專利名稱：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
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁水下基礎(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)：
當(dāng)橋梁的主塔墩位于主航道深水區(qū)域，且水流湍急，河床傾斜，兼有孤石時(shí)，按照 常規(guī)的施工方法，先要對主塔墩承臺水下基底相應(yīng)位置進(jìn)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(shí)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(yùn)到主塔墩位置，定位下沉到位后搭設(shè)鉆孔平臺，鋼護(hù)筒插打完成后施工孔樁，最后抽水 施工承臺。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(gè)枯水期方能完成；二是進(jìn)行基底平整需要的費(fèi)用高，增加了施工成本。2007年5 月，《鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)》第5期公開的“帶定位支撐樁和滑槽大模板的雙壁鋼圍堰施工技術(shù)”是 一個(gè)施工方案，在實(shí)施過程中出現(xiàn)許多新問題，如定位樁鋼護(hù)筒采用振打方法打入基巖是 不能實(shí)現(xiàn)的，需要探索新的的途徑。

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，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、起吊、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，鋼圍堰定位當(dāng)全部鋼圍堰現(xiàn)場定位下沉著河床后，在頂節(jié)鋼圍堰頂上焊接安 裝定位樁鉆孔作業(yè)平臺，定位樁鋼導(dǎo)筒采用吊機(jī)直接吊放入預(yù)留孔內(nèi)接高下沉并達(dá)到設(shè)計(jì) 要求高度，然后，采用GQ15型牙輪工程鉆機(jī)鉆進(jìn)，定位樁鋼導(dǎo)筒鋼護(hù)筒在鉆進(jìn)過程中在自 重的作用下跟進(jìn)并嵌入了基巖，當(dāng)定位樁鋼導(dǎo)筒完全嵌入基巖深度后達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，便 更換筒筒鉆進(jìn)行快速取芯鉆進(jìn)，鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，按常規(guī)工藝進(jìn)行清孔、安置鋼筋 籠，并澆筑水下混凝土，最后，完成定位樁的施工；當(dāng)定位樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，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，鋼模板與鋼模板之間設(shè)置法蘭盤，利用高強(qiáng)螺栓聯(lián)結(jié)，鋼模板與河床之間的局部小縫隙 采用布袋混凝土封堵；
第四步，鋼護(hù)筒插打插打鋼護(hù)筒采用APE400B型液壓振動打樁機(jī)振打，打樁機(jī)靠近岸 邊的一側(cè)采用桅桿吊起吊，另一側(cè)采用浮吊輔助施工；插打之前正確安裝打樁機(jī)夾具，擰緊螺栓，確保夾片貼緊鋼護(hù)筒；
第五步，拋填片石、整平基底鋼護(hù)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，片石拋填完成后，采用直徑20-40mm的碎石精平，并隨時(shí)測量碎石頂 標(biāo)高，控制在設(shè)定標(biāo)高之內(nèi)，局部高差較大的地方，派潛水員下水作拖平處理；
第六步，封底混凝土澆注在鋼圍堰上布置下料點(diǎn)位，采用多個(gè)拌合站進(jìn)行混凝土生 產(chǎn)，保證混凝土的供應(yīng)，將混凝土運(yùn)輸罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場進(jìn)行澆注，同時(shí)，前端采用混凝土布 料桿進(jìn)行下料，以降低人工移位難度；
第七步，鉆孔樁施工先采用德國制造的BG40型寶峨旋挖鉆機(jī)掏渣筒進(jìn)行直接掏渣， 當(dāng)孔壁四周的碎石及片石不再垮時(shí)，再將掏渣筒換為牙輪鉆鉆進(jìn)基巖，然后澆筑水下混凝 土 ；利用水下混凝土的擴(kuò)散對鋼護(hù)筒刃腳片石產(chǎn)生的縫隙進(jìn)行封堵，最后待水下混凝土強(qiáng) 度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)再采用YCJF25型全液壓沖擊反循環(huán)鉆機(jī)按常規(guī)方法成孔；之后在孔內(nèi) 布置鋼筋，并澆注混凝土形成灌注樁； 第八步，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(diǎn)
(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(gè)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9為鋼圍堰內(nèi)鋼護(hù)筒刃腳封堵示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1至圖9，一種在深水傾斜河床上澆筑橋梁主塔墩基礎(chǔ)的施工方法，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；
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(qiáng)度對接，兩邊貼IOmm厚的鋼板，以增強(qiáng)其強(qiáng)度和接縫處的剛度。第一、二兩節(jié)鋼 圍堰拼接時(shí)，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(qiáng)度和剛度。第二步，鋼圍堰定位當(dāng)全部鋼圍堰現(xiàn)場定位下沉著河床后，在頂節(jié)鋼圍堰頂上焊 接安裝定位樁鉆孔作業(yè)平臺4，定位樁鋼導(dǎo)筒16采用吊機(jī)直接吊放入預(yù)留孔內(nèi)接高下沉并 達(dá)到設(shè)計(jì)要求高度，然后采用GQ15型牙輪工程鉆定位樁鋼導(dǎo)筒在鉆進(jìn)過程中在自重的作 用下跟進(jìn)，這樣很輕松地就將定位樁鋼導(dǎo)筒嵌入了基巖18，當(dāng)定位樁鋼導(dǎo)筒完全嵌入基巖 深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，便更換筒筒鉆進(jìn)行快速取芯鉆進(jìn)，鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，按常規(guī) 工藝進(jìn)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；當(dāng)定位樁混凝 土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用12根鋼筋混凝土定位樁已經(jīng)能牢固的將鋼圍堰水平定位于河床上；
定位樁采用GQ15型工程鉆機(jī)成孔。施工工藝如下所述在制造鋼圍堰時(shí)，將Φ 1000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(jī)托架， 并作為鉆機(jī)鉆孔的施工平臺。施工中，先用吊機(jī)將定位樁鋼護(hù)筒直接吊放入預(yù)留孔內(nèi)，然 后采用GQ15型牙輪工程鉆機(jī)鉆進(jìn)，牙輪鉆采用正循環(huán)施工工藝，該工程地質(zhì)鉆機(jī)在旋轉(zhuǎn)鉆 進(jìn)過程中，其成孔直徑較鋼護(hù)筒外徑大20mm，故護(hù)筒在鉆進(jìn)過程中在自重的作用下跟進(jìn)，此 種施工方法克服了鋼護(hù)筒嵌入完整巖層一定深度的難題，這樣很輕松地就將鋼護(hù)筒嵌入了 基巖，當(dāng)護(hù)筒完全嵌入基巖50cm左右時(shí)，便更換筒筒鉆進(jìn)行快速取芯鉆進(jìn)。在定位樁施工 過程中，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(hù)筒21與定位樁鋼導(dǎo)筒之間不連接，相互獨(dú)立；定位樁孔形成后，按常規(guī)工藝進(jìn)行清 孔、鋼筋籠制安，并澆筑水下混凝土，最后完位樁施工。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(hù)筒(鋼 導(dǎo)筒多切除lm，即使定位樁外壁鋼板外露高度達(dá)到lm)，在水位穩(wěn)定期間，用型鋼將鋼導(dǎo) 筒、鋼護(hù)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1.5細(xì)，上下設(shè)置S=14mm厚的鋼模板 接高法蘭盤14，通過Φ 22螺栓10連接，施工時(shí)，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(shí)，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(jìn)行“抱箍”加固，兜攬鋼絲繩直徑Φ36πιπι，對整個(gè)刃腳鋼板纏繞一圈，在兩端頭 采用卷揚(yáng)機(jī)牽引拉緊，最后鎖定到鋼圍堰上。 第四步，鋼護(hù)筒插打插打鋼護(hù)筒21采用ΑΡΕ400Β型液壓振動打樁機(jī)振打，靠近岸 邊的一側(cè)采用桅桿吊2起吊，另一側(cè)采用浮吊1輔助施工；插打之前正確安裝打樁機(jī)夾具， 擰緊螺栓，確保夾片貼緊鋼護(hù)筒；
鋼護(hù)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(gè)“U”型螺栓抱箍，抱箍內(nèi)貫穿12X 12cm截面型方木，與鋼護(hù)筒保持幾厘米間距。鋼護(hù)筒吊裝下沉過程中，根據(jù)測設(shè)的點(diǎn)位，校正微調(diào)鋼護(hù)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(hù)筒，擰緊螺栓，保證插打過程中鋼護(hù)筒不錯(cuò)位。鋼護(hù)筒 直徑Φ2700mm，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Im 高環(huán)向加勁鋼板，鋼板厚度12mm，增強(qiáng)護(hù)筒刃腳剛度。鋼護(hù)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(shí)清除焊渣，并作好外觀檢查。第五步，拋填片石、整平基底鋼護(hù)筒21插打完成后，用直徑20-30cm的片石對拋 填鋼圍堰內(nèi)河床，先填低洼處，再粗平，并采用碎石精平，隨時(shí)測量回填后的基頂標(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；
第六步，封底混凝土澆注在鋼圍堰上布置下料點(diǎn)位，采用多個(gè)拌合站進(jìn)行混凝土生 產(chǎn)，保證混凝土的供應(yīng)，將混凝土運(yùn)輸罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場進(jìn)行澆注，同時(shí)，前端采用混凝土布 料桿進(jìn)行下料，降低人工移位難度；
第七步，鉆孔樁施工采用兩種不同的鉆機(jī)鉆進(jìn)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；
先采用德產(chǎn)BG40型寶峨旋挖鉆機(jī)掏渣筒進(jìn)行直接掏渣，在掏渣的過程中，孔壁四周 的碎石及片石會垮，垮多少掏多少，當(dāng)不再垮時(shí)，再將掏渣筒換為牙輪鉆鉆進(jìn)基巖，鉆進(jìn)深 度控制在進(jìn)入完整基巖不低于50cm即可，然后澆筑水下混凝土 22，利用水下混凝土的擴(kuò) 散對鋼護(hù)筒刃腳片石產(chǎn)生的縫隙進(jìn)行封堵固結(jié)，最后待水下混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)再采用 YCJF25型全液壓沖擊反循環(huán)鉆機(jī)按常規(guī)方法成孔。YCJF25型全液壓沖擊反循環(huán)鉆機(jī)主要適用于深基礎(chǔ)工程大口徑鉆孔灌注樁施工， 該機(jī)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(jī)有更高的鉆進(jìn)效率和成孔質(zhì)量。寶峨BG40型旋挖鉆機(jī)發(fā)動機(jī)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(dá)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。第八步，按常規(guī)方法施工承臺13、塔墩即可。
權(quán)利要求
1. 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，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然后測量定位、吊起、下沉；并在其頂上現(xiàn) 場拼裝第二節(jié)鋼圍堰，第二切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，鋼圍堰定位當(dāng)全部鋼圍堰現(xiàn)場定位下沉著河床后，在頂節(jié)鋼圍堰頂上焊接安 裝定位樁鉆孔作業(yè)平臺，定位樁鋼護(hù)筒采用吊機(jī)直接吊放入預(yù)留孔內(nèi)接高下沉并達(dá)到設(shè)計(jì) 要求高度，然后，采用GQ15型牙輪工程鉆機(jī)鉆進(jìn)，定位樁鋼護(hù)筒在鉆進(jìn)過程中在自重的作 用下跟進(jìn)并嵌入了基巖，當(dāng)定位樁鋼護(hù)筒嵌入基巖后，便更換筒筒鉆進(jìn)行快速取芯鉆進(jìn)，鉆 孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，按常規(guī)工藝進(jìn)行清孔、安置鋼筋籠，并澆筑水下混凝土，最后，完成 定位樁的施工；當(dāng)定位樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，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，鋼模板與鋼模板之間設(shè)置法蘭盤，利用高強(qiáng)螺栓聯(lián)結(jié)，鋼模板與河床之間的局部小縫隙 采用布袋混凝土利用潛水工水下作業(yè)封堵；第四步，鋼護(hù)筒插打插打鋼護(hù)筒采用APE400B型液壓振動打樁機(jī)振打，打樁機(jī)靠近岸 邊的一側(cè)采用桅桿吊起吊，另一側(cè)采用浮吊輔助施工；插打之前正確安裝打樁機(jī)夾具，擰緊 螺栓，確保夾片貼緊鋼護(hù)筒；第五步，拋填片石、整平基底鋼護(hù)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，片石拋填完成后，采用直徑02O-4Omm的碎石精平，并隨時(shí)測量碎石頂 標(biāo)高，控制在設(shè)定標(biāo)高之內(nèi)，局部高差較大的地方，派潛水員下水作拖平處理；第六步，封底混凝土澆注在鋼圍堰上布置下料點(diǎn)位，采用多個(gè)拌合站進(jìn)行混凝土生 產(chǎn)，保證混凝土的供應(yīng)，將混凝土運(yùn)輸罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場進(jìn)行澆注，同時(shí)，前端采用混凝土布 料桿進(jìn)行下料；第七步，鉆孔樁施工先采用德國制造的BG40型寶峨旋挖鉆機(jī)掏渣筒進(jìn)行直接掏渣， 當(dāng)孔壁四周的碎石及片石不再垮時(shí)，再將掏渣筒換為牙輪鉆鉆進(jìn)基巖，然后澆筑水下混凝 土；利用水下混凝土的擴(kuò)散對鋼護(hù)筒刃腳片石產(chǎn)生的縫隙進(jìn)行封堵，最后待水下混凝土強(qiáng) 度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再采用YCJF25型全液壓沖擊反循環(huán)鉆機(jī)按常規(guī)方法成孔；之后在孔內(nèi) 安裝鋼筋，并澆注水下混凝土形成灌注樁； 第八步，按常規(guī)方法施工承臺、塔墩。
全文摘要
本發(fā)明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，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(hù)筒插打第五步，拋填片石、整平基底第六步，封底混凝土澆注第七步，鉆孔樁施工第八步，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，縮短施工周期，一般一個(gè)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E02D27/52GK102121251SQ20111003277
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者冉兵, 周成斌, 姚天虹, 張開聰, 張恒, 王小平, 鄭策, 黃洪盛 申請人:中鐵八局集團(tuán)第一工程有限公司