CN112854267B - 一种高落差深水嵌岩基础的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，当水位低于预定高度时，河床清基，形成基坑作业区；组拼双壁钢围堰，双壁钢围堰刃脚底部设置底托盘，内壁固定有底节钢护筒和钻孔平台钢管桩，且顶部设有临时平台、壁仓内浇筑注有刃脚混凝土；采用气囊法将双壁钢围堰整体下河，初步定位后拆除底托盘；精确定位后使双壁钢围堰下沉着床；进行底节钢护筒内堵漏砂袋施工、围堰内封底混凝土施工，拆除临时平台；接高钢管桩，搭设钻孔平台，在底节钢护筒内插打小直径工具钢护筒，洪水期进行钻孔桩施工，适时向双壁钢围堰壁仓内浇筑混凝土，枯水期围堰内抽水后进行承台施工。该方法施工效率高，钻孔平台工程量小；小直径工具钢护筒可倒用，施工成本低。

Description

一种高落差深水嵌岩基础的施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程的基础施工，具体涉及一种高落差深水嵌岩基础的施工方法。

背景技术

在现有桥梁基础施工中，嵌岩桩常用的方法一种是采用钻孔平台施工钻孔桩，再利用钢护筒下放围堰进行承台施工，若满足安全度洪条件，钻孔平台结构工程量巨大；另一种是浮运围堰定位，利用围堰进行钢护筒插打，将围堰挂桩至钢护筒上，利用围堰内支撑做钻孔平台进行钻孔桩施工，再将围堰下沉着床进行承台施工，此方法由于钢护筒直径大，在岩石河床插打困难，且度洪前需完成一些主体钻孔桩，施工组织难度很大、施工风险高。

发明内容

针对现有技术施工难度大、风险高的问题，本发明提供了一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，该方法钻孔平台工程量小，工期短，成本低。

本发明提供的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，包括以下步骤：

当水位低于预定高度时，墩位处进行河床清基，形成基坑作业区；

在桥位附近预拼场组拼成双壁钢围堰；双壁钢围堰刃脚底部设置围堰底托盘，内壁固定有若干个底节钢护筒和钢管桩，且双壁钢围堰顶部设有临时平台，双壁钢围堰壁仓内浇筑注有刃脚混凝土；

采用气囊法将双壁钢围堰整体下河，再浮运至墩位基坑作业区，初步定位后拆除围堰底托盘；

精确定位，向双壁钢围堰壁仓内注水，使双壁钢围堰下沉着床；

进行底节钢护筒内堵漏砂袋施工、围堰内封底混凝土施工，拆除临时平台；

接高钢管桩，搭设钻孔平台，在底节钢护筒内插打小直径工具钢护筒，洪水期进行钻孔桩施工，适时向双壁钢围堰壁仓内浇筑混凝土，枯水期围堰内抽水后进行承台施工。

在上述技术方案的基础上，双壁钢围堰由围堰侧壁围合而成，围堰侧壁下方设有围堰底托盘；围堰底托盘自下而上由底托钢板、底托盘纵梁及底托盘横梁组成；围堰侧壁刃脚抵持在底托钢板上，底托盘纵梁和底托盘横梁位于双壁钢围堰内。

在上述技术方案的基础上，底托钢板略大于双壁钢围堰底面，其四周边缘设有若干个底托盘拉缆，底托盘拉缆另一端连接在围堰侧壁上，用于将底托钢板固定在围堰侧壁上。

在上述技术方案的基础上，底节钢护筒底部架设在底托盘纵梁上，侧壁通过若干个牛腿固定在围堰侧壁上，底节钢护筒之间通过钢护筒连接件连为一体。

在上述技术方案的基础上，钢管桩底部架设于底托盘横梁上，侧壁通过Z型钢牛腿固定在围堰侧壁上。

在上述技术方案的基础上，底节钢护筒底部周围焊接竖直钢筋。

在上述技术方案的基础上，双壁钢围堰顶部设有定位收揽系统，定位收揽系统包括若干组定位缆绳、转向装置、滑车组及卷扬机；滑车组及卷扬机位于围堰内，转向装置均匀分布在围堰四周，定位缆绳沿转向装置设置，一端经过滑轮组连接卷扬机，另一端用于连接四周的锚固点。

在上述技术方案的基础上，双壁钢围堰整体浮运至作业区后，通过定位收揽系统对定位缆绳进行初步拉紧，向双壁钢围堰内注水，拆除围堰底托盘。

在上述技术方案的基础上，底节钢护筒堵漏完成后，在临时平台布设封底混凝土集料设备及导管，进行封底混凝土施工。

在上述技术方案的基础上，小直径工具钢护筒在钻孔桩混凝土灌注后期拔出，并进行倒用。

本发明具有以下优点和有益效果：

本发明根据桥位处水位变化情况以及基础与岩层的关系，利用低水位期墩位处进行河床清基、双壁钢围堰加工及岸上组拼平行施工，双壁钢围堰带底节钢护筒及钻孔平台的钢管桩整体下河，此阶段围堰施工均在岸上施工，施工效率高，下河后快速定位着床及封底施工，围堰可安全顺利度洪；再进行钻孔平台钢管桩接高，搭设钻孔平台，钻孔平台底部由于围堰的锚固作用，搭设钻孔平台的工程量可减小；在底节钢护筒内插打小直径工具钢护筒进行钻孔桩施工，小直径工具钢护筒在钻孔桩混凝土灌注后期可拔出并进行倒用，减少小直径工具钢护筒的投入，在钻孔桩施工期间可适时进行围堰侧板混凝土的灌注，整个施工流程可有效缩短工期，降低施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为围堰整体下河的组拼图；

图2为定位收揽系统在围堰顶临时平台上的布置图；

图3为封底混凝土集料设备和导管在围堰顶部的分布示意图；

图4为钻孔平台的布置图；

图5为底节钢护筒堵漏示意图；

图6为承台施工布置图；

图中，1-双壁钢围堰，101-围堰侧壁，102-下内支撑，103-上内支撑，2-围堰底托盘，201-底托钢板，202-底托盘纵梁，203-底托盘横梁，204-底托盘拉缆，301-钢管桩，302-斜支架，303-水平架，304-接长钢管，305-钻孔平台，401-底节钢护筒，402-牛腿，403-钢护筒连接件，404-竖直钢筋，405-堵漏砂袋，406-小直径工具钢护筒，5-气囊，6-临时平台，601-封底混凝土集料设备，602-导管，7-定位收揽系统，701-定位缆绳、702-转向装置，703-滑车组，704-卷扬机，8-封底混凝土，9-承台，10-钢栈桥，11-钻孔机，12-钻孔桩。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

如图1-6所示，本发明提供的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，包括以下步骤：

(1)河床清基

枯水期或水位较低期间，墩位处根据围堰尺寸对河床进行爆破清基处理，形成基坑作业区；同时施工下河坡道。

(2)形成双壁钢围堰

在工厂分块加工围堰侧壁101、底节钢护筒401和钢管桩301等组件，通过水运或陆运至桥位附近的组拼场，利用吊机分块组拼围堰侧壁101，在形成的双壁钢围堰1内安装底节钢护筒401及钻孔平台的钢管桩301，使其与双壁钢围堰1连成一体，并在围堰侧壁101和钢管桩301顶部架设临时平台6。

在双壁钢围堰1壁仓内灌注刃脚混凝土104，并在临时平台6上布置定位收揽系统7，定位收揽系统7包括若干组定位缆绳701、转向装置702、滑车组703及卷扬机704；滑车组703及卷扬机704靠近临时平台6中心，转向装置702均匀分布在临时平台6四周，定位缆绳701一端经过滑轮组703连接卷扬机704，另一端穿过转向装置702，用于连接四周的锚固点，同时在桥墩上施工用于连接定位缆绳701的锚固点。

进一步地，组拼场场地平整后，先布设围堰组拼钢凳，再拼装围堰底托盘2，围堰底托盘2自下而上由底托钢板201、底托盘纵梁202及底托盘横梁203组成；在底托盘纵梁202上架设底节钢护筒401，在底托盘横梁203上架设钢管桩301，在底托盘纵梁202和底托盘横梁203四周的底托钢板201上拼装围堰侧壁101，并保证围堰侧壁101刃脚抵持在底托钢板201上，将底托钢板201四周边缘的多个底托盘拉缆204拉紧并连接在围堰侧壁101外，以保证双壁钢围堰1底部呈全封闭状态，并在围堰底托盘2底部设置两个对称的气囊5。

底节钢护筒401与双壁钢围堰1一起下河，其长度及直径满足围堰定位偏差及快速封底要求。如图1所示，底节钢护筒401顶面远低于围堰侧壁101。

(3)围堰整体下河

围堰岸上组拼及墩位河床清基处理完成后，选择良好的天气进行围堰整体下河。

(4)拆除围堰底托盘

双壁钢围堰1整体浮运至基坑作业区后，通过定位收揽系统7对定位缆绳701进行初步拉紧，解开底托盘拉缆204，在临时平台6上设置水泵向双壁钢围堰1内注水，拆除围堰底托盘2。

(5)围堰着床

拆除围堰底托盘2后，通过定位收揽系统7对双壁钢围堰1进行精确定位，再向双壁钢围堰1壁仓内注水，双壁钢围堰1下沉着床后再超灌至少1m，以增强围堰的稳定性。

(6)围堰内施工

围堰刃脚着床后，底节钢护筒401与河床面存在高差，先进行底节钢护筒401内堵漏施工，向底节钢护筒401内抛填堵漏砂袋405；再在临时平台6上均匀布设若干个封底混凝土集料设备601，并向围堰底下放导管602，向围堰底浇筑封底混凝土8；然后向双壁钢围堰1壁仓内浇筑混凝土；最后拆除临时平台6和定位收揽系统7。

(7)钻孔桩施工和承台施工

利用接长钢管304接高钢管桩301和围堰侧壁101，在接长钢管304顶部搭设钻孔平台305，搭设好的钻孔平台305与钢栈桥10高度接近。将钻机11移至钻孔平台305顶部，在底节钢护筒401内插打小直径工具钢护筒406，用于钻孔桩施工。

洪水期进行钻孔桩施工，枯水期围堰内抽水后在底节钢护筒401顶部进行承台9施工。

低水位期(包括枯水期)进行河床清基，可同时进行双壁钢围堰1的工厂加工、运输、岸上拼装；在低水位期，双壁钢围堰1、底节钢护筒401以及钢管桩301整体下河，节省了工期。钢管桩301下方固定在双壁钢围堰1上，减少了搭设钻孔平台305的工程量。在底节钢护筒401内插打小直径工具钢护筒406进行钻孔桩施工，小直径工具钢护筒406在钻孔桩混凝土灌注后期可拔出并进行倒用，减少钢护筒的投入，整个施工流程可有效缩短工期，降低施工成本。

本发明的目的还可以通过以下措施进一步实现：

进一步地，底托钢板201略大于双壁钢围堰1底面，边缘略向上翘，且设有用于穿绕底托盘拉缆204的滑轮，底托盘拉缆204拉紧后，围堰底口被底托钢板201封闭，降低了围堰整体的下河吃水深度。

进一步地，底节钢护筒401底部架设在底托盘纵梁202上，侧壁通过牛腿402固定在围堰侧壁101上，底节钢护筒401之间通过钢护筒连接件403连为一体。

进一步地，钢管桩301底部架设于底托盘横梁203上，侧壁通过Z型钢牛腿固定在围堰侧壁101上，Z型钢牛腿包括上下两水平架303和一斜支架302，斜支架位于两水平架303之间，三者两端均分别连接在围堰侧壁101和钢管桩301上。

进一步地，围堰底托盘2采用厚钢板+纵横梁体系，钢管桩301作为底托盘横梁203在下河及自浮过程中的竖向支撑，可优化围堰底托盘2结构受力。

进一步地，由于底节钢护筒401与双壁钢围堰1组拼时，底部架设于底托盘纵梁202上，与双壁钢围堰1刃脚底相差底托盘纵梁202的高度，如图5所示，在底节钢护筒401周圈焊接竖直钢筋404，以适应河床爆破清基不平整的状态，并利于后期抛填堵漏砂袋405。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

当水位低于预定高度时，墩位处进行河床清基，形成基坑作业区；

在桥位附近预拼场组拼成双壁钢围堰(1)；所述双壁钢围堰(1)刃脚底部设置围堰底托盘(2)，内壁固定有若干个底节钢护筒(401)和钢管桩(301)，且所述双壁钢围堰(1)顶部设有临时平台(6)，所述双壁钢围堰(1)壁仓内浇筑注有刃脚混凝土(104)；

采用气囊法将双壁钢围堰(1)整体下河，再浮运至墩位基坑作业区，初步定位后拆除围堰底托盘(2)；

精确定位，向双壁钢围堰(1)壁仓内注水，使双壁钢围堰(1)下沉着床；

进行底节钢护筒(401)内堵漏砂袋(405)施工、围堰内封底混凝土(8)施工，拆除临时平台(6)；

接高钢管桩(301)，搭设钻孔平台(305)，在底节钢护筒(401)内插打小直径工具钢护筒(406)，洪水期进行钻孔桩施工，适时向双壁钢围堰(1)壁仓内浇筑混凝土，枯水期围堰内抽水后进行承台(9)施工。

2.根据权利要求1所述的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于：所述双壁钢围堰(1)由围堰侧壁(101)围合而成，所述围堰侧壁(101)下方设有围堰底托盘(2)；所述围堰底托盘(2)自下而上由底托钢板(201)、底托盘纵梁(202)及底托盘横梁(203)组成；所述围堰侧壁(101)刃脚抵持在底托钢板(201)上，所述底托盘纵梁(202)和底托盘横梁(203)位于所述双壁钢围堰(1)内。

3.根据权利要求2所述的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于：所述底托钢板(201)略大于所述双壁钢围堰(1)底面，其四周边缘设有若干个底托盘拉缆(204)，所述底托盘拉缆(204)另一端连接在所述围堰侧壁(101)上，用于将底托钢板(201)固定在围堰侧壁(101)上。

4.根据权利要求2所述的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于：所述底节钢护筒(401)底部架设在所述底托盘纵梁(202)上，侧壁通过若干个牛腿(402)固定在围堰侧壁(101)上，所述底节钢护筒(401)之间通过钢护筒连接件(403)连为一体。

5.根据权利要求2所述的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于：所述钢管桩(301)底部架设于所述底托盘横梁(203)上，侧壁通过Z型钢牛腿固定在所述围堰侧壁(101)上。

6.根据权利要求2所述的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于：所述底节钢护筒(401)底部周围焊接竖直钢筋(404)。

7.根据权利要求1所述的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于：所述双壁钢围堰(1)顶部设有定位收揽系统(7)，所述定位收揽系统(7)包括若干组定位缆绳(701)、转向装置(702)、滑车组(703)及卷扬机(704)；所述滑车组(703)及卷扬机(704)位于围堰内，所述转向装置(702)均匀分布在围堰四周，所述定位缆绳(701)沿转向装置(702)设置，一端经过滑车组(703)连接卷扬机(704)，另一端用于连接四周的锚固点。

8.根据权利要求7所述的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于：所述双壁钢围堰(1)整体浮运至基坑作业区后，通过定位收揽系统(7)对定位缆绳(701)进行初步拉紧，向双壁钢围堰(1)内注水，拆除围堰底托盘(2)。

9.根据权利要求1所述的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于：底节钢护筒(401)堵漏完成后，在临时平台(6)布设封底混凝土集料设备(601)及导管(602)，进行封底混凝土(8)施工。

10.根据权利要求1所述的一种高落差深水嵌岩基础的施工方法，其特征在于：所述小直径工具钢护筒(406)在钻孔桩混凝土灌注后期拔出，并进行倒用。

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