料，然后进行施工上的技术交底工作；

(2)钢板围堰将钢板桩运到工地后进行整理，并清除锁口内的杂物，然后对钢板桩进行防渗处理，在每片钢板桩锁口涂上混合油；接着将加工好的定位桩垂直安设于钻孔平台上，并用导梁工字钢焊接牢固，第一片钢板桩以导梁为定位、垂直插至设计标高，其余各钢板桩以已插好的钢板桩为准，起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口，然后用振动锤振动下沉，并将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上；

(3)抽水

待钢板桩施工完毕后进行抽水，至设计第一道围囹标高时进行下一道围囹架设，按设计高程焊好角钢作为支撑，先将支撑位置施焊三角限位钢板，然后安装支撑，并在围堰上限位钢板，然后将支撑与围框进行加焊，并用木楔塞进钢板桩与围框之间的间隙，待各围囹安装并连接就位后，再与钢板焊接牢固；

(4)测量放样

根据测量放样的控制桩对承台进行放样，然后在承台的边线上引出纵、横向控制桩；

(5)基坑开挖

基坑开挖前，根据开挖尺寸及边坡坡度计算出开挖线角点坐标，现场放样出角点位置，并打入钢筋头作为标志，然后用滑石粉标识开挖位置线，在基坑开挖线外2.5m处开挖一条环形排水沟，排水沟出口通向钻孔桩施工时开挖的泥浆池中，接着挖掘机根据开挖位置线进行开挖，开挖出来的土方直接运至弃土场，在施工时根据各墩位的地质及地下水位情况进行边坡坡度的调整，开挖达到标高后，用挖掘机和夯土机整平夯实基底；

(6)桩头凿除

先测量放样出桩头设计标高，用空气压缩机加风镐进行桩头凿除作业；

(7)水下吸泥

采用射水、吸泥和抓泥交替进行施工，吸泥时由潜水工在围堰内用高压水枪将土冲松，吸泥结束后下水进行检查，并将基底整平；

(8)垫层施工

根据承台基坑开挖情况，对基坑底部用桩头凿除的混凝土碎块找平夯实后，浇筑垫层混凝土，待垫层混凝土初凝后，放样承台角点位置，进行下一工序的施工；

(9)承台施工

先根据测量放样的控制桩对承台进行二次放样，并用在封底混凝土上弹出墨线标记，用全站仪进行复核；然后进行钢筋与冷却管的施工，承台轮廓线放出后，首先将基桩钢筋进行成型，采用集中下料成型，再按设计图纸及要求进行绑扎钢筋，绑扎钢筋时先将承台底部钢筋网进行安装，然后承台底部主筋安装绑扎，并且安装冷却管，再绑扎侧面钢筋，并进行钢筋的预埋，最后对承台顶层钢筋进行铺设，在支撑定位钢筋上用石壁标示出承台顶层钢筋的布置位置，再摆放安装顶层主筋；接着进行模板支立，承台侧模板使用钢木组合模板，采用竹胶做面板，外侧用型钢围囹，模板与模板之间以及模板与封底混凝土之间的接缝贴海绵条进行密封，模板上、下外口采用钢管固定，模板的下口及中间采用固定钢筋螺栓卡住；最后进行混凝土施工，将混凝土振捣密实，浇筑完毕后进行混凝土裸露面修整、抹平，待收浆后再抹第二遍并进行压光处理，在混凝土覆盖住底层冷却管后通入循环水进行冷却，混凝土顶面用塑料布覆盖，在塑料布上以及侧模外加盖草帘进行保温；

(10)砼浇筑

在浇筑前清除桩头及承台表面的杂物，并用水清洗，混凝土运输车将砼运至施工现场，用砼泵车将砼泵入料斗，当料斗满时换下一辆砼运输车对准泵车进行下料，然后提起塞板使混凝土进入导管，泵车继续将砼泵入管内，直到达到标高要求；

(11)砼养护和拆模

砼浇筑结束后，冷却管通水，采用覆盖土工布及草袋洒水养生的方法，当砼的强度达到要求时再进行拆模，并按顺序进行，拆模后将混凝土裸露面进行覆盖保温，并继续通循环水降温；

(12)围堰拆除

首先采用水泵加水至最下一道围堰标高处拆除最下一道围囹，其余按此步

骤进行直至最顶层围囹拆除，拆除时内外水头差保持平衡。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

施工速度快、缩短了施工周期，降低了施工成本，安全可靠：本发明通过钢板围堰、测量放样、基坑开挖、水下吸泥、垫层施工、承台施工、砼浇筑等工艺，使承台更牢固稳定，同时优化了施工方案，使施工周期进一步缩短，大大降低了人力、物力和材料，经济效益显著，施工过程中不会产生扬尘，保护环境；承台的二次放样有效提高了在施工时的精度，降低偏差，提高施工质量，使墩柱整体更加稳定。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种水下承台施工工法的工艺流程图；

图2为图1中承台施工的具体流程图；

图3为图2中钢筋与冷却管的施工流程图；

图4为本发明中基坑断面示意图。

具体实施方式

本发明一种水下承台施工工法，其工艺原理是通过测量放样、基坑开挖、水下吸泥、垫层施工、承台施工等工艺实现水下承台的制作与加固。

本施工方法需要准备如下材料：

1、C30混凝土(砂石料、水泥、粉煤灰、外加剂)、滑石粉、II级钢筋、混合油。

2、机具设备：混凝土运输车、电焊机、泵车、吊车、振动锤、挖掘机、夯土机、空气压缩机、高压水枪、全站仪、水准仪、水泵、钢筋弯曲机、打桩机、水下吸泥机、冷却管、导管、储料斗。

本施工方法包括如下步骤(如图1至图4所示)：

(1)施工准备

根据施工进度要求，制定出材料计划，把材料种类细化到第一具体工序上，然后进行统一采购，同时控制使用材料的质量标准，根据设计构造要求选用材料，然后进行施工上的技术交底工作；

(2)钢板围堰

将钢板桩运到工地后进行整理，并清除锁口内的杂物，然后对钢板桩进行防渗处理，在每片钢板桩锁口涂上混合油(其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯末＝5:4:3)；接着将加工好的定位桩垂直安设于钻孔平台上，并用导梁工字钢焊接牢固，第一片钢板桩以导梁为定位、垂直插至设计标高，其余各钢板桩以已插好的钢板桩为准，起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口，然后用振动锤振动下沉，并将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上；

(3)抽水

待钢板桩施工完毕后进行抽水，至设计第一道围囹标高时进行下一道围囹架设，按设计高程焊好角钢作为支撑，先将支撑位置施焊三角限位钢板，然后安装支撑，并在围堰上限位钢板，然后将支撑与围框进行加焊，并用木楔塞进钢板桩与围框之间的间隙，待各围囹安装并连接就位后，再与钢板焊接牢固；

(4)测量放样

根据测量放样的控制桩对承台进行放样，然后在承台的边线上引出纵、横向控制桩，以便控制钢筋绑扎时模板的架设；

(5)基坑开挖

基坑2开挖前，根据开挖尺寸及边坡坡度计算出开挖线角点坐标，现场放样出角点位置，并打入钢筋头作为标志，然后用滑石粉标识开挖位置线，在基坑开挖线外2.5m处开挖一条环形排水沟4，排水沟出口通向钻孔桩施工时开挖的泥浆池中，接着挖掘机根据开挖位置线进行开挖，开挖出来的土方直接运至弃土场，在施工时根据各墩位的地质及地下水位情况进行边坡坡度的调整，开挖达到标高后，用挖掘机和夯土机整平夯实基底；

(6)桩头凿除

先测量放样出桩头设计标高，用空气压缩机加风镐进行桩头凿除作业；

(7)水下吸泥

采用射水、吸泥和抓泥交替进行施工，吸泥时由潜水工在围堰内用高压水枪将土冲松，吸泥结束后下水进行检查，并将基底整平，吸泥时吸出的泥土严禁堆放在钢板桩四周，同时注意板桩变形及水位差，以便及时处理和补水；

(8)垫层施工

根据承台基坑开挖情况，对基坑底部用桩头凿除的混凝土碎块找平夯实后，浇筑垫层混凝土，待垫层3混凝土初凝后，放样承台角点位置，进行下一工序的施工；

(9)承台施工

先根据测量放样的控制桩对承台1进行二次放样，并用在封底混凝土上弹出墨线标记，用全站仪进行复核；然后进行钢筋与冷却管的施工，承台轮廓线放出后，首先将基桩钢筋进行成型，采用集中下料成型，再按设计图纸及要求进行绑扎钢筋，钢筋接头焊接时，搭接端应预先折向一侧，使两结合钢筋轴线一致，绑扎钢筋时先将承台底部钢筋网进行安装，然后承台底部主筋安装绑扎，并且安装冷却管，再绑扎侧面钢筋，并进行钢筋的预埋，最后对承台顶层钢筋进行铺设，受力钢筋焊接设置在内力较小处，并错开布置，在支撑定位钢筋上用石壁标示出承台顶层钢筋的布置位置，再摆放安装顶层主筋，钢筋预埋为保证预埋位置准确，先校准下钢筋位置，将定位钢筋电焊固定在承台钢筋上，然后进行绑扎，当钢筋与承台钢筋位置冲突时，可适量调整承台钢筋，保证钢筋位置准确，上层冷却管固定在承台顶层钢筋上，底层冷却管固定连接在承台底层钢筋上；接着进行模板支立，承台侧模板使用钢木组合模板，采用竹胶做面板，外侧用型钢围囹，模板与模板之间以及模板与封底混凝土之间的接缝贴海绵条进行密封，以保证模板具有足够的强度、刚度和稳定性，模板上、下外口采用钢管固定，模板的下口及中间采用固定钢筋螺栓卡住，以防止模板的偏移，模板加工精度需要满足表1的规定；最后进行混凝土施工，将混凝土振捣密实，浇筑完毕后进行混凝土裸露面修整、抹平，待收浆后再抹第二遍并进行压光处理，在混凝土覆盖住底层冷却管后通入循环水进行冷却，混凝土顶面用塑料布覆盖，在塑料布上以及侧模外加盖草帘进行保温；

表1模板制作加工精度要求

(10)砼浇筑

在浇筑前清除桩头及承台表面的杂物，并用水清洗，混凝土运输车将砼运至施工现场，用砼泵车将砼泵入储料斗，当储料斗满时换下一辆砼运输车对准泵车进行下料，然后提起塞板使混凝土进入导管(内径为250mm)，泵车继续将砼泵入管内，直到达到标高要求；储料斗的体积与形状确定：

按导管作用半径为3m，导管埋深h＝1m时，封口时的灌注量为

V＝1/3πR²(H1+H2)+πd²h1/4

式中：V——灌注首批混凝土所需数量；

R——作用半径；

H1——桩孔底至管底端间距，取0.4m；

H2——导管初次埋置深度，取1m；

d——导管内径；

h1——桩孔内混凝土达到深埋时，导管内混凝土柱平衡管外压力所需高度为5m。

储料斗按4.5m³加工制作，储料斗下部呈圆锥型。

(11)砼养护和拆模

砼浇筑结束后，冷却管通水，采用覆盖土工布及草袋洒水养生的方法，当砼的强度达到要求时再进行拆模，并按顺序进行，拆模后将混凝土裸露面进行覆盖保温，并继续通循环水降温，每层混凝土浇筑完毕后，需要按照设计要求不间断通水7天，加速冷却管内的水循环，混凝土内部热量散发，当承台中心温度基本恒定，并与外界温差小于20℃时，停止冷却循环水，继续温度观测12小时，然后进行下道工序施工；

(12)围堰拆除

首先采用水泵加水至最下一道围堰标高处拆除最下一道围囹，其余按此步骤进行直至最顶层围囹拆除，拆除时内外水头差保持平衡。

本施工方法质量控制：

(1)在项目经理部内建立一套完整的质量保证体系，并在工程施工中起到监督保证及督促作用，监督各工序、各个环节按相关规程和技术规范操作，做到各项工作规范有序进行；

(2)建立质量岗位责任制，并按照质量管理的工作内容分类建立项目经理责任制、工序责任制、质量事故处理责任制、质量管理部门责任制；

(3)对工程检测及计量器具实行规范化管理，各种仪器及计量器具必须确定专人使用，对不合格的气举修理调换，各种仪器按产品使用说明及施工规范要求定期检查及检验；

(4)积极引进先进的新设备、新技术，采用先进的施工方法和工艺，提高工程的质量；

(5)根据设计图纸和规范，认真编制施工组织设计和实施细则，报请监理工程师审批后实施，并根据建立工程师与设计监控单位的指令做好各项工作，密切合作，办理相关手续。

本施工方法安全措施：

(1)在施工过程中，坚决自始至终坚持“安全第一，预防为主，科学管理”的安全工作方针，并从技术上、制度上、思想上、组织上加强安全管理，制定并落实安全预控措施；

(2)施工前，项目部有关职能部门和人员对参建人员进行安全技术交底，并按“安保体系”的要求做好参与交底人员的签字工作；

(3)建立安全责任体系和安全保障制度，施工全过程严格按安全操作规程操作和执行；

(4)施工现场电缆、电线一律高架，严禁乱拉乱施，危险区域设立安全标志；

(5)全体施工人员必须遵守安全生产纪律，遵守国家和企业的相关安全生产规定，落实执行施工现场安全标准化管理实施细节。

本施工方法环保措施：

(1)承台基坑开挖出的土方及时转运至指定地点弃置，并挖边线外2m以内严禁堆放弃土或材料、工具，不能随意在场内处置；

(2)合理安排作业工序和作业时间，特别是夜间施工时，应尽量减少施工噪声对当地居民的干扰；

(3)天气干燥季节，对施工便道等场地采取洒水等措施以控制施工扬尘对环境和居民的影响；

(4)经常性维护施工便道、冲洗车辆，防止车辆带泥污染当地道路；

(5)在施工用地范围内尽量少砍树，尤其沿线有较大规模的绿化防护林带，不少地段若紧靠拓宽红线修筑便道将大量砍伐防护林，对此采取便道外绕办法，以最大限度维护自然风景的原貌。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种水下承台施工工法，其特征在于包括如下步骤：

(1)施工准备

根据施工进度要求，制定出材料计划，把材料种类细化到第一具体工序上，然后进行统一采购，同时控制使用材料的质量标准，根据设计构造要求选用材料，然后进行施工上的技术交底工作；

(2)钢板围堰

将钢板桩运到工地后进行整理，并清除锁口内的杂物，然后对钢板桩进行防渗处理，在每片钢板桩锁口涂上混合油；接着将加工好的定位桩垂直安设于钻孔平台上，并用导梁工字钢焊接牢固，第一片钢板桩以导梁为定位、垂直插至设计标高，其余各钢板桩以已插好的钢板桩为准，起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口，然后用振动锤振动下沉，并将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上；

(3)抽水

待钢板桩施工完毕后进行抽水，至设计第一道围囹标高时进行下一道围囹架设，按设计高程焊好角钢作为支撑，先将支撑位置施焊三角限位钢板，然后安装支撑，并在围堰上限位钢板，然后将支撑与围框进行加焊，并用木楔塞进钢板桩与围框之间的间隙，待各围囹安装并连接就位后，再与钢板焊接牢固；

(4)测量放样

根据测量放样的控制桩对承台进行放样，然后在承台的边线上引出纵、横向控制桩；

(5)基坑开挖

基坑开挖前，根据开挖尺寸及边坡坡度计算出开挖线角点坐标，现场放样出角点位置，并打入钢筋头作为标志，然后用滑石粉标识开挖位置线，在基坑开挖线外2.5m处开挖一条环形排水沟，排水沟出口通向钻孔桩施工时开挖的泥浆池中，接着挖掘机根据开挖位置线进行开挖，开挖出来的土方直接运至弃土场，在施工时根据各墩位的地质及地下水位情况进行边坡坡度的调整，开挖达到标高后，用挖掘机和夯土机整平夯实基底；

(6)桩头凿除

先测量放样出桩头设计标高，用空气压缩机加风镐进行桩头凿除作业；

(7)水下吸泥

采用射水、吸泥和抓泥交替进行施工，吸泥时由潜水工在围堰内用高压水枪将土冲松，吸泥结束后下水进行检查，并将基底整平；

(8)垫层施工

根据承台基坑开挖情况，对基坑底部用桩头凿除的混凝土碎块找平夯实后，浇筑垫层混凝土，待垫层混凝土初凝后，放样承台角点位置，进行下一工序的施工；

(9)承台施工

先根据测量放样的控制桩对承台进行二次放样，并用在封底混凝土上弹出墨线标记，用全站仪进行复核；然后进行钢筋与冷却管的施工，承台轮廓线放出后，首先将基桩钢筋进行成型，采用集中下料成型，再按设计图纸及要求进行绑扎钢筋，绑扎钢筋时先将承台底部钢筋网进行安装，然后承台底部主筋安装绑扎，并且安装冷却管，再绑扎侧面钢筋，并进行钢筋的预埋，最后对承台顶层钢筋进行铺设，在支撑定位钢筋上用石壁标示出承台顶层钢筋的布置位置，再摆放安装顶层主筋；接着进行模板支立，承台侧模板使用钢木组合模板，采用竹胶做面板，外侧用型钢围囹，模板与模板之间以及模板与封底混凝土之间的接缝贴海绵条进行密封，模板上、下外口采用钢管固定，模板的下口及中间采用固定钢筋螺栓卡住；最后进行混凝土施工，将混凝土振捣密实，浇筑完毕后进行混凝土裸露面修整、抹平，待收浆后再抹第二遍并进行压光处理，在混凝土覆盖住底层冷却管后通入循环水进行冷却，混凝土顶面用塑料布覆盖，在塑料布上以及侧模外加盖草帘进行保温；

(10)砼浇筑

在浇筑前清除桩头及承台表面的杂物，并用水清洗，混凝土运输车将砼运至施工现场，用砼泵车将砼泵入料斗，当料斗满时换下一辆砼运输车对准泵车进行下料，然后提起塞板使混凝土进入导管，泵车继续将砼泵入管内，直到达到标高要求；

(11)砼养护和拆模

砼浇筑结束后，冷却管通水，采用覆盖土工布及草袋洒水养生的方法，当砼的强度达到要求时再进行拆模，并按顺序进行，拆模后将混凝土裸露面进行覆盖保温，并继续通循环水降温；

(12)围堰拆除

首先采用水泵加水至最下一道围堰标高处拆除最下一道围囹，其余按此步骤进行直至最顶层围囹拆除，拆除时内外水头差保持平衡。