在深水傾斜河床上澆築橋梁主塔墩基礎的施工方法
2023-12-11 13:16:52 1
專利名稱：在深水傾斜河床上澆築橋梁主塔墩基礎的施工方法
技術領域：
本發明涉及一種橋梁水下基礎施工方法，具體涉及一種在深水傾斜河床上澆築橋
梁主塔墩基礎的施工方法。
背景技術：
—般橋梁的主塔墩多位於主航道深水區域，且水流湍急，河床傾斜，兼有孤石。按 照常規的施工方法，先要對主塔墩水下的混凝土承臺位置進行基底平整，如通過水下爆破 將孤石、斜坡炸平，使承臺基底基本平整；再根據平整後的基底標高和水位標高，確定在承 臺施工時用於擋水的鋼圍堰高度尺寸，並加工製作所需要的鋼圍堰；然後，將製作好的鋼圍 堰浮運到主塔墩位置，並整體吊裝安放到位，澆築水下封底混凝土至基底標高，用混凝土封 住鋼圍堰的底部；最後，將鋼圍堰中的水抽乾，即可進行承臺的常規施工。很明顯，採用這 種常規的施工方法存在以下不足一是施工周期較長，一般需要經過兩個枯水期方能完成； 二是進行基底平整需要的費用高，增加了施工成本。
發明內容
本發明的目的是提供一種在深水傾斜河床上澆築橋梁主塔墩基礎的施工方法，該 方法能縮短施工周期，降低施工成本。 本發明所述的在深水傾斜河床上澆築橋梁主塔墩基礎的施工方法，其步驟如下
第一步，鋼圍堰拼裝第一節鋼圍堰在平板駁船上拼裝，利用浮吊起吊；第一節鋼 圍堰拼裝完成後，先利用圍堰上安裝的起吊支架將其測量定位、吊起、下沉；然後，在現場拼 裝第二節鋼圍堰，採用焊接方式與第一節鋼圍堰連接，再測量定位、下沉，直到下沉到位為 止； 第二步，鋼圍堰定位第一、二節鋼圍堰現場定位下沉著河床後，在第二節鋼圍堰 頂上焊接鑽機託架，並作為插打定位樁鋼導筒的施工平臺；將定位樁鋼導筒振打入基巖地 面，確保鑽孔順利進行，在定位樁孔形成後，按常規工藝進行清孔、鋼筋籠制安，並澆築水下 混凝土，最後，完成定位樁的施工；採用12根鋼筋混凝土定位樁，對鋼圍堰進行定位，將鋼 圍堰水平定位於河床上； 第三步，封堵鋼板插打根據鋼圍堰刃腳底部懸空高度，插打寬1. 5m，長短不一的 鋼模板，局部小縫隙採用麻袋混凝土封堵； 第四步，鋼護筒插打插打鋼護筒採用APE400B型液壓振動打樁機振打，靠山側採 用桅杆吊，靠河側採用浮吊輔助施工；插打之前正確安裝打樁機夾具，擰緊螺栓，確保夾片 帖緊鋼護筒； 第五步，鋼護筒刃腳縫隙封堵開孔前，在鋼護筒內拋填片石，利用鑽錘的衝擊作 用對四周縫隙形成擠壓，密實縫隙；對縫隙高度過大的孔位，"擠壓法"不能達到封堵效果， 則先採用"擠壓法"開孔鑽進基巖石卜2m深度，灌注水下混凝土，把四周縫隙填塞密實，形 成加固圈，再重新開孔鑽進；
第六步，拋填片石、整平基底鋼護筒插打完成後，用直徑20-30cm的片石拋填鋼圍堰內河床，先填低洼處，再粗平，逐漸精平；隨時測量片石頂標高，控制在設定標高之內，經過測量組測設數據分析頂面平整度，局部高差較大的地方，派潛水員下水作拖平處理，並明確其基底平整度情況； 第七步，封底混凝土澆注在鋼圍堰上布置下料點位，採用多個拌合站進行混凝土生產，保證混凝土的供應，將混凝土運輸罐車運輸至現場進行澆注；同時，前端採用混凝土布料杆進行下料，降低人工移位難度； 第八步，鑽孔樁施工採用兩種不同的鑽機鑽進形成灌注樁孔，之後在孔內布置鋼
筋，並澆注混凝土形成灌注樁； 第九步，按常規方法施工承臺、塔墩。
本發明和現有技術相比具有以下優點 (1)本發明解決了深水基礎河床地面傾斜較大，無需採用爆破方式使地面平整的常規方式，能降低施工成本； (2)施工周期短，一般一個枯水期就能施工完成；
(3)施工工藝簡單，易於操作； (4)施工材料在市場上易於購買，簡單加工便可使用。
圖1為本發明的工藝流程圖。 圖2為為鋼圍堰拼裝船示意圖。 圖3本發明吊裝總體布置圖。 圖4為在鋼圍堰周邊插打鋼模板的示意圖。 圖5為圖4的俯視圖。 圖6為鋼圍堰刃腳封堵示意圖。 圖7為鋼圍堰的結構示意圖。 圖8為圖7俯視圖。 圖9為鋼圍堰內鋼護筒刃腳封堵示意圖。
具體實施例方式
參見圖1至圖9，在深水傾斜河床上澆築橋梁主塔墩基礎的施工方法，其步驟如下 第一步，鋼圍堰拼裝第一節鋼圍堰3在平板駁船19上拼裝，利用浮吊l起吊；第一節鋼圍堰拼裝完成後，先利用圍堰上安裝的起吊支架將其測量定位、吊起、下沉；然後，在現場拼裝第二節鋼圍堰，採用焊接方式與第一節鋼圍堰連接，再測量定位、下沉，直到下沉到位為止； 拼裝用兩艘400t的平板駁船，利用130工字鋼20連接而成。工鋼長為31m，布置間距為lm，現場經測量人員定位抄平後與船體焊接，上面鋪設板材作為操作平臺。工字鋼的連接採用等強度對接，兩邊貼10mm厚的鋼板，以增強其強度和接縫處的剛度。第一、二兩節鋼圍堰拼接時，要求豎向肋角鋼對接，且接頭處包一根角鋼滿焊；接頭處的水平環板採用坡口焊，鋼圍堰隔艙內採用焊接水平斜撐12以保證其強度和剛度。 第二步，鋼圍堰定位第一、二節鋼圍堰現場定位下沉著河床後，在第二節鋼圍堰頂上焊接鑽機託架，並作為插打定位樁鋼導筒的施工平臺4 ;將定位樁鋼導筒16振打入基巖地面18，確保鑽孔順利進行，在定位樁孔形成後，按常規工藝進行清孔、鋼筋籠制安，並澆築水下混凝土，最後，完成定位樁5的施工；採用12根鋼筋混凝土定位樁，對鋼圍堰進行定位，將鋼圍堰水平定位於河床上； 定位樁採用普通衝擊鑽機成孔。施工工藝如下所述在製造鋼圍堰時，將41000鋼管直接與鋼圍堰加工焊接成整體。鋼圍堰現場定位下沉著床後，在鋼圍堰頂焊接鑽機託架，並作為插打定位樁鋼護筒的施工平臺。施工中，利用DZ30型振動錘(最大激振力23t)將小950mm的定位樁鋼護筒振打入基巖，確保鑽孔順利進行，鑽孔工藝採用泥漿正循環工藝。由於鋼圍堰仍未完全定位，水位漲落將使鋼圍堰上下產生位移，故定位樁鑽孔過程中，鋼護筒21與定位樁鋼導筒之間不連接，相互獨立；定位樁孔形成後，按常規工藝進行清孔、鋼筋籠制安，並澆築水下混凝土，最後完成定位樁施工。 定位樁施工完成後，人工鑿除樁頂表面浮漿，切除樁頂多餘的鋼導筒、鋼護筒(鋼導筒多切除lm，即使定位樁外壁鋼板外露高度達到lm)，在水位穩定期間，用型鋼將鋼導筒、鋼護筒與鋼圍堰固結，並澆築井壁混凝土，將定位樁與鋼圍堰採用焊接方式固結成為一整體。 第三步，封堵鋼板插打根據鋼圍堰刃腳23底部懸空高度，插打寬1.5m，長短不一的鋼模板7，局部小縫隙採用麻袋混凝土 17封堵； 鋼圍堰刃腳採用帶加勁肋橫肋8和加勁豎肋15的鋼板9封堵，具體施工方法如下在鋼圍堰外側焊接槽鋼作為限位滑槽6，每塊鋼板寬為1.54m，上下設置S 二14mm厚的鋼模板接高法蘭盤14，通過小22螺栓10連接，施工時，將鋼板從滑槽內下滑，邊連接邊下滑，直至著床。鋼圍堰刃腳外側大面積採用鋼板封堵，由於基巖不平，仍然有小面積孔隙，為確保封堵密實，利用潛水工採用麻袋混凝土 17水下封堵鋼板與基巖之間的空隙。鋼模板插打到位後需用兜攬進行"抱箍"加固，兜攬鋼絲繩直徑①36mm，對整個刃腳鋼板纏繞一圈，在兩端頭採用巻揚機牽引拉緊，最後鎖定到鋼圍堰上。 第四步，鋼護筒插打插打鋼護筒21採用APE400B型液壓振動打樁機振打，靠山側採用桅杆吊2，靠河側採用浮吊1輔助施工；插打之前正確安裝打樁機夾具，擰緊螺栓，確保夾片帖緊鋼護筒； 鋼護筒平面位置採用上下導向來限定，上下導向採用I40b型鋼製作，在型鋼內腹板穿孔設置兩個"U"型螺栓抱箍，抱箍內貫穿12 X 12cm截面型方木，與鋼護筒保持幾釐米間距。鋼護筒吊裝下沉過程中，根據測設的點位，校正微調鋼護筒平面位置、垂直度，在方木底面填塞厚度不等的小木板，卡死鋼護筒，擰緊螺栓，保證插打過程中鋼護筒不錯位。鋼護筒直徑①2700mm，板厚16mm，總長17m，分為三節，兩節6m， 一節5m。下節下端頭外圍焊接lm高環向加勁鋼板，鋼板厚度12mm，增強護筒刃腳剛度。鋼護筒連接採用"K"字型坡口焊接，焊縫採用多層施焊，每層焊完後及時清除焊渣，並作好外觀檢查。 第五步，鋼護筒刃腳縫隙封堵開孔前，在鋼護筒內拋填片石24，利用鑽錘的衝擊作用對四周縫隙形成擠壓，密實縫隙；對縫隙高度過大的孔位，"擠壓法"不能達到封堵效果，則先採用"擠壓法"開孔鑽進基巖石卜2m深度，灌注水下混凝土 22，把四周縫隙填塞密
5實，形成加固圈，再重新開孔鑽進； 鋼護筒插打後，鋼護筒刃腳只有局部高點嵌入基巖或著陸在孤石上，與基巖面不能完全密貼，產生高度不等的縫隙。在鑽機開孔過程中，縫隙四周的填塞塊石將會坍塌，造成孔壁漏洞，影響水下混凝土灌注。 第六步，拋填片石、整平基底鋼護筒21插打完成後，用直徑20-30cm的片石拋填鋼圍堰內河床，先填低洼處，再粗平，逐漸精平；隨時測量片石頂標高，控制在設定標高之內，經過測量組測設數據分析頂面平整度，局部高差較大的地方，派潛水員下水作拖平處理，並明確其基底平整度情況； 第七步，封底混凝土澆注在鋼圍堰上布置下料點位，採用多個拌合站進行混凝土生產，保證混凝土的供應，將混凝土運輸罐車運輸至現場進行澆注；同時，前端採用混凝土布料杆進行下料，降低人工移位難度； 第八步，鑽孔樁施工採用兩種不同的鑽機鑽進形成灌注樁孔ll，之後在孔內布置鋼筋，並澆注混凝土形成灌注樁； YCJF25型全液壓衝擊反循環鑽機主要適用於深基礎工程大口徑鑽孔灌注樁施工，該機可適用於各種地層，特別在卵礫石層和巖石中較其它類鑽機有更高的鑽進效率和成孔質量。 寶峨BG40型旋挖鑽機發動機採用卡特彼勒C-15，功率421KW，最大成孔直徑3米，成孔深度可達80米。最大工作扭矩40噸 米，最大工作壓力41噸，從履帶底到桅杆頂端27. 07米，工作重量177噸。 第九步，按常規方法施工承臺13、塔墩即可。
權利要求
在深水傾斜河床上澆築橋梁主塔墩基礎的施工方法，其步驟如下第一步，鋼圍堰拼裝第一節鋼圍堰(3)在平板駁船(19)上拼裝，利用浮吊(1)起吊；第一節鋼圍堰拼裝完成後，先利用圍堰上安裝的起吊支架將其測量定位、吊起、下沉；然後，在現場拼裝第二節鋼圍堰，採用焊接方式與第一節鋼圍堰連接，再測量定位、下沉，直到下沉到位為止；第二步，鋼圍堰定位第一、二節鋼圍堰現場定位下沉著河床後，在第二節鋼圍堰頂上焊接鑽機託架，並作為插打定位樁鋼導筒的施工平臺(4)；將定位樁鋼導筒(16)振打入基巖地面(18)，確保鑽孔順利進行，在定位樁孔形成後，按常規工藝進行清孔、鋼筋籠制安，並澆築水下混凝土，最後，完成定位樁(5)的施工；採用12根鋼筋混凝土定位樁，對鋼圍堰進行定位，將鋼圍堰水平定位於河床上；第三步，封堵鋼板插打根據鋼圍堰刃腳(23)底部懸空高度，插打寬1.5m，長短不一的鋼模板(7)，局部小縫隙採用麻袋混凝土(17)封堵；第四步，鋼護筒插打插打鋼護筒(21)採用APE400B型液壓振動打樁機振打，靠山側採用桅杆吊(2)，靠河側採用浮吊(1)輔助施工；第五步，鋼護筒刃腳縫隙封堵開孔前，在鋼護筒(21)內拋填片石(24)，利用鑽錘的衝擊作用對四周縫隙形成擠壓，密實縫隙；對縫隙高度過大的孔位，「擠壓法」不能達到封堵效果，則先採用「擠壓法」開孔鑽進基巖石1-2m深度，灌注水下混凝土(22)，把四周縫隙填塞密實，形成加固圈，再重新開孔鑽進；第六步，拋填片石、整平基底鋼護筒(21)插打完成後，用直徑20-30cm的片石拋填鋼圍堰內河床，先填低洼處，再粗平，逐漸精平；第七步，封底混凝土澆注在鋼圍堰上布置下料點位，採用多個拌合站進行混凝土生產，保證混凝土的供應，將混凝土運輸罐車運輸至現場進行澆注；第八步，鑽孔樁施工採用兩種不同的鑽機鑽進形成灌注樁孔(11)，之後在孔內布置鋼筋，並澆注混凝土形成灌注樁；第九步，按常規方法施工承臺(13)、塔墩。
全文摘要
本發明涉及在深水傾斜河床上澆築橋梁主塔墩基礎的施工方法，其步驟如下第一步，鋼圍堰拼裝；第二步，鋼圍堰定位；第三步，封堵鋼板插打；第四步，鋼護筒插打；第五步，鋼護筒刃腳縫隙封堵；第六步，拋填片石、整平基底；第七步，封底混凝土澆注；第八步，鑽孔樁施工；第九步，按常規方法施工承臺、塔墩。本發明解決了深水基礎河床地面傾斜較大，無需採用爆破方式使地面平整的常規方式，能降低施工成本；施工周期短，一般一個枯水期就能施工完成；施工工藝簡單，易於操作；施工材料在市場上易於購買，簡單加工便可使用。
文檔編號E02D27/32GK101696578SQ20091019100
公開日2010年4月21日 申請日期2009年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者嚴小東, 冉兵, 周成斌, 張列東, 張開聰, 羅磊, 鄭策, 黃洪盛 申請人:中鐵八局集團第一工程有限公司;