專利名稱：：一種橋梁水中承臺(tái)的土-鋼結(jié)合圍堰施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種橋梁水中承臺(tái)的施工方法，屬于橋梁施工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：目前，橋梁水中承臺(tái)施工依據(jù)不同的水文條件，通常采用鋼(砼)套箱、土工圍堰，這些方法的一個(gè)共同點(diǎn)就是通過臨時(shí)施工結(jié)構(gòu)將承臺(tái)施工區(qū)域與外界水隔離，將施工區(qū)內(nèi)的水抽干，將承臺(tái)的水中施工轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙厥┕?。通常的?砼)套箱施工中的主要臨時(shí)施工結(jié)構(gòu)是鋼(砼)套箱和封底砼，見附圖1。它的原理是利用鋼(砼)套箱4，和封底砼5"將外界水7隔離，再將套箱內(nèi)的水抽干后形成干作業(yè)環(huán)境，再進(jìn)行承臺(tái)6的鋼筋、砼施工。它的方法步驟是先在外場加工鋼(砼)套箱4，，待基樁l施工完成后，在橋位分節(jié)拼裝、下沉鋼(砼)套箱4'，鋼(砼)套箱下沉到設(shè)計(jì)位置后，水下灌注封底砼5"，待封底砼強(qiáng)度滿足要求后，將套箱內(nèi)的水抽干后形成干作業(yè)環(huán)境，再進(jìn)行承臺(tái)6的鋼筋、砼施工。鋼(砼)套箱施工方法適用于河床土質(zhì)較軟的低樁承臺(tái)(承臺(tái)底面距常水位高度大于8m)施工，但鋼(砼)套箱施工周期長、臨時(shí)結(jié)構(gòu)投入大、質(zhì)量控制難度高。通常的土工圍堰施工中的主要的臨時(shí)施工結(jié)構(gòu)是土工圍堰和基底墊層，見附圖2。它的工藝原理是利用土工圍堰2，將外界水7隔離，將圍堰內(nèi)的7jc抽干后形成干作業(yè)環(huán)境，澆注基底墊層5'，然后進(jìn)行承臺(tái)6鋼筋、砼施工。它的方法步驟是待基樁1施工完成后，在承臺(tái)6外圍的河床(淺灘)上填筑或吹沙，形成土圍堰2，，再將圍堰內(nèi)的水抽干后形成干作業(yè)環(huán)境，澆注基底墊層5'，然后進(jìn)行承臺(tái)6鋼筋、砼施工。4實(shí)踐證明，土工圍堰施工方法在縮短工期、減少投入、降j氐施工難度等方面較鋼(砼)套箱施工方法有4艮大優(yōu)勢，但土工圍堰施工方法僅適用于外界水較淺的淺灘或岸邊環(huán)境，承臺(tái)底面距常水位高度小于7m，要求河床土質(zhì)力學(xué)性能牟支好，能承受土圍堰的重力。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，綜合土工圍堰和鋼(砼)套箱兩種施工方法的優(yōu)點(diǎn)，對于一定的施工環(huán)境下的承臺(tái)，提供一種新的施工方法——土-鋼(砼)結(jié)合圍堰施工法，其中，一定的施工環(huán)境是指水深35m，承臺(tái)底面距常水位高度812m。這種方法既可拓展土工圍堰的適用范圍，又解決單一采用鋼(砼)套箱施工周期長、臨時(shí)結(jié)構(gòu)投入大、質(zhì)量控制難度高等問題。本發(fā)明采用土-鋼結(jié)合圍堰施工方法，包括如下步驟(1)基樁施工結(jié)束后，在水中插打標(biāo)樁，標(biāo)出土工圍堰的內(nèi)邊緣線，然后根據(jù)圍堰底口尺寸，插打外邊緣線標(biāo)樁，再按布設(shè)砂袋、吹砂、布設(shè)砂袋的順序逐層施工土工圍堰；(2)土工圍堰施工完成后，在圍堰頂面布設(shè)位移》見測點(diǎn)，然后用泥漿泵將圍堰內(nèi)的水抽干，同時(shí)對圍堰的沉降、水平位移進(jìn)行監(jiān)測；(3)抽干土工圍堰內(nèi)的水后，在圍堰內(nèi)按施工方案布設(shè)、運(yùn)行井點(diǎn)降水設(shè)備；(4)將預(yù)先加工好的鋼(砼)套箱在橋位拼裝，并用取土設(shè)備將鋼(砼)套箱內(nèi)的土取出，使鋼(砼)套箱下沉；(5)鋼(砼)套箱下沉到設(shè)計(jì)位置后，立即進(jìn)行基底墊層砼施工；(6)基底墊層砼強(qiáng)度滿足要求后，進(jìn)行承臺(tái)的鋼筋、砼施工。進(jìn)一步，上述步驟(4)中，當(dāng)鋼(砼)套箱下沉阻力較大時(shí)，通過反壓裝置對鋼(砼)套箱助沉。進(jìn)一步，上述步驟(5)中，如果基底反壓水的壓力較大，在基底布設(shè)井點(diǎn)降水設(shè)備將反壓水引出。本發(fā)明的有益效果是當(dāng)水深大于3m或承臺(tái)底面距常水位高度大于8m時(shí)，單一的土工圍堰已不適用，目前通常采用的鋼(砼)套箱方法進(jìn)行承臺(tái)施工，要求的鋼(砼)套箱高度高、封底砼厚，施工周期長，質(zhì)量控制難，鋼材和砼等材料消耗量大，成本高；而本發(fā)明的土一鋼結(jié)合圍堰方法，要求的鋼(砼)套箱高度較低、鋼材和砼消耗量較少，質(zhì)量控制容易，盡管增加了土工圍堰，但總體成本仍大大降低，施工周期縮短。圖l是通常的鋼(砼)套箱結(jié)構(gòu)示意2是通常的土工圍堰結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明的土-鋼圍堰結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施例方式以下以某橋水中主墩承臺(tái)施工為例介紹本發(fā)明的方法。實(shí)施例1:某橋主墩承臺(tái)尺寸為25.6x22.5x5.5m，承臺(tái)底標(biāo)高-6.5m，河床標(biāo)高+1.0m，常水位標(biāo)高+4.5m，涌潮高0.5m,河床土質(zhì)為粉砂層，采用土-鋼結(jié)合圍堰施工，見附圖3。具體技術(shù)方案如下。(1)先根據(jù)施工環(huán)境設(shè)計(jì)土工圍堰和鋼套箱①為更好的抵抗外側(cè)水壓力，土工圍堰設(shè)計(jì)成橢圓形，土工圍堰中心線長徑43m，短徑40m。其4黃斷面設(shè)計(jì)成梯形斷面，底寬20m,頂寬12m,高4m，分8層施工，經(jīng)吹砂、形成。②鋼套箱為雙壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁同承臺(tái)外形，壁厚1.2m，套箱高4.5m,底部設(shè)1.5m高刃腳。鋼套箱分塊制作，單位重220kg/m2，單塊吊重小于10噸。鋼套箱下沉?xí)r加設(shè)單層"井"字型內(nèi)支撐。(2)根據(jù)水文條件設(shè)計(jì)井點(diǎn)降水系統(tǒng)①按"無壓非完全井，，計(jì)算土工圍堰內(nèi)涌水量為480m3/d。②土工圍堰內(nèi)設(shè)三級輕型井點(diǎn)降水設(shè)備，設(shè)計(jì)抽水能力550m3/d。③輕型井點(diǎn)管長6m,濾管長1.5m,管徑6cm;—級、二級均配2臺(tái)V6真空泵、2臺(tái)80m3/d離心泵作為抽水設(shè)備，三級配1臺(tái)V6真空泵、1臺(tái)80m3/d離心泵作為抽水設(shè)備。(3)現(xiàn)場施工土圍堰基樁l施工結(jié)束后，即進(jìn)行土工圍堰2的施工。首先，測量組根據(jù)施工方案在水中插打標(biāo)樁，標(biāo)出土工圍堰1的內(nèi)邊緣線，然后根據(jù)土工圍堰底口尺寸，插打外邊緣線標(biāo)樁。再按布設(shè)砂袋、吹砂、布設(shè)砂袋的順序逐層施工工土圍堰2。(4)土工圍堰2內(nèi)邊抽水邊布設(shè)井點(diǎn)降水設(shè)備3土工圍堰2施工完成后，在圍堰頂面布設(shè)位移觀測點(diǎn)。然后，用多臺(tái)泥漿泵將圍堰內(nèi)的水抽干，同時(shí)對圍堰的沉降、水平位移進(jìn)行監(jiān)測。抽干土工圍堰內(nèi)的水后，在圍堰內(nèi)按施工方案布設(shè)、運(yùn)行井點(diǎn)降水設(shè)備3。(5)鋼套箱加工、現(xiàn)場拼裝下沉鋼套箱4在基樁1施工結(jié)束前1個(gè)月即開始加工，單塊最大尺寸為10.1x4.5x1.2m,最大單塊吊重9.81t;井點(diǎn)降水設(shè)備3布設(shè)并正常運(yùn)行后，即開始進(jìn)行鋼套箱4橋位拼裝。用抓斗等取土設(shè)備將鋼套箱4內(nèi)的土取出，鋼套箱因內(nèi)側(cè)土體摩擦力逐漸減小而下沉。施工過程中由于下沉阻力較大，在鉆孔平臺(tái)上對稱設(shè)置了8臺(tái)50t千斤頂，進(jìn)4亍反壓助沉。(6)基底墊層5施工鋼套箱下沉到設(shè)計(jì)位置后，立即進(jìn)行基底墊層5砼施工，基底墊層5砼(C30)厚60cm。施工過程中基底反壓水的壓力較大，澆注基底墊層砼前，在基底布設(shè)了一級井點(diǎn)降水設(shè)備，將反壓水引出，避免了反壓水對基底塾層的破壞，待基地墊層砼強(qiáng)度達(dá)到要求后，將此降水設(shè)備撤除。(7)承臺(tái)6施工基底墊層砼強(qiáng)度滿足要求后，立即組織承臺(tái)6的鋼筋、砼施工。采用本發(fā)明方法的工藝參數(shù)如下①本方法使用范圍外界水7的最大水深不大于5m，承臺(tái)底距常水位高度不大于12m，河床土質(zhì)為賴"砂、土或砂、質(zhì)粘土或類似土質(zhì)；②土工圍堰頂標(biāo)高高于近5年最高水位0.5m,土工圍堰邊坡坡降不大于l:l，頂面最小寬度不小于3m;③土工圍堰與鋼(砼)套箱之間的河床坡降不大于1:2;④經(jīng)土工圍堰堰體和井點(diǎn)降水的作用，水位要降到基底墊層底面以下，當(dāng)土工圍堰底面與承臺(tái)底面高差大于2m時(shí)，井點(diǎn)降7jc要采用多級，具體布置按"無壓非完全井涌水量"計(jì)算；⑤鋼(砼)套箱高度不大于5m,作用在鋼(砼)套箱外側(cè)土體壓力按被動(dòng)土壓力計(jì)算，可在套箱內(nèi)側(cè)設(shè)置內(nèi)支撐優(yōu)化套箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基底墊層砼的厚度一般為0.5~0.8m,砼強(qiáng)度為C20C30。與本承臺(tái)(標(biāo)記為1#)對應(yīng)的另一座承臺(tái)(標(biāo)記為2#)所處河床較淺(-1.2m),水較深(達(dá)5.7m),因此采用雙壁鋼套箱施工，對比效果如下表1。施工周期鋼套箱用鋼量土圍堰數(shù)量封底(墊層)砼質(zhì)量控制施工投入套箱下沉(土圍堰施工)封底(基底墊層)承1#21天3天20天121p屯262m346m3較易193萬2#43天11天22天305噸較難332萬表l:土一鋼結(jié)合圍堰法與鋼套箱法實(shí)施效果比較實(shí)例1實(shí)施例2:以下通過另一實(shí)例，對同樣的承臺(tái)，分別采用鋼(砼)套箱施工法與土-鋼(砼)結(jié)合圍堰施工法的效果進(jìn)行比較。表2是比較實(shí)例2的各項(xiàng)參數(shù)表。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2:比較實(shí)例2的各項(xiàng)參數(shù)i對上述實(shí)例2，采用鋼套箱法施工，鋼套箱尺寸為高15mx周長96.2mx厚1.2m,封底砼厚度為2m;采用本發(fā)明的土-鋼結(jié)合圍堰法施工，鋼套箱尺寸為高4mx周長96.2mx厚1.2m，基底墊層砼厚度為0.7m,土圍堰周長160m,高5m。表3是從工期、原材料節(jié)省、質(zhì)量控制、施工投入等幾個(gè)方面進(jìn)行效果比豐支。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3:土一鋼結(jié)合圍堰法與鋼套箱法實(shí)施效果比較實(shí)例2從以上比較可以看出，對于一定的施工環(huán)境，采用土-鋼結(jié)合圍堰法進(jìn)行承臺(tái)施工，既能大大縮短工期，又能減少施工投入，而且承臺(tái)施工質(zhì)量也較容易保證。權(quán)利要求1.一種橋梁水中承臺(tái)的土-鋼結(jié)合圍堰施工方法，其特征在于，包括以下步驟(1)基樁施工結(jié)束后，在水中插打標(biāo)樁，標(biāo)出土工圍堰的內(nèi)邊緣線，然后根據(jù)圍堰底口尺寸，插打外邊緣線標(biāo)樁，再按布設(shè)砂袋、吹砂、布設(shè)砂袋的順序逐層施工土工圍堰；(2)土工圍堰施工完成后，在圍堰頂面布設(shè)位移觀測點(diǎn)，然后用泥漿泵將圍堰內(nèi)的水抽干，同時(shí)對圍堰的沉降、水平位移進(jìn)行監(jiān)測；(3)抽干土工圍堰內(nèi)的水后，在圍堰內(nèi)按施工方案布設(shè)、運(yùn)行井點(diǎn)降水設(shè)備；(4)將預(yù)先加工好的鋼套箱塊在橋位拼裝，并用取土設(shè)備將鋼套箱內(nèi)的土取出，使鋼套箱下沉；(5)鋼套箱下沉到設(shè)計(jì)位置后，立即進(jìn)行基底墊層砼施工；(6)基底墊層砼強(qiáng)度滿足要求后，進(jìn)行承臺(tái)的鋼筋、砼施工。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述土工圍堰為橢圓形，其4黃斷面i殳計(jì)成梯形斷面，分8層施工。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述土工圍堰邊坡坡降不大于l:l,頂面最小寬度不小于3m。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述圍堰內(nèi)設(shè)三級輕型井點(diǎn)降水設(shè)備，一級、二級均配2臺(tái)V6真空泵、2臺(tái)80m3/d離心泵作為抽水設(shè)備，三級配1臺(tái)V6真空泵、1臺(tái)80m3/d離心泵作為抽水設(shè)備。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述鋼套箱塊單位重220kg/m2,單塊吊重小于10噸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述鋼套箱為雙壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁同承臺(tái)外形，鋼套箱下沉?xí)r加設(shè)單層"井"字型內(nèi)支撐。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述鋼套箱鋼套箱高度不大于5m,壁厚1.2m,底部i殳1.5m高刃腳。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(4)中，當(dāng)鋼套箱下沉阻力較大時(shí)，通過反壓裝置對鋼套箱助沉。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的反壓裝置是設(shè)置在鉆孔平臺(tái)上千斤頂。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述基底墊層砼的厚度為0.5~0.8m，砼強(qiáng)度為C2(KC30。全文摘要一種橋梁水中承臺(tái)的土-鋼結(jié)合圍堰施工方法，在基樁施工結(jié)束后，先在欲施工的承臺(tái)周圍施工土工圍堰，土工圍堰施工完成后，用泥漿泵將圍堰內(nèi)的水抽干，并在圍堰內(nèi)按施工方案布設(shè)、運(yùn)行井點(diǎn)降水設(shè)備，然后將預(yù)先加工好的鋼(砼)套箱在橋位拼裝，并用取土設(shè)備將鋼(砼)套箱內(nèi)的土取出，使鋼(砼)套箱下沉，待鋼(砼)套箱下沉到設(shè)計(jì)位置后，立即進(jìn)行基底墊層砼施工，基底墊層砼強(qiáng)度滿足要求后，進(jìn)行承臺(tái)鋼筋、砼施工。文檔編號E02D19/00GK101487266SQ20091007732公開日2009年7月22日申請日期2009年2月18日優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日發(fā)明者唐世連,李德欽,楊衛(wèi)平,肖向榮,鮮正洪申請人:路橋集團(tuán)國際建設(shè)股份有限公司