CN115030200B - 一种近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构，包括：筑岛支护桩，其为半包围结构，所述筑岛支护桩的开口端朝向河岸；基坑支护桩，其与所述筑岛支护桩之间合围形成封闭空间，所述封闭空间内填筑有筑岛填料；外围檩，其固定的设置在所述筑岛支护桩的外侧壁上，所述外围檩的形状与所述筑岛支护桩的形状相同，所述外围檩的两自由端分别固定设有第一锚桩，所述第一锚桩固定设置在河岸上，所述外围檩远离河岸一侧的外侧壁上固定设有第二锚桩，所述第二锚桩固定设置在水中；本发明还公开了一种用于近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构的施工方法，其降低了工程成本，同时加快了施工进度，对于近岸侧水中桥梁基础施工效果显著。

Description

一种近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构及施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程桥梁基础施工领域。更具体地说，本发明涉及一种近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构及施工方法。

背景技术

近年来，国内外对于水中桥梁基础施工，针对不同的场地条件，主要施工工艺有：

①水中搭设主栈桥+支栈桥，借助钻孔钢平台进行水中基础的钻孔灌注桩施工，桩基施工完毕后，拆除钻孔钢平台，进行钢围堰安装，围堰内抽水吸泥后随即进行基础的承台施工，被简述为“先钻孔平台后围堰”的施工方法；

②水中搭设主栈桥+支栈桥，进行围堰下放，随后借助围堰结构搭设钻孔平台，并进行水中基础的钻孔灌注桩施工，桩基施工完毕后，拆除钻孔钢平台，围堰内抽水吸泥后随即进行承台施工，被简述为“先围堰后钻孔平台”的施工方法；

③在水中桥梁基础施工区域内，采用符合要求的填料将桥梁基础施工区域内的河滩或者水域填筑至高于水面，形成基础施工的干作业平台，随即进行桩基及承台施工，简称为“筑岛法”施工；

④在水中桥梁基础施工区域外围施作支护结构作为挡土构件，采用符合要求的填料将支护结构内的河滩或者水域填筑至高于水面，形成基础施工的干作业平台，随即进行桩基及承台施工，简称为“组合式围堰结构及水中作业平台”施工法。

以上施工工艺中，“先钻孔平台后围堰”和“先围堰后钻孔平台”的施工方法是目前最常见的水中基础施工方法，特别适用于水中基础远离岸边的桥梁工程，针对于靠近岸边的水中桥梁基础，这两种方法由于钻孔平台和围堰结构使用了大量钢结构材料，无论在成本、工期上均不占优势；“筑岛法”施工简单快捷，且相较于以上第一、二种工艺时，成本较低，但不足之处在于：大面积的填筑施工，对河道的过水断面压缩严重，同时后期基础施工完毕后，对于筑岛材料的清除工程量大且清除困难，同时该方法对于河道环境污染面较大，施工现场的文明施工方面压力大；“组合式围堰结构及水中作业平台”施工法解决了“筑岛法”施工中的部分问题，即：缩小了筑岛的施工范围，较少了筑岛工程量，也减轻了对河道过水断面的压缩，但是该方法仅适用于承台埋深较浅的基础施工，对于承台埋深较深时，该方法由于没有后期的支护结构，承台施工的干作业环境难以保证。

发明内容

本发明还有一个目的是提供一种近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构及施工方法，其降低了工程成本，同时加快了施工进度，对于近岸侧水中桥梁基础施工效果显著。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构，包括：

筑岛支护桩，其为半包围结构，所述筑岛支护桩的开口端朝向河岸；

基坑支护桩，其固定设置在所述筑岛支护桩的开口处，并与所述筑岛支护桩之间合围形成封闭空间，所述封闭空间内填筑有筑岛填料；

外围檩，其固定的设置在所述筑岛支护桩的外侧壁上，所述外围檩的形状与所述筑岛支护桩的形状相同，所述外围檩的两自由端分别固定设有第一锚桩，所述第一锚桩固定设置在河岸上，所述外围檩远离河岸一侧的外侧壁上固定设有第二锚桩，所述第二锚桩固定设置在水中。

优选的是，还包括基坑内支撑，其位于所述封闭空间内，所述基坑内支撑的外侧壁分别与所述筑岛支护桩的内侧壁和所述基坑支护桩的内侧壁固定连接。

优选的是，所述基坑内支撑设有多个，其沿所述外围檩的高度方向间隔设置。

优选的是，所述筑岛支护桩和所述基坑支护桩均由多个相互咬合的钢板桩依次拼接而成。

优选的是，所述筑岛支护桩的顶面和所述基坑支护桩的顶面平齐。

优选的是，所述第一锚桩和所述第二锚桩的顶面高于所述筑岛支护桩的顶面。

一种用于近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：确定筑岛边线，施工人员通过栈桥安装第一锚桩、第二锚桩、施工区域外围的筑岛支护桩和外围檩，安装筑岛支护桩时，在钢板桩的设计标高处做标记，施工人员利用栈桥，通过设备将钢板桩打入土中至其标记位置；

S2：在筑岛支护桩和筑岛边线形成的区域内填筑筑岛填料至超过水面标高，以形成干作业施工平台，施工人员在干作业施工平台上安装桥梁桩基；

S3：安装基坑支护桩使其与筑岛支护桩形成封闭空间；

S4：开挖封闭空间内的筑岛填料，开挖后安装封闭空间内最上层的基坑内支撑；

S5：沿封闭空间的高度方向从上至下依次间隔安装多个基坑内支撑，直至垫层底部，浇筑垫层混凝土以及安装桥梁承台；

S6：回填封闭空间内的筑岛填料至桥梁承台的顶部，安装桥梁墩柱，桥梁墩柱的顶部高于筑岛支护桩和基坑支护桩；

S7：开挖筑岛支护桩、基坑支护桩和筑岛边线围成的空间内的筑岛填料，拆除第一锚桩和第二锚桩，向封闭空间内边注水边至下而上拆除基坑内支撑，当封闭空间内外水位平衡后拆除筑岛支护桩和基坑支护桩。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明将筑岛支护桩与基坑支护桩相结合，大大降低了整体的支护结构费用，同时先施工筑岛支护桩后筑岛，减少了筑岛所需要的填料用量，经济性好，此外筑岛填料分两阶段挖除，降低了筑岛填料清除的难度，可快速将河道或水域中的筑岛填料清除干净，环保实用；

2、本发明采用筑岛支护桩及筑岛施工能快速形成水中桥梁桩基施工的干作业平台，加快了施工进度，同时筑岛支护桩与基坑支护桩相结合，保证了围堰结构的支护效果，适用于承台埋深较深的基础施工，同时也省去了再次单独施工基坑支护桩的时间，提高了施工效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明一个实施例的一种一体式围堰结构的俯视结构示意图；

图2为上述实施例中所述围堰结构的正视剖面图；

图3为上述实施例中所述钢板桩的结构示意图；

图4为桥梁基础施工完成的结构示意图。

说明书附图标记说明：

1、第一锚桩，2、栈桥，3、外围檩，4、筑岛支护桩，5、筑岛边线，6、桥梁桩基，7、基坑支护桩，8、基坑内支撑，9、桥梁承台，10、垫层混凝土，11、桥梁墩柱，12、钢板桩，13、第二锚桩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并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。

如图1所示，本发明提供一种近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构，包括：

筑岛支护桩4，其为半包围结构，所述筑岛支护桩4的开口端朝向河岸；

基坑支护桩7，其固定设置在所述筑岛支护桩4的开口处，并与所述筑岛支护桩4之间合围形成封闭空间，所述封闭空间内填筑有筑岛填料；

外围檩3，其固定的设置在所述筑岛支护桩4的外侧壁上，所述外围檩3的形状与所述筑岛支护桩4的形状相同，所述外围檩3的两自由端分别固定设有第一锚桩1，所述第一锚桩1固定设置在河岸上，所述外围檩3远离河岸一侧的外侧壁上固定设有第二锚桩13，所述第二锚桩13固定设置在水中。

在上述技术方案中，根据桥梁基础布置形式，合理规划桥梁基础施工的平面布置及所需要的施工区域大小，在施工区域外围设置开口方向朝向岸边的筑岛支护桩4，同时再施工一面与河岸平行的基坑支护桩7，使得筑岛支护桩4和基坑支护桩7形成封闭空间，有利于基础施工过程中的挡土挡水，封闭空间内可选用砂性土作为筑岛填料，砂性土是指含砂土粒较多且具有一定粘性的土，其作地基时沉降量小、易压密，且压实后水稳性好，强度较高，筑岛填料的高度需高于河岸，以形成干作业环境；筑岛支护桩4和基坑支护桩7将筑岛填料围设起来，形成类似于陆地的作业平台，方便进行承台施工，且在承台埋深较深时，筑岛支护桩4和基坑支护桩7相结合，也可保证承台施工的干作业环境；筑岛支护桩4外围的外围檩3，可进一步增强了筑岛支护桩4的支撑力，两个第一锚桩1设置在外围檩3的两个自由端以及第二锚桩13设置在外围檩3的外侧壁，均是用于增强外围檩3的支撑力，进一步增强整体结构的稳固性和挡土挡水的能力。

在另一种技术方案中，还包括基坑内支撑8，其位于所述封闭空间内，所述基坑内支撑8的外侧壁分别与所述筑岛支护桩4的内侧壁和所述基坑支护桩7的内侧壁固定连接；所述基坑内支撑8设有多个，其沿所述外围檩3的高度方向间隔设置。

在本技术方案中，在封闭空间内沿外围檩3的高度方向间隔设置多个基坑内支撑8，其目的是为了进一步增强整体结构的挡土挡水能力，筑岛支护桩4外部设置的外围檩3配合其内部设置的基坑内支撑8，可平衡施工区域外水内土对筑岛支护桩4的压力，防止筑岛支护桩4某一侧的压力过大产生变形。

在另一种技术方案中，如图3所示，所述筑岛支护桩4和所述基坑支护桩7均由多个相互咬合的钢板桩12依次拼接而成。

在本技术方案中，通过钢板桩12相互咬合拼接的方式形成筑岛支护桩4和基坑支护桩7，具有施工方便、快速等优点。

在另一种技术方案中，所述筑岛支护桩4的顶面和所述基坑支护桩7的顶面平齐；所述第一锚桩1和所述第二锚桩13的顶面高于所述筑岛支护桩4的顶面。

如图2和图4所示，一种用于近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：确定筑岛边线5，筑岛边线5的左侧为施工区域，右侧为河岸，施工人员通过栈桥2安装第一锚桩1、第二锚桩13、施工区域外围的筑岛支护桩4和外围檩3，对筑岛支护桩4进行施工时，在钢板桩12的设计标高处做标记，施工人员利用栈桥2，通过设备将钢板桩12吊起并打入土中至其标记位置；

S2：在筑岛支护桩4和筑岛边线5形成的区域内填筑筑岛填料至超过水面标高，以形成干作业施工平台，工作人员通过干作业施工平台进行钻孔灌注桩作业，待混凝土凝固后形成桥梁桩基6；

S3：安装基坑支护桩7使其与筑岛支护桩4形成封闭空间；

S4：开挖封闭空间内的筑岛填料，开挖后安装封闭空间内最上层的基坑内支撑8

S5：沿封闭空间的高度方向从上至下依次间隔安装多个基坑内支撑8，直至垫层底部，浇筑垫层混凝土10以及安装桥梁承台9；

S6：回填封闭空间内的筑岛填料至桥梁承台9的顶部，安装桥梁墩柱11，桥梁墩柱11的顶部高于筑岛支护桩4和基坑支护桩7；封闭空间内的筑岛填料的开挖与承台施工开挖合二为一，提高了施工效率；

S7：开挖筑岛支护桩4、基坑支护桩7和筑岛边线5围成的空间内的筑岛填料，与施工前保持一致，使得筑岛填料不会对河道造成污染，随后拆除第一锚桩1和第二锚桩13，向封闭空间内边注水边至下而上拆除基坑内支撑8，当封闭空间内外水位平衡后拆除筑岛支护桩4和基坑支护桩7。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构的施工方法，其特征在于，包括：

筑岛支护桩，其为半包围结构，所述筑岛支护桩的开口端朝向河岸；

基坑支护桩，其固定设置在所述筑岛支护桩的开口处，并与所述筑岛支护桩之间合围形成封闭空间，所述封闭空间内填筑有筑岛填料；

外围檩，其固定的设置在所述筑岛支护桩的外侧壁上，所述外围檩的形状与所述筑岛支护桩的形状相同，所述外围檩的两自由端分别固定设有第一锚桩，所述第一锚桩固定设置在河岸上，所述外围檩远离河岸一侧的外侧壁上固定设有第二锚桩，所述第二锚桩固定设置在水中；

还包括基坑内支撑，其位于所述封闭空间内，所述基坑内支撑的外侧壁分别与所述筑岛支护桩的内侧壁和所述基坑支护桩的内侧壁固定连接；

所述基坑内支撑设有多个，其沿所述外围檩的高度方向间隔设置；

近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：确定筑岛边线，施工人员通过栈桥安装第一锚桩、第二锚桩、施工区域外围的筑岛支护桩和外围檩，安装筑岛支护桩时，在钢板桩的设计标高处做标记，施工人员利用栈桥，通过设备将钢板桩打入土中至其标记位置；

S2：在筑岛支护桩和筑岛边线形成的区域内填筑筑岛填料至超过水面标高，以形成干作业施工平台，施工人员在干作业施工平台上安装桥梁桩基；

S3：安装基坑支护桩使其与筑岛支护桩形成封闭空间；

S4：开挖封闭空间内的筑岛填料，开挖后安装封闭空间内最上层的基坑内支撑；

S5：沿封闭空间的高度方向从上至下依次间隔安装多个基坑内支撑，直至垫层底部，浇筑垫层混凝土以及安装桥梁承台；

S6：回填封闭空间内的筑岛填料至桥梁承台的顶部，安装桥梁墩柱，桥梁墩柱的顶部高于筑岛支护桩和基坑支护桩；

S7：开挖筑岛支护桩、基坑支护桩和筑岛边线围成的空间内的筑岛填料，拆除第一锚桩和第二锚桩，向封闭空间内边注水边至下而上拆除基坑内支撑，当封闭空间内外水位平衡后拆除筑岛支护桩和基坑支护桩。

2.如权利要求1所述的近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构的施工方法，其特征在于，所述筑岛支护桩和所述基坑支护桩均由多个相互咬合的钢板桩依次拼接而成。

3.如权利要求1所述的近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构的施工方法，其特征在于，所述筑岛支护桩的顶面和所述基坑支护桩的顶面平齐。

4.如权利要求1所述的近岸侧水中桥梁基础施工一体式围堰结构的施工方法，其特征在于，所述第一锚桩和所述第二锚桩的顶面高于所述筑岛支护桩的顶面。