專利名稱：深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺及施工法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及的是跨海大橋、裸巖墩基礎(chǔ)施工中所采用的深海裸巖墩 護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺及其施工方法，屬于跨海大橋橋梁基礎(chǔ) 施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在深海領(lǐng)域中進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)施工，對于裸巖墩，尤其是巖面起伏、傾斜
大，巖層傾角近似70。，基巖為微風(fēng)化花崗巖，強(qiáng)度高，現(xiàn)有的施工方案， 諸如"定位樁平臺+插打鋼護(hù)筒方案"、"重力式基礎(chǔ)"、"沉井方案"、"雙壁 鋼圍堰方案"等施工技術(shù)，難以滿足跨海大橋裸巖墩橋梁基礎(chǔ)施工的要求。 對于施工墩位存在旋流、涌浪、暗流現(xiàn)象，最大流速達(dá)3.0m/s以上，則上述 橋梁墩位基礎(chǔ)施工異常困難，定位樁和鋼護(hù)筒的插打，且局部樁位處只有不 足0.5m的覆蓋層，無法滿足鋼護(hù)筒和定位樁對穩(wěn)樁深度的要求，根本無法 進(jìn)行常規(guī)的定位樁平臺的施工，難以確保施工平臺搭設(shè)完成前結(jié)構(gòu)的安全與 穩(wěn)定。 .

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提出一種深海裸巖 墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺及其施工方法，滿足跨海大橋裸巖墩 橋梁基礎(chǔ)施工和鋼護(hù)筒和定位樁對穩(wěn)樁深度的要求，進(jìn)行常規(guī)的定位樁平臺 的施工，并能確保施工平臺搭設(shè)完成前結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。本發(fā)明的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)是鋼護(hù)筒、鋼套管通過聯(lián)結(jié)系連接成一 個(gè)整體，定位樁插入鋼套管中定位施工平臺，并承擔(dān)施工過程中水平、豎向 等荷載，圍堰側(cè)板布置在護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化結(jié)構(gòu)的底部，且沿 該底部外圈設(shè)置，形成一個(gè)閉合的倉體，所述的倉體分成多個(gè)小倉，各小倉 依次排列，在每一個(gè)小倉內(nèi)部填充封底混凝土，隔倉板支撐在圍堰側(cè)板桁架 上。
深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的施工方法，其特征是 包括如下施工工序
一、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造，鋼護(hù)筒、
鋼套管及其它結(jié)構(gòu)均在工廠內(nèi)制造與拼裝；將封底用圍堰側(cè)板一起安裝，調(diào) 平鋼管角樁臨時(shí)固定在四個(gè)鋼套管內(nèi)，整體吊運(yùn)至墩位處；
二、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的起吊與運(yùn)輸，選 擇浮吊進(jìn)行吊運(yùn)；深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺共設(shè)置四 個(gè)吊點(diǎn)，其每個(gè)吊點(diǎn)不但承受深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平
臺、圍堰側(cè)板及其附屬結(jié)構(gòu)的重量，還承擔(dān)吊運(yùn)過程中的風(fēng)力，因波浪、涌 浪及其產(chǎn)生的慣性力等，不可量因素很多，所以吊點(diǎn)的加工必須滿足設(shè)計(jì)要 求；
三、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的下放，利用GPS 定位系統(tǒng)精確定位后，解開四個(gè)定位角樁，立即進(jìn)行四角鋼管樁的插打、調(diào) 平、糾偏，使護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化的下放偏差、垂直度控制在規(guī) 范要求的合理范圍以內(nèi)；
四、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的堵漏，為保證圍堰側(cè)板與海床面較好的吻合以達(dá)到較好的封底效果，為進(jìn)一步加強(qiáng)圍堰側(cè)板 底口的穩(wěn)定并確保封底混凝土在灌注過程中不致外溢，所以在圍堰側(cè)板外側(cè) 制做人造覆蓋層，至下而上依次拋填袋裝混凝土、袋裝碎石、袋裝中粗砂；
五、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的封底砼的灌注， 對圍堰側(cè)板之間的范圍灌注水下混凝土，使護(hù)筒群與基巖粘結(jié)連成整體，增 強(qiáng)了護(hù)筒群護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的整體穩(wěn)定性和剛度，從而
確保成樁后的混凝土灌注順利進(jìn)行；
六、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的搭設(shè)，封底成功 后，按常規(guī)施工，搭設(shè)施工平臺上部結(jié)構(gòu)，然后鉆機(jī)就位，在平臺上配備吊 機(jī)，進(jìn)行鉆孔樁的施工。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)由鋼護(hù)筒、鋼套管、聯(lián)接系及定位樁、圍堰側(cè)板、側(cè)板
桁架、隔倉板、附屬結(jié)構(gòu)一個(gè)自身穩(wěn)定的主體。由于采用工廠制造，提高了 結(jié)構(gòu)的制造精度。采用整體安裝，施工吊裝可將平臺與護(hù)筒群整體就位，提 高現(xiàn)場施工工效。由于護(hù)筒群、平臺的四個(gè)角插打鋼管定位樁，可有效的控 制一體化平臺的垂直度、水平偏位，施工精度可有效控制。圍堰側(cè)板僅為固 定在一體化平臺和鋼護(hù)筒群體底部，用于底部封底用的擋護(hù)結(jié)構(gòu)，承受一定 的側(cè)壓力，不承擔(dān)施工平臺鉆機(jī)等豎向荷載，因此圍堰側(cè)板高度無須設(shè)計(jì)出 水，封底混凝土的高度以結(jié)構(gòu)抗傾覆控制為主。施工過程中，鋼圍堰既做為 臨時(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固體系，在基礎(chǔ)施工完成后，又可做為主體結(jié)構(gòu)的一部分，有 效減少了樁體自由度，'改善了結(jié)構(gòu)的水平變位。由于在短期內(nèi)封底成功，平 臺整體穩(wěn)定和護(hù)筒底口堵漏的問題都得到很好的解決，為在目標(biāo)工期內(nèi)完成 鉆孔樁施工任務(wù)提供了技術(shù)保證。


附圖1是深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是深海裸巖墩l/2護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺平面圖。 附圖3是深海l果巖i敦護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖。 附圖4是纟罙海li巖i敦護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺施工方法。
附圖中的1是鋼護(hù)筒、2是鋼套管、3是聯(lián)結(jié)系、4是定位樁、5是 圍堰側(cè)板、6是側(cè)板桁架、7是隔倉板、8是施工平臺附屬結(jié)構(gòu)、9是封底混 凝土、 IO是吊耳、ll是a吊耳加勁板、12是b吊耳加勁板。
具體實(shí)施例方式
對照附圖l、 2，其結(jié)構(gòu)是鋼護(hù)筒l、鋼套管2通過聯(lián)結(jié)系3連接成一個(gè) 整體，定位樁4插入鋼套管2中定位施工平臺，并承擔(dān)施工過程中水平、豎 向等荷載，圍堰側(cè)板5沿著護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化結(jié)構(gòu)的底部外圈 設(shè)置，形成一個(gè)閉合的倉體，所述的倉體分成多個(gè)小倉，每一個(gè)小倉依次序 排列，在每一個(gè)小倉內(nèi)部填充封底混凝土9，隔倉板7支撐在圍堰側(cè)板桁架 6上。
對照附圖3，吊耳IO、 a吊耳加勁板ll、 b吊耳加勁板12將鋼套管2和 聯(lián)結(jié)系3聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，并作為傳力結(jié)構(gòu)將 罙海裸巖it護(hù)筒、定位樁、 水下圍堰一體化平臺的整體重量傳至起吊設(shè)備上。
深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺是將鋼護(hù)筒作為一體化 整體結(jié)構(gòu)的一部分、焊接成一個(gè)整體進(jìn)行起吊和下放的結(jié)構(gòu)，在護(hù)筒群的四 周各設(shè)置定位樁鋼套管，并利用4根角樁將深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺調(diào)整水平，還設(shè)置了隔倉板、圍堰側(cè)板、側(cè)板桁架，對深海 裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺下口進(jìn)行封底。
深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的上部結(jié)構(gòu)是通過插入 左右兩排鋼套管中的定位樁搭設(shè)分配梁，在深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下 圍堰一體化平臺+護(hù)筒群+圍堰的護(hù)筒結(jié)構(gòu)上設(shè)置支撐牛腿，以減小上部結(jié)構(gòu) 的跨度。
在深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造過程中，圍堰 側(cè)板、隔倉板及其桁架固定在鋼套管或鋼護(hù)筒上。每個(gè)護(hù)筒、定位樁、水下 圍堰一體化設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，護(hù)筒群護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化在選擇低 平潮時(shí)下放。
對照圖4，主要施工工序分
一、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造，鋼護(hù)筒l、 鋼套管2及其他結(jié)構(gòu)均在工廠內(nèi)制造與拼裝，工廠內(nèi)有一定的起吊能力和固 定的下水碼頭；
二、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的起吊與運(yùn)輸，選 擇浮吊進(jìn)行吊運(yùn)；深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺共設(shè)置四 個(gè)吊點(diǎn)。其每個(gè)吊點(diǎn)不但承受深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平 臺、圍堰側(cè)板及其附屬結(jié)構(gòu)的重量，還承擔(dān)吊運(yùn)過程中的風(fēng)力，因波浪、涌 浪及其產(chǎn)生的慣性力等，不可量因素很多，所以吊點(diǎn)的加工必須滿足設(shè)計(jì)要 求。
深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造過程中，將封底 用圍堰側(cè)板一起安裝在深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺上，并將調(diào)平鋼管角樁臨時(shí)固定在四個(gè)鋼套管內(nèi)，整體吊運(yùn)至墩位處。
三、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的下放，利用GPS 定位系統(tǒng)精確定位后，解開四個(gè)定位角樁，立即進(jìn)行四角鋼管樁的插打、調(diào) 平、糾偏，使護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化的下放偏差、垂直度控制在規(guī) 范要求的合理范圍以內(nèi)。
四、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化的堵漏，為保證圍堰側(cè) 板與海床面較好的吻合以達(dá)到較好的封底效果，為進(jìn)一步加強(qiáng)圍堰側(cè)板底口 的穩(wěn)定并確保封底混凝土在灌注過程中不致外溢，所以在圍堰側(cè)板外側(cè)制做 一定厚度的人造覆蓋層，至下而上依次拋填袋裝混凝土、袋裝碎石、袋裝中粗砂。
五、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的封底砼的灌注， 深海裸巖墩護(hù)筒群護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺下放完成后，在風(fēng)浪 小的平潮天氣里，對圍堰側(cè)板之間的范圍灌注水下混凝土，使護(hù)筒群與基巖 粘結(jié)連成整體，增強(qiáng)了護(hù)筒群護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的整體穩(wěn) 定性和剛度，從而確保成樁后的混凝土灌注順利進(jìn)行。
六、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的搭設(shè)，封底成功 后，按常規(guī)施工，搭設(shè)施工深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺 上部結(jié)構(gòu)，然后鉆機(jī)就位，在深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平 臺上配備吊機(jī)，進(jìn)行鉆孔樁的施工。
權(quán)利要求
1、深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺，其特征是鋼護(hù)筒、鋼套管通過聯(lián)結(jié)系連接成一個(gè)整體，定位樁插入鋼套管中定位施工平臺，圍堰側(cè)板沿著護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化結(jié)構(gòu)的底部外圈設(shè)置，形成一個(gè)閉合的倉體，所述的倉體分成多個(gè)小倉，每一個(gè)小倉依次排列，在每一個(gè)小倉內(nèi)部填充封底混凝土，隔倉板支撐在圍堰側(cè)板桁架上，設(shè)置四個(gè)吊點(diǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺，其特征是所述的鋼套管和聯(lián)結(jié)系是通過吊耳、a吊耳加勁板、b吊耳 加勁板聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體。
3、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的施工方法，其特征包括如下施工工序一、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造，鋼護(hù)筒、 鋼套管及其它結(jié)構(gòu)均在工廠內(nèi)制造與拼裝；將封底用圍堰側(cè)板一起安裝，調(diào) 平鋼管角樁臨時(shí)固定在四個(gè)鋼套管內(nèi)，整體吊運(yùn)至墩位處；二、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的起吊與運(yùn)輸，選 擇浮吊進(jìn)行吊運(yùn)；深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺共設(shè)置四 個(gè)吊點(diǎn)，其每個(gè)吊點(diǎn)不但承受深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平 臺、圍堰側(cè)板及其附屬結(jié)構(gòu)的重量，還承擔(dān)吊運(yùn)過程中的風(fēng)力，因波浪、涌 浪及其產(chǎn)生的慣性力等，不可量因素很多，所以吊點(diǎn)的加工必須滿足設(shè)計(jì)要 求；三、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的下放，利用GPS定位系統(tǒng)精確定位后，解開四個(gè)定位角樁，立即進(jìn)行四角鋼管樁的插打、調(diào) 平、糾偏，使護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化的下放偏差、垂直度控制在規(guī) 范要求的合理范圍以內(nèi)；四、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的堵漏，為保證圍 堰側(cè)板與海床面較好的吻合以達(dá)到較好的封底效果，為進(jìn)一步加強(qiáng)圍堰側(cè)板 底口的穩(wěn)定并確保封底混凝土在灌注過程中不致外溢，所以在圍堰側(cè)板外側(cè) 制做人造覆蓋層，至下而上依次拋填袋裝混凝土、袋裝碎石、袋裝中粗砂；五、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的封底砼的灌注， 對圍堰側(cè)板之間的范圍灌注水下混凝土，使護(hù)筒群與基巖粘結(jié)連成整體，增 強(qiáng)了護(hù)筒群護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的整體穩(wěn)定性和剛度，從而 確保成樁后的混凝土灌注順利進(jìn)行；六、 深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的搭設(shè)，封底成功 后，按常規(guī)施工，搭設(shè)施工平臺上部結(jié)構(gòu)，然后鉆機(jī)就位，在平臺上配備吊 機(jī)，進(jìn)行鉆孔樁的施工。
全文摘要
本發(fā)明是深海裸巖墩護(hù)筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺及其施工方法，其結(jié)構(gòu)是鋼護(hù)筒、鋼套管通過聯(lián)結(jié)系接成整體，定位樁插入鋼套管中，圍堰側(cè)板沿著平臺的底部外圈設(shè)置，形成一個(gè)閉合倉體，該倉體分成多個(gè)小倉，每一個(gè)小倉內(nèi)部填充封底混凝土，隔倉板支撐在圍堰側(cè)板桁架上。施工方法分平臺的制造、起吊與運(yùn)輸、下放、堵漏、封底砼的灌注、搭設(shè)等工序。優(yōu)點(diǎn)滿足了跨海大橋裸巖墩橋梁基礎(chǔ)施工和鋼護(hù)筒和定位樁對穩(wěn)樁深度的要求，進(jìn)行常規(guī)的定位樁平臺的施工安全穩(wěn)定。平臺整體安裝提高現(xiàn)場施工效率，控制平臺垂直度、水平偏位，施工精度高。避免了平臺整體穩(wěn)定和護(hù)筒底口堵漏，為在施工條件惡劣的海域進(jìn)行橋梁施工提供了便利條件和技術(shù)保證。
文檔編號E02B17/02GK101429761SQ20081023432
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者農(nóng)代培, 劉曉霞, 鋼 孟, 張建紅, 耿增現(xiàn), 舒冬林, 范學(xué)梅, 邱瓊海, 邱訓(xùn)兵, 郗玉兵 申請人:中鐵大橋局集團(tuán)第二工程有限公司