一种适用于深水裸岩的设置式沉井基础施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种适用于深水裸岩的设置式沉井基础施工方法。
【背景技术】
[0002]目前国内桥梁工程中，在水深较深并且水底是裸露岩层的情况，一般采用钻孔灌注粧基础。这种基础形式在施工过程中需要先在水中搭设钻孔施工平台，在钻孔施工平台上安放钻机进行钻孔粧施工;然后拆除钻孔平台，安装挡水围堰，抽干水后浇筑承台。施工临时设施规模大，安装、拆除工序繁多，尤其是随着桥梁工程越来越向海洋发展，动辄几十米乃至上百米的水深以及恶劣的海洋施工环境，使施工临时设施的成本成几何级增大，其成本甚至超过粧基础本身，得不偿失，经济上极不合理。
[0003]设置式基础是将预制好的基础结构整体运输到桥位，直接下沉并精确设置在水底岩面(或水下爆破后的岩石基坑)上的一种桥梁基础形式。由于现场工序少、施工临时设施少，在深水裸岩条件下是很合理的基础形式。但是由于受设备和既有施工方法的限制，国内尚未在桥梁工程有实际应用。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是现有的设置式基础存在设备和既有施工方法受限制的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种适用于深水裸岩的设置式沉井基础施工方法，包括以下步骤:
[0006]先进行水下爆破、清渣，将河床岩面开挖至完整岩层形成岩石基坑，同时在岸上制造沉井，沉井包括井壁和位于井壁内侧的多道底隔舱，每道底隔舱的底部均设有活动挡板，井壁之上接高一段挡水围堰，并在每相邻的两道底隔舱之间安装一个支撑调平支架，支撑调平支架包括支撑柱、限位箍、反力座和千斤顶，沉井制造完成后浮运至岩石基坑上方；
[0007]将沉井精确地设置在岩石基坑底部，首先向将沉井的井壁内注水，使沉井下沉至岩石基坑底部以上0.2m处，使用多根锚绳精确调整沉井的平面坐标和转角，使沉井处于稳定的漂浮状态，其次解除支撑柱在井壁上的临时吊挂，使其下落并支撑在岩石基坑底部，多个千斤顶协同顶紧反力座，继续向井壁内加注2m高的水以压稳沉井，并通过多个千斤顶精确调整沉井的竖直度，此时活动挡板在岩石基坑底部的顶压下自动上、下伸缩，适应岩石基坑底部的不平整度，保证两侧有效地隔离，最后在岩石基坑与井壁之间抛填碎石，固定沉井平面位置；
[0008]利用沉井作为骨架和模板，进行多次灌注基础混凝土，确保每次灌注后待混凝土达到设计强度后再进行下一次灌注；
[0009]拆除锚绳、割除混凝土以上的支撑调平支架，抽干沉井内的水，在无水环境下依次浇筑沉井盖板及桥墩；
[0010]拆除挡水围堰，完成全部操作。
[0011]在上述方案中，井壁厚1.5m?2.0m，是由第一外层壁板、第一内层壁板以及第一底板围成的中空结构，第一外层壁板与第一内层壁板之间间隔设有多个第一内部桁架，第一底板自第一内层壁板朝向第一外层壁板倾斜设置，并在第一外层壁板下方延伸出一段距离的单壁挡板。
[0012]在上述方案中，第一底板与水平面之间的倾斜角度为15°，单臂挡板的高度为0.8m,在沉井浮运至岩石基坑前，若发现岩石基坑局部有突出设计高程，需预先将单壁挡板局部切割来适应岩石基坑的不平整度。
[0013]在上述方案中，底隔舱是由第二外层壁板、第二内层壁板以及第二底板围成的中空结构，第二外层壁板与第二内层壁板之间间隔设有多个第二内部桁架，底隔舱包括纵横交错的多道第一底隔舱及多道第二底隔舱，第一底隔舱和第二底隔舱将沉井的底部分为多个井孔。
[0014]在上述方案中，活动挡板采用多块横向排列的开有竖槽的钢板，每块钢板均可沿第一底隔舱底部固定的栓钉上下滑动。
[0015]在上述方案中，混凝土的灌注顺序依次为:第一底隔舱内的混凝土，中间井孔内的混凝土，左侧井孔内的混凝土，右侧井孔内的混凝土，第二底隔舱内的混凝土，井壁内的混凝土。
[0016]在上述方案中，在安装支撑调平支架时，限位箍中间开孔，固定在挡水围堰上，支撑柱穿过限位箍中间的孔，临时挂在井壁上，支撑柱的上端依次设有千斤顶和反力座，反力座的上端从挡水围堰的顶部悬出，下端被千斤顶顶住。
[0017]在上述方案中，多个千斤顶通过一个控制单元集中控制，控制单元协同控制多个千斤顶起顶或回油，精确调整沉井的竖直度。
[0018]本发明，通过在每道底隔舱的底部均设有活动挡板，将沉井下落的过程中通过多个千斤顶精确调整沉井的竖直度，并且活动挡板在岩石基坑底部的顶压下自动上、下伸缩，适应岩石基坑底部的不平整度，达到将沉井精确地设置在岩石基坑底部，混凝土通过多次灌注形成，防止在各个分区内窜流影响混凝土质量，安装灵活方便，利于施工，大大降低了操作难度并提高了安装质量。
【附图说明】
[0019]图1为本发明中步骤一的立体剖面图；
[0020]图2为图1的1-1方向的剖视图；
[0021]图3为图1中“A”处的放大；
[0022]图4为图1中“B”处的放大图；
[0023]图5为图4中m-m方向的剖视图；
[0024]图6为图1中Π-Π方向的剖视图；
[0025]图7为图6中IV-1V方向的剖视图；
[0026]图8为本发明中施工步骤二的立体剖面图；
[0027]图9为本发明中施工步骤二时活动挡板适应岩石基坑不平整度的示意图；
[0028]图10为本发明中施工步骤三的立体剖面图；
[0029]图11为图10的V-V方向的剖视图；
[0030]图12为施工步骤三时井壁底板与岩石基坑间混凝土灌注示意图；
[0031]图13为本发明中施工步骤四的立体剖面图；
[0032]图14为本发明中施工步骤五的立体剖面图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合说明书附图对本发明做出详细说明。
[0034]如图1所示，深水裸岩河床3—般依次为部分风化岩层31和完整岩层32。本发明提供一种适用于深水裸岩的设置式沉井基础施工方法，包括以下步骤:
[0035]步骤一，结合图1和图3，首先进行水下爆破、清渣将河床岩面开挖至完整岩层32，形成岩石基坑33。同时在岸上制造沉井I，沉井I包括井壁11和位于井壁11内侧的多道底隔舱12，井壁11之上接高一段挡水围堰2。井壁11厚1.5m?2.0m，是由第一外层壁板111、第一内层壁板112以及第一底板113围成的中空结构，第一外层壁板111与第一内层壁板112之间间隔设有多个第一内部桁架114。第一底板113自第一内层壁板112朝向第一外层壁板111倾斜设置，并在第一外层壁板111下方延伸出一段距离的单壁挡板115。
[0036]本发明中第一底板113与水平面之间的倾斜角度优选为15°，单臂挡板115的高度优选为0.Sm，单壁挡板115用于调节沉井I在放入岩石基坑33时适应其不平整度，在沉井I浮运至岩石基坑33前，若发现岩石基坑33局部突出设计高程，只需预先将单壁挡板115局部切割来适应岩石基坑33的不平整度，不影响井壁11本身。
[0037]结合图1、图2和图4和图5，底隔舱12是由第二外层壁板、第二内层壁板以及第二底板围成的中空结构，第二外层壁板与第二内层壁板之间间隔设有多个第二内部桁架，底隔舱12包括纵横交错的多道第一底隔舱121及多道第二底隔舱122，第一底隔舱121和第二底隔舱122将沉井I的底部分为多个井孔。每道第一底隔舱121的底部均设有活动挡板123，活动挡板123采用多块横向排列的开有竖槽的钢板，每块钢板均可沿第一底隔舱121底部固定的