CN114809020A - 一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构及施工方法，涉及桥梁施工技术领域，包括以下步骤，水中桥梁钻孔灌注桩施工完成后，接长钻孔灌注桩钢护筒；在钢护筒上安装牛腿，并逐层安装底层围檩及斜撑、连接钢管、顶层斜撑；然后通过吊挂系统及精轧螺纹钢将顶、底层围檩及斜撑整体下放到位；插打一级基坑钢板桩至河床一定深度；抽水到河床后浇筑混凝土止水圈梁；采用挖掘机根据承台形状开挖岩石至基坑底，浇筑垫层；在二级岩石壁与承台间安装隔离橡胶，浇筑承台，本发明设置两层内支撑共同形成一级基坑；在钢板桩围堰一级基坑内向下开挖岩石形成二级基坑，利用基坑岩石壁+隔离橡胶替代承台钢模板，解决了深基坑围堰钢板桩无法打入基坑底以下的难题。

Description

一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构及施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构及施工方法。

背景技术

水下基础施工中，当覆盖层较厚情况下，水下施工承台难度相对较小，根据水深、地质情况可选择的常用围堰结构有钢板桩围堰、锁口钢管桩围堰、双壁钢套箱围堰、吊箱围堰等。

但对于桥梁基础位于水中，河床处顶直接为岩层无覆盖层，下埋于河床裸岩内的承台，钢板桩围堰的施工难度极大，目前，针对水中裸岩深埋承台的施工，采用的方法一般为筑岛混凝土密排桩围堰法、钢板桩围堰铣槽开挖法。

其中，筑岛混凝土密排桩围堰法的应用具有以下局限性：

1)该方法先进行筑岛，然后施工围堰及承台基础，施工完成后再将筑岛清除恢复河道，对水环境影响大；

2)该方法密排桩一般采用旋挖钻、冲击钻施工，钻孔灌注桩数量多，施工慢，严重的制约了工期；

3)该方法钻孔灌注桩内需设置钢筋笼，还需在密排桩外侧补充水泥搅拌桩辅助止水，施工造价高。

钢板桩围堰铣槽开挖法具有以下缺点：

1)钢板桩铣槽一般采用旋挖钻、回旋钻，设备使用成本高，铣槽周期长；

2)槽口需进行注浆止水，水泥浆对河道有污染，且施工造价高、注浆周期长。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构及施工方法，采用钢板桩插打至强风化岩部分深度，结合两层斜撑形成一级基坑，同时在一级基坑内根据承台尺寸放大5cm开挖基岩至承台底以下，形成二级岩石壁基坑，有效保证了施工质量，解决了目前常规方案施工工期长、成本高等问题。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构，包括围蔽在二级基坑上的一级基坑钢板桩，所述一级基坑钢板桩底端嵌入强风化岩层，所述一级基坑钢板桩内壁通过围檩结构支护形成一级基坑，一级基坑底部通过挖掘机从河床裸岩向下开挖形成二级基坑岩石壁，所述二级基坑岩石壁形成二级基坑，所述二级基坑内通过混凝土浇筑成承台。

进一步的，所述围檩结构包括顶层围檩、底层围檩，所述顶层围檩采用单拼型钢，与顶层斜撑通过焊接连接牢固；所述底层围檩采用双拼型钢，与底层斜撑通过焊接连接牢固，所述顶层围檩与底层围檩之间通过连接钢管焊接连接成整体，所述顶层围檩、底层围檩外侧与一级基坑钢板桩抵触固定。

进一步的，所述一级基坑底部外围浇筑有止水混凝土圈梁，所述止水混凝土圈梁设置于围堰内裸岩顶部，紧贴一级基坑钢板桩，防止一级基坑钢板桩外水进入围堰内。

进一步的，所述二级基坑底部浇筑有二级基坑底垫层，所述二级基坑底垫层用于在承台施工前的基底整平垫层。

进一步的，所述二级基坑岩石壁上安装有隔离橡胶，所述隔离橡胶、二级基坑岩石壁以及二级基坑底垫层共同形成承台浇筑模板。

进一步的，所述二级基坑岩石壁开挖尺寸较承台大5cm。

进一步的，所述隔离橡胶厚2cm。

一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤S1、水中桥梁钻孔灌注桩施工完成后，接长钻孔灌注桩钢护筒；

步骤S2、在接长后的钢护筒上测量放样并安装牛腿，然后依次安装底层围檩及斜撑、连接钢管、顶层围檩及斜撑，两层围檩通过连接钢管连接成整体；

步骤S3、在护筒顶安装吊挂系统，并安装精轧螺纹钢；

步骤S4、采用吊挂系统千斤顶通过精轧螺纹钢将顶底层围檩及斜撑整体提升5cm后，割除牛腿，并将顶底层围檩及斜撑整体下放到设计位置；

步骤S5、插打一级基坑钢板桩；

步骤S6、抽水至河床裸岩顶，立模浇筑止水混凝土圈梁；

步骤S7、采用挖掘机根据承台形状开挖岩石至基坑底，开挖尺寸较承台大5cm左右，开挖到位后浇筑二级基坑底垫层；

步骤S8、在二级岩石壁与承台间安装2cm厚隔离橡胶，浇筑承台。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明充分利用钢板桩嵌入部分强风化岩层，并设置两层内支撑共同形成一级基坑；在钢板桩围堰一级基坑内向下开挖岩石形成二级基坑，利用基坑岩石壁+隔离橡胶替代承台钢模板，解决了深基坑围堰钢板桩无法打入基坑底以下的难题，同时取消了承台钢模板，有效降低了施工成本，缩短了工期，保证质量安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例立面示意图；

图2为图1的1-1剖面图；

图3为图1的2-2剖面图；

图4为图1的3-3剖面图；

图5为顶、底层围檩及斜撑安装施工示意图；

图6为顶、底层围檩及斜撑整体下放示意图；

图7为一、二级基坑施工完成后浇筑承台前示意图；

附图中：1-一级基坑钢板桩；2-顶层围檩；3-顶层斜撑；4-连接钢管；5-底层围檩；6-底层斜撑；7-牛腿；8-止水混凝土圈梁；9-隔离橡胶；10-二级基坑岩石壁；11-二级基坑底垫层；12-钻孔灌注桩；13-承台；14-钢护筒；15-吊挂系统；16-精轧螺纹钢。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构，包括:一级基坑钢板桩1、顶层围檩2、顶层斜撑3、连接钢管4、底层围檩5、底层斜撑6、止水混凝土圈梁8、隔离橡胶9、二级基坑岩石壁10、二级基坑底垫层11。所述一级钢板桩1嵌入强风化岩层一定范围，作为抵抗河床及水压力及止水的结构；所述顶层围檩2采用单拼型钢，与顶层斜撑3通过焊接连接牢固；所述底层围檩5采用双拼型钢，与底层斜撑6通过焊接连接牢固；所述连接钢管4采用焊接将顶层围2、底层围檩5连接成整体；所述止水混凝土圈梁8用于防止一级基坑钢板桩1外水进入围堰内；所述二级基坑岩石壁10通过挖掘机从河床裸岩向下开挖形成，作为二级基坑支护及挡水结构及承台13混凝土浇筑侧面支撑结构；所述二级基坑底垫层11设置于二级基坑底，用作承台13施工前的基底整平垫层。

具体的，所述止水混凝土圈梁8设置于围堰内裸岩顶部，紧贴一级基坑钢板桩1。

具体的，所述二级基坑岩石壁10开挖尺寸较承台13大5cm左右。

进一步地，所述隔离橡胶9厚2cm左右，设置于二级岩石壁10与承台12之间，与二级基坑岩石壁10共同形成承台13的浇筑模板。

参见图1～4所示，本发明实施例提供了一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护施工方法，其用于在钻孔桩上施工的单个承台，承台位于水中，河床无覆盖层，承台下埋于河床裸岩内。本方法使用的基坑支护结构主要受力结构为一级基坑钢板桩1、顶层围檩2、顶层斜撑3、底层围檩5、底层斜撑6、止水混凝土圈梁8、二级基坑岩石壁10、二级基坑底垫层11。所述一级钢板桩1嵌入强风化岩层一定范围，作为抵抗河床及水压力及止水的结构；所述顶层围檩2采用单拼型钢，与顶层斜撑3通过焊接连接牢固；所述底层围檩5采用双拼型钢，与底层斜撑6通过焊接连接牢固；所述连接钢管4采用焊接将顶层围2、底层围檩5连接成整体；所述止水混凝土圈梁8用于防止一级基坑钢板桩1外水进入围堰内；所述二级基坑岩石壁10通过挖掘机从河床裸岩向下开挖形成，作为二级基坑支护及挡水结构及承台13混凝土浇筑侧面支撑结构；所述二级基坑底垫层11设置于二级基坑底，用作承台13施工前的基底整平垫层。

如图5所示，水中桥梁钻孔灌注桩12施工完成后，接长钻孔灌注桩钢护筒14；在接长后的钢护筒14上测量放样并安装牛腿7，然后依次安装底层围檩5及底层斜撑6、连接钢管4、顶层围檩2及顶层斜撑3，两层围檩通过连接钢管4连接成整体。

如图6所示，在护筒顶安装吊挂系统15，并安装精轧螺纹钢16；采用吊挂系统15的千斤顶通过精轧螺纹钢16将顶底层围檩及斜撑整体提升5cm后，割除牛腿7，并将顶底层围檩及斜撑整体下放到设计位置。

如图7所示，插打一级基坑钢板桩1；基坑内抽水至河床裸岩顶，立模浇筑止水混凝土圈梁8；采用挖掘机根据承台13形状开挖岩石至基坑底，开挖尺寸较承台13大5cm左右，开挖到位后浇筑二级基坑底垫层11；在二级基坑岩石壁10与承台13间安装2cm厚隔离橡胶9，浇筑承台13。

本发明实施例的施工方法，充分利用钢板桩嵌入部分强风化岩层，并设置两层内支撑共同形成一级基坑；在钢板桩围堰一级基坑内向下开挖岩石形成二级基坑，利用基坑岩石壁+隔离橡胶替代承台钢模板，解决了深基坑围堰钢板桩无法打入基坑底以下的难题，同时取消了承台钢模板，有效降低了施工成本，缩短了工期，保证质量安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构，其特征在于，包括围蔽在二级基坑上的一级基坑钢板桩，所述一级基坑钢板桩底端嵌入强风化岩层，所述一级基坑钢板桩内壁通过围檩结构支护形成一级基坑，一级基坑底部通过挖掘机从河床裸岩向下开挖形成二级基坑岩石壁，所述二级基坑岩石壁形成二级基坑，所述二级基坑内通过混凝土浇筑成承台。

2.根据权利要求1所述的一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构，其特征在于，所述围檩结构包括顶层围檩、底层围檩，所述顶层围檩采用单拼型钢，与顶层斜撑通过焊接连接牢固；所述底层围檩采用双拼型钢，与底层斜撑通过焊接连接牢固，所述顶层围檩与底层围檩之间通过连接钢管焊接连接成整体，所述顶层围檩、底层围檩外侧与一级基坑钢板桩抵触固定。

3.根据权利要求2所述的一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构，其特征在于，所述一级基坑底部外围浇筑有止水混凝土圈梁，所述止水混凝土圈梁设置于围堰内裸岩顶部，紧贴一级基坑钢板桩，防止一级基坑钢板桩外水进入围堰内。

4.根据权利要求3所述的一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构，其特征在于，所述二级基坑底部浇筑有二级基坑底垫层，所述二级基坑底垫层用于在承台施工前的基底整平垫层。

5.根据权利要求4所述的一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构，其特征在于，所述二级基坑岩石壁上安装有隔离橡胶，所述隔离橡胶、二级基坑岩石壁以及二级基坑底垫层共同形成承台浇筑模板。

6.根据权利要求5所述的一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构，其特征在于，所述二级基坑岩石壁开挖尺寸较承台大5cm。

7.根据权利要求6所述的一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构，其特征在于，所述隔离橡胶厚2cm。

8.一种水中裸岩深埋承台二级基坑支护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、水中桥梁钻孔灌注桩施工完成后，接长钻孔灌注桩钢护筒；

步骤S2、在接长后的钢护筒上测量放样并安装牛腿，然后依次安装底层围檩及斜撑、连接钢管、顶层围檩及斜撑，两层围檩通过连接钢管连接成整体；

步骤S3、在护筒顶安装吊挂系统，并安装精轧螺纹钢；

步骤S4、采用吊挂系统千斤顶通过精轧螺纹钢将顶底层围檩及斜撑整体提升5cm后，割除牛腿，并将顶底层围檩及斜撑整体下放到设计位置；

步骤S5、插打一级基坑钢板桩；

步骤S6、抽水至河床裸岩顶，立模浇筑止水混凝土圈梁；

步骤S7、采用挖掘机根据承台形状开挖岩石至基坑底，开挖尺寸较承台大5cm左右，开挖到位后浇筑二级基坑底垫层；

步骤S8、在二级岩石壁与承台间安装2cm厚隔离橡胶，浇筑承台。

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