一种深水沉井基础封底施工方法及封底混凝土检验装置与流程

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种深水沉井基础封底施工方法及封底混凝土检验装置。

背景技术：

钢沉井作为桥梁深水基础，其质量大、施工周期长，工况复杂；目前，深水沉井基础封底施工在完成封底灌注后，还需使用与封底同标号的混凝土对锅底进行找平灌注，找平混凝土和封底混凝土分两次组织施工，在沉井较大时，找平混凝土用量大，对物资、设备、施工组织要求高。

为了降低大体积沉井施工组织要求，保证封底混凝土浇筑质量，常用的手段是对沉井多次分区浇筑封底混凝土。目前的大体积沉井的分区方法主要有两种：一是预制分区隔仓板，提前做好分区隔仓板设计工作，与首节沉井一并浇筑，下沉到位后，在分区隔仓板一侧回填2-3m厚的砂，以确保实现沉井分区的目的，该区封底混凝土浇筑完成后，将回填砂吸除；二是回填砂分区，利用沉井刃脚的自然高差(井壁刃脚高于分区隔墙刃脚，分区隔墙刃脚高于普通隔墙刃脚)，在分区隔墙处回填2-3m厚的砂实现分区，分区混凝土浇筑完成后，将回填砂吸除。

但在实际施工中，预制分区隔仓板法由于水下条件复杂，难以具体判断刃脚处水流及土层情况，隔仓板固定位置、填砂位置和填砂量等难以预计，往往难以达到理想分区效果；另一方面，由于沉井施工常在砂质土层上进行，回填砂分区法则易在灌注封底混凝土后出现漏浆、板结等现象，影响沉井基底土层的承载力甚至发生沉降现象。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种深水沉井基础封底施工方法及封底混凝土检验装置，可使找平混凝土和封底混凝土一次性完成，有效提高封底施工效率。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种深水沉井基础封底施工方法，该方法包括以下步骤：

S1、沉井下沉到位后，下放吸泥设备至沉井隔墙底部刃脚处吸出浮泥；

S2、选择部分沉井井孔抛填级配碎石，将沉井井孔分隔成独立的区域；

S3、在未抛填级配碎石的井孔上方搭设封底平台、布设井面灌注设备，完成未抛填级配碎石井孔封底施工；

S4、在已抛填级配碎石的井孔上方布设吸泥设备及供风管路系统，将井孔内的级配碎石吸出；

S5、拆除吸泥设备、搭设封底平台、布设井面灌注设备，对剩余井孔进行混凝土封底施工和检验。

在上述技术方案的基础上，所述步骤S1中，使用所述吸泥设备对沉井基底采取只吸不冲的方式清除沉井基底浮泥。

在上述技术方案的基础上，所述步骤S2中，抛填级配碎石至所述级配碎石完全封闭被抛填井孔至相邻井孔的通道。

在上述技术方案的基础上，所述步骤S2中，所选抛填级配碎石井孔构成的所述独立的区域互不相邻。

在上述技术方案的基础上，所述步骤S2中，抛填级配碎石的井孔区域和未抛填级配碎石的井孔区域间隔设置。

在上述技术方案的基础上，所述步骤S3中，先对已抛填级配碎石井孔的相邻井孔进行封底施工。

在上述技术方案的基础上，所述步骤S5具体包括以下步骤：

S51、拆除吸泥设备，搭设封底平台、布设井面灌注设备；

S52、对已抛填级配碎石的井孔进行清理，恢复到抛填级配碎石前标高；

S53、灌注封底混凝土并对封底混凝土进行检验。

本发明还提供一种在如上所述的深水沉井基础封底施工方法中使用的封底混凝土检验装置，包括：

多根相互平行设置、两两间距相同的声测管，每根所述声测管靠近管端的管壁上设有通孔；

支撑架，所述支撑架垂直于所述声测管轴向、固定在所述声测管外管壁上，所有声测管通过所述支撑架连为一体；

发射换能器，其用于重复发射超声脉冲波；

接收换能器，其用于接收在所检测的混凝土中传播后的超声脉冲波。

在上述技术方案的基础上，所述声测管管壁外侧焊有钢筋。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的深水沉井基础封底施工方法及封底混凝土检验装置将大面积封底划分为独立区域，将沉井终沉时形成的锅底及封底混凝土一次性完成灌注，有效提高封底施工效率。

(2)本发明的深水沉井基础封底施工方法及封底混凝土检验装置将大面积封底划分为面积较小的独立区域，将沉井终沉时形成的锅底及封底混凝土一次性完成灌注，能有效控制混凝土施工质量，避免井孔混凝土封底相互串孔现象。

(3)本发明的深水沉井基础封底施工方法中采用抛填级配碎石取代填砂进行沉井分区，避免了回填分区作业对沉井基础底部土层承载力的影响，避免混凝土灌注时的沉井沉降。

(4)本发明的深水沉井基础封底施工方法中采用抛填级配碎石取代隔板进行沉井分区，避免了封底地质条件对施工的影响无需计算刃脚及隔板位置、填石数量及位置等，用较简单方法即可达到理想的分区效果。

附图说明

图1是本发明实施例深水沉井基础封底施工方法中步骤S1的示意图。

图2是本发明实施例深水沉井基础封底施工方法中步骤S2步骤的示意图。

图3是本发明实施例深水沉井基础封底施工方法中步骤S3至S4的示意图。

图4是本发明实施例深水沉井基础封底施工方法中步骤S3后深水沉井基础的俯视图。

图5是本发明实施例中封底混凝土检验装置的结构示意图。

图中：1-沉井，2-土层，3-封底混凝土，4-级配碎石，5-封底平台，6-吸泥及供风管路系统，7-声测管，8-支撑架，11-井孔，12-刃脚，13-隔墙，14-井壁。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1至图4所示，本发明实施例提供一种深水沉井基础封底施工方法，该方法包括以下步骤：

S1、沉井1下沉到位后，下放吸泥设备6至沉井1隔墙13底部刃脚12处吸出浮泥；

此步骤对沉井基础底部土体进行扫吸清理，此步骤完成后，沉井的井孔11底部呈现平整的“锅底”形态，刃脚处的土体形成松散堆积状态，为后续井孔11的分隔施工做好准备。此步骤完成后，一般还会对沉井基底进行清基检查。

S2、选择部分沉井井孔11抛填级配碎石4，将沉井井孔11分隔成独立的区域；

此步骤主要目的是将沉井的井孔11分隔成独立的区域，由于沉井的井孔11由沉井井壁14或隔墙13围成，其上部已由沉井井壁14或隔墙13分隔，因此将井孔11刃脚12部的缝隙封堵即可达到将井孔11分隔成独立的区域的效果。如前所述，在步骤S1后，刃脚12处的土体形成松散堆积状态，沉井的各个井孔11间仍有缝隙和通道等存在，这些通道造成了背景技术中所述的问题。如图2所示，在进行步骤S2后，级配碎石4进行堆积，由于重力作用填满了刃脚12和土层2间的空隙，将被抛填级配碎石4的井孔11与其相邻井孔11分隔开。

步骤S2中所选择的抛填级配碎石4的“部分井孔”应当满足将沉井的各个井孔11分隔成独立区域的效果。如图4所示，上述表述中的“独立区域”为多个抛填状态相同的相连井孔11所形成的区域，其“独立”主要表现在：1、同一“独立区域”内的井孔11的抛填状态相同，即均被抛填级配碎石4或均未被抛填级配碎石4；2、独立区域间的井孔11下的缝隙和通道被封闭。

S3、在未抛填级配碎石4的井孔11上方搭设封底平台5、布设井面灌注设备，完成未抛填级配碎石井孔11封底施工；

S4、在已抛填级配碎石4的井孔11上方布设吸泥设备6及供风管路系统，将井孔11内的级配碎石4吸出；

S5、拆除吸泥设备6，搭设封底平台5、布设井面灌注设备，对剩余井孔11进行混凝土封底施工和检验。

本发明的深水沉井基础封底施工方法及封底混凝土检验装置将大面积封底划分为相对较小的独立区域，将沉井终沉时形成的锅底及封底混凝土一次性完成灌注，有效提高封底施工效率。

所述步骤S1中，可使用所述吸泥设备6对沉井基底采取只吸不冲的方式清除沉井基底浮泥。这种做法不会在吸泥清基时过多加深“锅底”的深度，确保沉井基底与封底混凝土间不产生有害夹层。

据前所述，步骤S2中所选择的抛填级配碎石4的“部分井孔”应当满足将沉井的各个井孔11分隔成独立区域的效果，在具体步骤的执行上有多处优选实施方式：

可在所述步骤S2中，抛填级配碎石4至所述级配碎石4完全封闭被抛填井孔11至相邻井孔11的通道。

可所述步骤S2中，使所选抛填级配碎石4井孔11构成的所述独立的区域互不相邻；或进一步的，所述步骤S2中选取抛填级配碎石4的井孔11时，将抛填级配碎石4的井孔11区域和未抛填级配碎石4的井孔11区域间隔设置。这种设置可在满足将沉井的各个井孔11分隔成独立区域的效果的同时，使需抛填级配碎石4的井孔11数尽量的少，减少后续清除级配碎石4的工作量，提高工作效率。

可在所述步骤S3中，先对已抛填级配碎石4井孔11的相邻井孔11进行封底施工。

所述步骤S5具体可包括以下步骤：

S51、拆除吸泥设备6，搭设封底平台、布设井面灌注设备；

S52、对已抛填级配碎石4的井孔11进行清理，恢复到抛填级配碎石4前标高；

S53、灌注封底混凝土并对封底混凝土进行检验。

该步骤的设置可先将已抛填级配碎石4的井孔11恢复到抛填级配碎石4前标高，便于后续封底混凝土灌注时灌注量计算和标高控制，使各井孔11封底混凝土标高更为平整。

如图5所示，本发明还提供一种在如前所述深水沉井基础封底施工方法中使用的封底混凝土检验装置，包括：多根相互平行设置、两两间距相同的声测管7，每根所述声测管7靠近管端的管壁上设有通孔；支撑架8，所述支撑架8垂直于所述声测管7轴向、固定在所述声测管7外管壁上，所有声测管7通过所述支撑架8连为一体；发射换能器，其用于重复发射超声脉冲波；接收换能器，其用于接收在所检测的混凝土中传播后的超声脉冲波。

所述声测管7管壁外侧焊有钢筋。便于在测量时与沉井平台的固定，也加强了声测管7的物理强度。

本发明封底混凝土检验装置的工作原理为：用所述发射换能器重复发射超声脉冲波，让超声波在所检测的混凝土封底中传播，然后由接收换能器接收。当超声波经混凝土中传播后，它将携带有关混凝土材料性能、内部结构及其组成的信息。通过准确测定这些参数的大小及其变化，可以推断混凝土性能、内部结构及其结构组成情况。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。