CN108179735A - 一种卵石层大型深水基础施工平台及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种卵石层大型深水基础施工平台及方法，它包括对称布置的驳船，所述驳船的顶部之间拼装有对钢护筒进行定位的空间桁架结构；所述空间桁架结构的顶部设置有护筒插打平台；在相邻钢护筒的顶部之间设置有多组第一双工字钢扁担梁，所述第一双工字钢扁担梁和空间桁架结构之间安装有用于整个平台升降的平台起吊设备。利用两艘大型驳船搭建护筒下放空间桁架施工平台，待全部护筒就位后，整体提升该平台，再利用该平台作为桩基施工、围堰拼装和下放平台，进而提高了施工效率，保证了施工质量。
Description
技术领域
本发明属于水上施工平台技术领域，特别涉及一种卵石层大型深水基础施工平台及方法。
背景技术
目前在地质处于长江上游卵石层，进行大型深水基础施工平台施工，主要是分别搭设桩基施工平台和围堰施工平台，流水作业、分步进行施工，其缺点是：施工平台搭设需大量临时构件，作为围堰拼装和下放、桩基施工平台，给前期安装和后期拆除带了施工的复杂性；桩基与围堰分步进行施工，往往需要避开两个洪水期才能施工完成，影响工期；桩基施工平台场地有限，多个成孔钻机设备无法摆设，需要多个循环施工桩基，影响工期；搭设过程中需多个浮吊设备，内陆江河大型浮吊设备缺乏；现有围堰平台在围堰下放着床过程中，容易出现下沉过缓、停滞、过速、突沉、施工偏差问题，下放过程中受力容易不均匀，钢围堰的倾斜度和水平位移指标难以控制，施工风险大。
发明内容
本发明的目的是提供一种卵石层大型深水基础施工平台及方法，利用两艘大型驳船搭建护筒下放空间桁架施工平台，待全部护筒就位后，整体提升该平台，再利用该平台作为桩基施工、围堰拼装和下放平台，进而提高了施工效率，保证了施工质量。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种卵石层大型深水基础施工平台，它包括对称布置的驳船，所述驳船的顶部之间拼装有对钢护筒进行定位的空间桁架结构；所述空间桁架结构的顶部设置有护筒插打平台；在相邻钢护筒的顶部之间设置有多组第一双工字钢扁担梁，所述第一双工字钢扁担梁和空间桁架结构之间安装有用于整个平台升降的平台起吊设备。
所述空间桁架结构包括支撑在驳船顶部的第四双工字钢垫梁，所述第四双工字钢垫梁的顶部支撑有第一双工字钢垫梁，所述第一双工字钢垫梁的顶部通过第一钢管立杆支撑有第二双工字钢垫梁，所述第二双工字钢垫梁之间连接固定有钢管横杆。
所述平台起吊设备包括操作箱，所述操作箱通过第一钢板和第二钢板支撑在双工字钢扁担梁的顶部，所述操作箱的顶部支撑安装有千斤顶，所述千斤顶的活塞杆顶部连接有钢绞线，所述钢绞线穿过夹片，其末端通过锚与两组平行布置的第二双工字钢扁担梁相连，所述第二双工字钢扁担梁之间通过槽钢联系钢带相连，所述槽钢联系钢带和第二双工字钢扁担梁相连的位置设置有第三钢板，在第二双工字钢扁担梁的上设置有第四钢板，底层的第二双工字钢扁担梁通过抱箍和空间桁架结构的钢桁架钢管横联配合相连。
所述千斤顶的数量为六个，并均布安装在多组双工字钢扁担梁的顶部。
在施工平台的上、下游分别插打安装多根第二钢管辅助桩；其中下游的第二钢管辅助桩作为后续围堰拼装平台辅助桩。
所述钢护筒的外围均布插打有多根第一钢管辅助桩，所述第一钢管辅助桩的顶部焊接有第三双工字钢垫梁，所述第三双工字钢垫梁和第一钢管辅助桩的侧壁之间焊接有双工字钢牛腿，并构成围堰拼装平台。
所述钢护筒之间设置有相互连接的第一钢管连系梁和第二钢管连系梁以及相互连接的第一双槽钢连系梁、第二双槽钢连系梁和第三双槽钢连系梁。
所述钢护筒的外围设置有钢围堰，所述钢围堰通过多片分片钢围堰拼装而成。
卵石层大型深水基础施工平台的施工方法，包括以下步骤：
Step1：利用链斗船配合吸泥机进行围堰底基础粗平和精平，达到围堰封底混凝土设计底标高；
Step2：采用第一钢管立杆、第二钢管立杆、第一双工字钢垫梁、第二双工字钢垫梁，在两艘大型驳船拼装5-7m高对钢护筒进行定位的空间桁架结构，构成施工平台，并在平台上、下游分别插打多根第二钢管辅助桩，其中下游的第二钢管辅助桩作为后续围堰拼装平台辅助桩；
Step3：在5-7m高导向机构限位下，采用护筒跟进法，利用冲击钻成孔和振动锤逐排插打5×5根钢护筒，完成全部25根钢护筒的精确定位；
Step4：然后垂直提升平台，在每组两个钢护筒上利用第一双工字钢扁担梁搭设临时起吊平台，共六个平台，采用六个千斤顶均匀、垂直、缓慢起吊护筒定位平台至设计高程，每5m更换一次工作锚夹片；
Step5：待护筒定位平台整体提升至设计标高，形成桩基施工平台后，随后进行桩基施工与围堰拼装，采用冲击成孔法施工25根桩基，同时在钢护筒的外围插打多根第一钢管辅助桩和一根第二钢管辅助桩，并焊接第三双工字钢垫梁和双工字钢牛腿，作为围堰拼装平台支撑；
Step6：按设计要求在岸边预制好每片分片钢围堰，采用浮吊起吊至设计位置，采用现场组拼的方式完成首节围堰的拼装；待首节钢围堰拼装好后，保证首节钢围堰在防撞护舷的作用下，采用连续式千斤顶缓慢下放，然后逐节段拼装下放围堰，待围堰整体拼装完毕，通过均匀向围堰注水的方式，使围堰缓慢、匀速、垂直下沉，待围堰就位后；
Step7：从上之下采用袋装砂石、级配碎石、石笼进行围堰周边防护，封底采用C30水下混凝土，分多仓浇筑向围堰空腔内浇筑C30水下混凝土到设计标高。
本发明有如下有益效果：
1、从功能上：实现了一个施工平台的4种用途，该平台既可以作为25根钢护筒定位平台，也可以作为大型桩基施工平台，还可以作为围堰拼装和下放施工平台，同时为围堰封底提供施工平台，节约了大量资源。
2、从工序上：可以保证桩基施工可以与围堰拼装同时进行，节约了工期。
3、从质量上：通过逐次移动驳船，逐排下放钢护筒，有利用平台的稳定以及护筒的精确定位，护筒导向架在垂直方向上有7m间距，限位精准，保证了护筒下放的倾斜度和水平位移在容许范围内。
4、从技术上：定位桩兼顾辅助桩的作用，钢护筒可作为整个平台的支撑体系，空间桁架结构保证了施工结构的稳定性。
5、本发明提供一种处于卵石层大型深水基础施工平台，首先采用两艘大型驳船作为搭设临时平台的基础支撑，待逐排插打钢护筒完成后，整体提升平台，再采用钢护筒作为平台支撑，两艘驳船退出工作，完成基础承载体系转换。再次利用该平台作为桩基施工平台，同时在钢护筒外围插打17根第一钢管辅助桩2和1根第二钢管辅助桩，并在上钢护筒焊接第三双工字钢垫梁和双工字钢牛腿，最后完成围堰拼装和下放。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明深水基础施工平台提升前立面图。
图2为本发明深水基础施工平台提升后立面图。
图3为本发明深水基础施工平台俯视图。
图4为本发明平台起吊设备的局部放大图。
图中：1、钢护筒，2、第一钢管辅助桩，3、第一钢管立杆，4、第一双工字钢垫梁，5、第二双工字钢垫梁，6、第二钢管立杆，7、第一钢管连系梁，8、第二钢管连系梁，9、第一双槽钢连系梁，10、第二双槽钢连系梁，11、第三双槽钢连系梁，12、第三双工字钢垫梁，13、双工字钢牛腿，14、第四双工字钢垫梁，15、平台起吊设备，16、第一双工字钢扁担梁，17、分片钢围堰，18、底隔仓，19、钢管横杆，20、第二钢管辅助桩，21、千斤顶，22、钢绞线，23、操作箱，24、夹片，25、第一钢板，26、第二钢板，27、第二双工字钢扁担梁，28、第三钢板，29、第四钢板，30、锚，31、槽钢联系钢带，32、抱箍，33、钢桁架钢管横联，34、驳船，35、卵石层，36、混凝土桩基础，37、护筒插打平台，38、钢围堰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
参见图1-4，一种卵石层大型深水基础施工平台，它包括对称布置的驳船34，所述驳船34的顶部之间拼装有对钢护筒1进行定位的空间桁架结构；所述空间桁架结构的顶部设置有护筒插打平台37；在相邻钢护筒1的顶部之间设置有多组第一双工字钢扁担梁16，所述第一双工字钢扁担梁16和空间桁架结构之间安装有用于整个平台升降的平台起吊设备15。通过采用上述的深水基础施工平台，待全部钢护筒1就位后，整体提升该平台，再利用该平台作为桩基施工、围堰拼装和下放平台。进而缩短了施工周期，节约了施工成本，而且保证了施工质量。
进一步的，所述空间桁架结构包括支撑在驳船34顶部的第四双工字钢垫梁14，所述第四双工字钢垫梁14的顶部支撑有第一双工字钢垫梁4，所述第一双工字钢垫梁4的顶部通过第一钢管立杆3支撑有第二双工字钢垫梁5，所述第二双工字钢垫梁5之间连接固定有钢管横杆19。通过所述的空间桁架结构构成施工平台；该平台既可以作为25根钢护筒定位平台，也可以作为大型桩基施工平台，还可以作为围堰拼装和下放施工平台，同时为围堰封底提供施工平台，节约了大量资源。
进一步的，所述平台起吊设备15包括操作箱23，所述操作箱23通过第一钢板25和第二钢板26支撑在双工字钢扁担梁16的顶部，所述操作箱23的顶部支撑安装有千斤顶21，所述千斤顶21的活塞杆顶部连接有钢绞线22，所述钢绞线22穿过夹片24，其末端通过锚30与两组平行布置的第二双工字钢扁担梁27相连，所述第二双工字钢扁担梁27之间通过槽钢联系钢带31相连，所述槽钢联系钢带31和第二双工字钢扁担梁27相连的位置设置有第三钢板28，在第二双工字钢扁担梁27的上设置有第四钢板29，底层的第二双工字钢扁担梁27通过抱箍32和空间桁架结构的钢桁架钢管横联33配合相连。通过所述的平台起吊设备15能够用于施工平台的提升。也方便了后续钢围堰的拼装。
进一步的，所述千斤顶21的数量为六个，并均布安装在多组双工字钢扁担梁16的顶部。通过六个均布的千斤顶21保证了提升的稳定性，保证了护筒下放的倾斜度和水平位移在容许范围内。
进一步的，在施工平台的上、下游分别插打安装多根第二钢管辅助桩20；其中下游的第二钢管辅助桩20作为后续围堰拼装平台辅助桩。
进一步的，所述钢护筒1的外围均布插打有多根第一钢管辅助桩2，所述第一钢管辅助桩2的顶部焊接有第三双工字钢垫梁12，所述第三双工字钢垫梁12和第一钢管辅助桩2的侧壁之间焊接有双工字钢牛腿13，并构成围堰拼装平台。
进一步的，所述钢护筒1之间设置有相互连接的第一钢管连系梁7和第二钢管连系梁8以及相互连接的第一双槽钢连系梁9、第二双槽钢连系梁10和第三双槽钢连系梁11。通过上述的联系梁结构保证了施工平台的稳定性。
进一步的，所述钢护筒1的外围设置有钢围堰38，所述钢围堰38通过多片分片钢围堰17拼装而成。
实施例2：
卵石层大型深水基础施工平台的施工方法，包括以下步骤：
Step1：利用链斗船配合吸泥机进行围堰底基础粗平和精平，达到围堰封底混凝土设计底标高；
Step2：采用第一钢管立杆3、第二钢管立杆6、第一双工字钢垫梁4、第二双工字钢垫梁5，在两艘大型驳船34拼装5-7m高对钢护筒1进行定位的空间桁架结构，构成施工平台，并在平台上、下游分别插打多根第二钢管辅助桩20，其中下游的第二钢管辅助桩20作为后续围堰拼装平台辅助桩；
Step3：在5-7m高导向机构限位下，采用护筒跟进法，利用冲击钻成孔和振动锤逐排插打5×5根钢护筒1，完成全部25根钢护筒1的精确定位；
Step4：然后垂直提升平台，在每组两个钢护筒上利用第一双工字钢扁担梁16搭设临时起吊平台，共六个平台，采用六个千斤顶21均匀、垂直、缓慢起吊护筒定位平台至设计高程，每5m更换一次工作锚夹片24；
Step5：待护筒定位平台整体提升至设计标高，形成桩基施工平台后，随后进行桩基施工与围堰拼装，采用冲击成孔法施工25根桩基，同时在钢护筒1的外围插打多根第一钢管辅助桩1和一根第二钢管辅助桩20，并焊接第三双工字钢垫梁12和双工字钢牛腿13，作为围堰拼装平台支撑；
Step6：按设计要求在岸边预制好每片分片钢围堰17，采用浮吊起吊至设计位置，采用现场组拼的方式完成首节围堰的拼装；待首节钢围堰拼装好后，保证首节钢围堰在防撞护舷的作用下，采用连续式千斤顶缓慢下放，然后逐节段拼装下放围堰，待围堰整体拼装完毕，通过均匀向围堰注水的方式，使围堰缓慢、匀速、垂直下沉，待围堰就位后；
Step7：从上之下采用袋装砂石、级配碎石、石笼进行围堰周边防护，封底采用C30水下混凝土，分多仓浇筑向围堰空腔内浇筑C30水下混凝土到设计标高。
本发明的工作过程和原理：
一种处于卵石层大型深水基础施工平台，首先采用2艘大型驳船作为搭设临时平台的基础支撑，待逐排插打钢护筒完成后，整体提升平台，再采用钢护筒作为平台支撑，2艘驳船退出工作，完成基础承载体系转换。
再次利用该平台作为桩基施工平台，同时在钢护筒外围插打17根第一钢管辅助桩2和1根第二钢管辅助桩20，并在上钢护筒焊接第三双工字钢垫梁12和双工字钢牛腿13，最后完成围堰拼装和下放。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种卵石层大型深水基础施工平台，其特征在于：它包括对称布置的驳船（34），所述驳船（34）的顶部之间拼装有对钢护筒（1）进行定位的空间桁架结构；所述空间桁架结构的顶部设置有护筒插打平台（37）；在相邻钢护筒（1）的顶部之间设置有多组第一双工字钢扁担梁（16），所述第一双工字钢扁担梁（16）和空间桁架结构之间安装有用于整个平台升降的平台起吊设备（15）。
2.根据权利要求1所述一种卵石层大型深水基础施工平台，其特征在于：所述空间桁架结构包括支撑在驳船（34）顶部的第四双工字钢垫梁（14），所述第四双工字钢垫梁（14）的顶部支撑有第一双工字钢垫梁（4），所述第一双工字钢垫梁（4）的顶部通过第一钢管立杆（3）支撑有第二双工字钢垫梁（5），所述第二双工字钢垫梁（5）之间连接固定有钢管横杆（19）。
3.根据权利要求1所述一种卵石层大型深水基础施工平台，其特征在于：所述平台起吊设备（15）包括操作箱（23），所述操作箱（23）通过第一钢板（25）和第二钢板（26）支撑在双工字钢扁担梁（16）的顶部，所述操作箱（23）的顶部支撑安装有千斤顶（21），所述千斤顶（21）的活塞杆顶部连接有钢绞线（22），所述钢绞线（22）穿过夹片（24），其末端通过锚（30）与两组平行布置的第二双工字钢扁担梁（27）相连，所述第二双工字钢扁担梁（27）之间通过槽钢联系钢带（31）相连，所述槽钢联系钢带（31）和第二双工字钢扁担梁（27）相连的位置设置有第三钢板（28），在第二双工字钢扁担梁（27）的上设置有第四钢板（29），底层的第二双工字钢扁担梁（27）通过抱箍（32）和空间桁架结构的钢桁架钢管横联（33）配合相连。
4.根据权利要求3所述一种卵石层大型深水基础施工平台，其特征在于：所述千斤顶（21）的数量为六个，并均布安装在多组双工字钢扁担梁（16）的顶部。
5.根据权利要求1所述一种卵石层大型深水基础施工平台，其特征在于：在施工平台的上、下游分别插打安装多根第二钢管辅助桩（20）；其中下游的第二钢管辅助桩（20）作为后续围堰拼装平台辅助桩。
6.根据权利要求1所述一种卵石层大型深水基础施工平台，其特征在于：所述钢护筒（1）的外围均布插打有多根第一钢管辅助桩（2），所述第一钢管辅助桩（2）的顶部焊接有第三双工字钢垫梁（12），所述第三双工字钢垫梁（12）和第一钢管辅助桩（2）的侧壁之间焊接有双工字钢牛腿（13），并构成围堰拼装平台。
7.根据权利要求1所述一种卵石层大型深水基础施工平台，其特征在于：所述钢护筒（1）之间设置有相互连接的第一钢管连系梁（7）和第二钢管连系梁（8）以及相互连接的第一双槽钢连系梁（9）、第二双槽钢连系梁（10）和第三双槽钢连系梁（11）。
8.根据权利要求1所述一种卵石层大型深水基础施工平台，其特征在于：所述钢护筒（1）的外围设置有钢围堰（38），所述钢围堰（38）通过多片分片钢围堰（17）拼装而成。
9.采用权利要求1-8任意一项所述卵石层大型深水基础施工平台的施工方法，其特征在于他包括以下步骤：
Step1：利用链斗船配合吸泥机进行围堰底基础粗平和精平，达到围堰封底混凝土设计底标高；
Step2：采用第一钢管立杆（3）、第二钢管立杆（6）、第一双工字钢垫梁（4）、第二双工字钢垫梁（5），在两艘大型驳船（34）拼装5-7m高对钢护筒（1）进行定位的空间桁架结构，构成施工平台，并在平台上、下游分别插打多根第二钢管辅助桩（20），其中下游的第二钢管辅助桩（20）作为后续围堰拼装平台辅助桩；
Step3：在5-7m高导向机构限位下，采用护筒跟进法，利用冲击钻成孔和振动锤逐排插打5×5根钢护筒（1），完成全部25根钢护筒（1）的精确定位；
Step4：然后垂直提升平台，在每组两个钢护筒上利用第一双工字钢扁担梁（16）搭设临时起吊平台，共六个平台，采用六个千斤顶（21）均匀、垂直、缓慢起吊护筒定位平台至设计高程，每5m更换一次工作锚夹片（24）；
Step5：待护筒定位平台整体提升至设计标高，形成桩基施工平台后，随后进行桩基施工与围堰拼装，采用冲击成孔法施工25根桩基，同时在钢护筒（1）的外围插打多根第一钢管辅助桩（1）和一根第二钢管辅助桩（20），并焊接第三双工字钢垫梁（12）和双工字钢牛腿（13），作为围堰拼装平台支撑；
Step6：按设计要求在岸边预制好每片分片钢围堰（17），采用浮吊起吊至设计位置，采用现场组拼的方式完成首节围堰的拼装；待首节钢围堰拼装好后，保证首节钢围堰在防撞护舷的作用下，采用连续式千斤顶缓慢下放，然后逐节段拼装下放围堰，待围堰整体拼装完毕，通过均匀向围堰注水的方式，使围堰缓慢、匀速、垂直下沉，待围堰就位后；
Step7：从上至下采用袋装砂石、级配碎石、石笼进行围堰周边防护，封底采用C30水下混凝土，分多仓浇筑向围堰空腔内浇筑C30水下混凝土到设计标高。
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