專利名稱：在深水傾斜河床上澆筑橋梁主塔墩基礎(chǔ)的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁水下基礎(chǔ)施工方法，具體涉及一種在深水傾斜河床上澆筑橋
梁主塔墩基礎(chǔ)的施工方法。
背景技術(shù)：
—般橋梁的主塔墩多位于主航道深水區(qū)域，且水流湍急，河床傾斜，兼有孤石。按 照常規(guī)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(jù)平整后的基底標(biāo)高和水位標(biāo)高，確定在承 臺施工時用于擋水的鋼圍堰高度尺寸，并加工制作所需要的鋼圍堰；然后，將制作好的鋼圍 堰浮運到主塔墩位置，并整體吊裝安放到位，澆筑水下封底混凝土至基底標(biāo)高，用混凝土封 住鋼圍堰的底部；最后，將鋼圍堰中的水抽干，即可進行承臺的常規(guī)施工。很明顯，采用這 種常規(guī)的施工方法存在以下不足一是施工周期較長，一般需要經(jīng)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在深水傾斜河床上澆筑橋梁主塔墩基礎(chǔ)的施工方法，該 方法能縮短施工周期，降低施工成本。 本發(fā)明所述的在深水傾斜河床上澆筑橋梁主塔墩基礎(chǔ)的施工方法，其步驟如下
第一步，鋼圍堰拼裝第一節(jié)鋼圍堰在平板駁船上拼裝，利用浮吊起吊；第一節(jié)鋼 圍堰拼裝完成后，先利用圍堰上安裝的起吊支架將其測量定位、吊起、下沉；然后，在現(xiàn)場拼 裝第二節(jié)鋼圍堰，采用焊接方式與第一節(jié)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(jié)鋼圍堰現(xiàn)場定位下沉著河床后，在第二節(jié)鋼圍堰 頂上焊接鉆機托架，并作為插打定位樁鋼導(dǎo)筒的施工平臺；將定位樁鋼導(dǎo)筒振打入基巖地 面，確保鉆孔順利進行，在定位樁孔形成后，按常規(guī)工藝進行清孔、鋼筋籠制安，并澆筑水下 混凝土，最后，完成定位樁的施工；采用12根鋼筋混凝土定位樁，對鋼圍堰進行定位，將鋼 圍堰水平定位于河床上； 第三步，封堵鋼板插打根據(jù)鋼圍堰刃腳底部懸空高度，插打?qū)?. 5m，長短不一的 鋼模板，局部小縫隙采用麻袋混凝土封堵； 第四步，鋼護筒插打插打鋼護筒采用APE400B型液壓振動打樁機振打，靠山側(cè)采 用桅桿吊，靠河側(cè)采用浮吊輔助施工；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(nèi)拋填片石，利用鉆錘的沖擊作 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， 則先采用"擠壓法"開孔鉆進基巖石卜2m深度，灌注水下混凝土，把四周縫隙填塞密實，形 成加固圈，再重新開孔鉆進；
第六步，拋填片石、整平基底鋼護筒插打完成后，用直徑20-30cm的片石拋填鋼圍堰內(nèi)河床，先填低洼處，再粗平，逐漸精平；隨時測量片石頂標(biāo)高，控制在設(shè)定標(biāo)高之內(nèi)，經(jīng)過測量組測設(shè)數(shù)據(jù)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，并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，采用多個拌合站進行混凝土生產(chǎn)，保證混凝土的供應(yīng)，將混凝土運輸罐車運輸至現(xiàn)場進行澆注；同時，前端采用混凝土布料桿進行下料，降低人工移位難度； 第八步，鉆孔樁施工采用兩種不同的鉆機鉆進形成灌注樁孔，之后在孔內(nèi)布置鋼
筋，并澆注混凝土形成灌注樁； 第九步，按常規(guī)方法施工承臺、塔墩。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點 (1)本發(fā)明解決了深水基礎(chǔ)河床地面傾斜較大，無需采用爆破方式使地面平整的常規(guī)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，易于操作； (4)施工材料在市場上易于購買，簡單加工便可使用。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。 圖2為為鋼圍堰拼裝船示意圖。 圖3本發(fā)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(jié)構(gòu)示意圖。 圖8為圖7俯視圖。 圖9為鋼圍堰內(nèi)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筑橋梁主塔墩基礎(chǔ)的施工方法，其步驟如下 第一步，鋼圍堰拼裝第一節(jié)鋼圍堰3在平板駁船19上拼裝，利用浮吊l起吊；第一節(jié)鋼圍堰拼裝完成后，先利用圍堰上安裝的起吊支架將其測量定位、吊起、下沉；然后，在現(xiàn)場拼裝第二節(jié)鋼圍堰，采用焊接方式與第一節(jié)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(xiàn)場經(jīng)測量人員定位抄平后與船體焊接，上面鋪設(shè)板材作為操作平臺。工字鋼的連接采用等強度對接，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(jié)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(huán)板采用坡口焊，鋼圍堰隔艙內(nèi)采用焊接水平斜撐12以保證其強度和剛度。 第二步，鋼圍堰定位第一、二節(jié)鋼圍堰現(xiàn)場定位下沉著河床后，在第二節(jié)鋼圍堰頂上焊接鉆機托架，并作為插打定位樁鋼導(dǎo)筒的施工平臺4 ;將定位樁鋼導(dǎo)筒16振打入基巖地面18，確保鉆孔順利進行，在定位樁孔形成后，按常規(guī)工藝進行清孔、鋼筋籠制安，并澆筑水下混凝土，最后，完成定位樁5的施工；采用12根鋼筋混凝土定位樁，對鋼圍堰進行定位，將鋼圍堰水平定位于河床上； 定位樁采用普通沖擊鉆機成孔。施工工藝如下所述在制造鋼圍堰時，將41000鋼管直接與鋼圍堰加工焊接成整體。鋼圍堰現(xiàn)場定位下沉著床后，在鋼圍堰頂焊接鉆機托架，并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，確保鉆孔順利進行，鉆孔工藝采用泥漿正循環(huán)工藝。由于鋼圍堰仍未完全定位，水位漲落將使鋼圍堰上下產(chǎn)生位移，故定位樁鉆孔過程中，鋼護筒21與定位樁鋼導(dǎo)筒之間不連接，相互獨立；定位樁孔形成后，按常規(guī)工藝進行清孔、鋼筋籠制安，并澆筑水下混凝土，最后完成定位樁施工。 定位樁施工完成后，人工鑿除樁頂表面浮漿，切除樁頂多余的鋼導(dǎo)筒、鋼護筒(鋼導(dǎo)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(wěn)定期間，用型鋼將鋼導(dǎo)筒、鋼護筒與鋼圍堰固結(jié)，并澆筑井壁混凝土，將定位樁與鋼圍堰采用焊接方式固結(jié)成為一整體。 第三步，封堵鋼板插打根據(jù)鋼圍堰刃腳23底部懸空高度，插打?qū)?.5m，長短不一的鋼模板7，局部小縫隙采用麻袋混凝土 17封堵； 鋼圍堰刃腳采用帶加勁肋橫肋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(cè)焊接槽鋼作為限位滑槽6，每塊鋼板寬為1.54m，上下設(shè)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(nèi)下滑，邊連接邊下滑，直至著床。鋼圍堰刃腳外側(cè)大面積采用鋼板封堵，由于基巖不平，仍然有小面積孔隙，為確保封堵密實，利用潛水工采用麻袋混凝土 17水下封堵鋼板與基巖之間的空隙。鋼模板插打到位后需用兜攬進行"抱箍"加固，兜攬鋼絲繩直徑①36mm，對整個刃腳鋼板纏繞一圈，在兩端頭采用巻揚機牽引拉緊，最后鎖定到鋼圍堰上。 第四步，鋼護筒插打插打鋼護筒21采用APE400B型液壓振動打樁機振打，靠山側(cè)采用桅桿吊2，靠河側(cè)采用浮吊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； 鋼護筒平面位置采用上下導(dǎo)向來限定，上下導(dǎo)向采用I40b型鋼制作，在型鋼內(nèi)腹板穿孔設(shè)置兩個"U"型螺栓抱箍，抱箍內(nèi)貫穿12 X 12cm截面型方木，與鋼護筒保持幾厘米間距。鋼護筒吊裝下沉過程中，根據(jù)測設(shè)的點位，校正微調(diào)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(jié)，兩節(jié)6m， 一節(jié)5m。下節(jié)下端頭外圍焊接lm高環(huán)向加勁鋼板，鋼板厚度12mm，增強護筒刃腳剛度。鋼護筒連接采用"K"字型坡口焊接，焊縫采用多層施焊，每層焊完后及時清除焊渣，并作好外觀檢查。 第五步，鋼護筒刃腳縫隙封堵開孔前，在鋼護筒內(nèi)拋填片石24，利用鉆錘的沖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，則先采用"擠壓法"開孔鉆進基巖石卜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，再重新開孔鉆進； 鋼護筒插打后，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(chǎn)生高度不等的縫隙。在鉆機開孔過程中，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插打完成后，用直徑20-30cm的片石拋填鋼圍堰內(nèi)河床，先填低洼處，再粗平，逐漸精平；隨時測量片石頂標(biāo)高，控制在設(shè)定標(biāo)高之內(nèi)，經(jīng)過測量組測設(shè)數(shù)據(jù)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，并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，采用多個拌合站進行混凝土生產(chǎn)，保證混凝土的供應(yīng)，將混凝土運輸罐車運輸至現(xiàn)場進行澆注；同時，前端采用混凝土布料桿進行下料，降低人工移位難度； 第八步，鉆孔樁施工采用兩種不同的鉆機鉆進形成灌注樁孔ll，之后在孔內(nèi)布置鋼筋，并澆注混凝土形成灌注樁； YCJF25型全液壓沖擊反循環(huán)鉆機主要適用于深基礎(chǔ)工程大口徑鉆孔灌注樁施工，該機可適用于各種地層，特別在卵礫石層和巖石中較其它類鉆機有更高的鉆進效率和成孔質(zhì)量。 寶峨BG40型旋挖鉆機發(fā)動機采用卡特彼勒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，從履帶底到桅桿頂端27. 07米，工作重量177噸。 第九步，按常規(guī)方法施工承臺13、塔墩即可。
權(quán)利要求
在深水傾斜河床上澆筑橋梁主塔墩基礎(chǔ)的施工方法，其步驟如下第一步，鋼圍堰拼裝第一節(jié)鋼圍堰(3)在平板駁船(19)上拼裝，利用浮吊(1)起吊；第一節(jié)鋼圍堰拼裝完成后，先利用圍堰上安裝的起吊支架將其測量定位、吊起、下沉；然后，在現(xiàn)場拼裝第二節(jié)鋼圍堰，采用焊接方式與第一節(jié)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(jié)鋼圍堰現(xiàn)場定位下沉著河床后，在第二節(jié)鋼圍堰頂上焊接鉆機托架，并作為插打定位樁鋼導(dǎo)筒的施工平臺(4)；將定位樁鋼導(dǎo)筒(16)振打入基巖地面(18)，確保鉆孔順利進行，在定位樁孔形成后，按常規(guī)工藝進行清孔、鋼筋籠制安，并澆筑水下混凝土，最后，完成定位樁(5)的施工；采用12根鋼筋混凝土定位樁，對鋼圍堰進行定位，將鋼圍堰水平定位于河床上；第三步，封堵鋼板插打根據(jù)鋼圍堰刃腳(23)底部懸空高度，插打?qū)?.5m，長短不一的鋼模板(7)，局部小縫隙采用麻袋混凝土(17)封堵；第四步，鋼護筒插打插打鋼護筒(21)采用APE400B型液壓振動打樁機振打，靠山側(cè)采用桅桿吊(2)，靠河側(cè)采用浮吊(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(nèi)拋填片石(24)，利用鉆錘的沖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，則先采用“擠壓法”開孔鉆進基巖石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，再重新開孔鉆進；第六步，拋填片石、整平基底鋼護筒(21)插打完成后，用直徑20-30cm的片石拋填鋼圍堰內(nèi)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，采用多個拌合站進行混凝土生產(chǎn)，保證混凝土的供應(yīng)，將混凝土運輸罐車運輸至現(xiàn)場進行澆注；第八步，鉆孔樁施工采用兩種不同的鉆機鉆進形成灌注樁孔(11)，之后在孔內(nèi)布置鋼筋，并澆注混凝土形成灌注樁；第九步，按常規(guī)方法施工承臺(13)、塔墩。
全文摘要
本發(fā)明涉及在深水傾斜河床上澆筑橋梁主塔墩基礎(chǔ)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，鉆孔樁施工；第九步，按常規(guī)方法施工承臺、塔墩。本發(fā)明解決了深水基礎(chǔ)河床地面傾斜較大，無需采用爆破方式使地面平整的常規(guī)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，易于操作；施工材料在市場上易于購買，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(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者嚴(yán)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;