专利名称：：一种桥梁水中承台的土-钢结合围堰施工方法
技术领域：
：本发明涉及一种桥梁水中承台的施工方法，属于桥梁施工领域。
背景技术：
：目前，桥梁水中承台施工依据不同的水文条件，通常采用钢(砼)套箱、土工围堰，这些方法的一个共同点就是通过临时施工结构将承台施工区域与外界水隔离，将施工区内的水抽干，将承台的水中施工转变为陆地施工。通常的钢(砼)套箱施工中的主要临时施工结构是钢(砼)套箱和封底砼，见附图1。它的原理是利用钢(砼)套箱4，和封底砼5"将外界水7隔离，再将套箱内的水抽干后形成干作业环境，再进行承台6的钢筋、砼施工。它的方法步骤是先在外场加工钢(砼)套箱4，，待基桩l施工完成后，在桥位分节拼装、下沉钢(砼)套箱4'，钢(砼)套箱下沉到设计位置后，水下灌注封底砼5"，待封底砼强度满足要求后，将套箱内的水抽干后形成干作业环境，再进行承台6的钢筋、砼施工。钢(砼)套箱施工方法适用于河床土质较软的低桩承台(承台底面距常水位高度大于8m)施工，但钢(砼)套箱施工周期长、临时结构投入大、质量控制难度高。通常的土工围堰施工中的主要的临时施工结构是土工围堰和基底垫层，见附图2。它的工艺原理是利用土工围堰2，将外界水7隔离，将围堰内的7jc抽干后形成干作业环境，浇注基底垫层5'，然后进行承台6钢筋、砼施工。它的方法步骤是待基桩1施工完成后，在承台6外围的河床(浅滩)上填筑或吹沙，形成土围堰2，，再将围堰内的水抽干后形成干作业环境，浇注基底垫层5'，然后进行承台6钢筋、砼施工。4实践证明，土工围堰施工方法在缩短工期、减少投入、降j氐施工难度等方面较钢(砼)套箱施工方法有4艮大优势，但土工围堰施工方法仅适用于外界水较浅的浅滩或岸边环境，承台底面距常水位高度小于7m，要求河床土质力学性能牟支好，能承受土围堰的重力。
发明内容本发明的目的在于，综合土工围堰和钢(砼)套箱两种施工方法的优点，对于一定的施工环境下的承台，提供一种新的施工方法——土-钢(砼)结合围堰施工法，其中，一定的施工环境是指水深35m，承台底面距常水位高度812m。这种方法既可拓展土工围堰的适用范围，又解决单一采用钢(砼)套箱施工周期长、临时结构投入大、质量控制难度高等问题。本发明采用土-钢结合围堰施工方法，包括如下步骤(1)基桩施工结束后，在水中插打标桩，标出土工围堰的内边缘线，然后根据围堰底口尺寸，插打外边缘线标桩，再按布设砂袋、吹砂、布设砂袋的顺序逐层施工土工围堰；(2)土工围堰施工完成后，在围堰顶面布设位移》见测点，然后用泥浆泵将围堰内的水抽干，同时对围堰的沉降、水平位移进行监测；(3)抽干土工围堰内的水后，在围堰内按施工方案布设、运行井点降水设备；(4)将预先加工好的钢(砼)套箱在桥位拼装，并用取土设备将钢(砼)套箱内的土取出，使钢(砼)套箱下沉；(5)钢(砼)套箱下沉到设计位置后，立即进行基底垫层砼施工；(6)基底垫层砼强度满足要求后，进行承台的钢筋、砼施工。进一步，上述步骤(4)中，当钢(砼)套箱下沉阻力较大时，通过反压装置对钢(砼)套箱助沉。进一步，上述步骤(5)中，如果基底反压水的压力较大，在基底布设井点降水设备将反压水引出。本发明的有益效果是当水深大于3m或承台底面距常水位高度大于8m时，单一的土工围堰已不适用，目前通常采用的钢(砼)套箱方法进行承台施工，要求的钢(砼)套箱高度高、封底砼厚，施工周期长，质量控制难，钢材和砼等材料消耗量大，成本高；而本发明的土一钢结合围堰方法，要求的钢(砼)套箱高度较低、钢材和砼消耗量较少，质量控制容易，尽管增加了土工围堰，但总体成本仍大大降低，施工周期缩短。图l是通常的钢(砼)套箱结构示意2是通常的土工围堰结构示意3是本发明的土-钢围堰结构示意图具体实施例方式以下以某桥水中主墩承台施工为例介绍本发明的方法。实施例1:某桥主墩承台尺寸为25.6x22.5x5.5m，承台底标高-6.5m，河床标高+1.0m，常水位标高+4.5m，涌潮高0.5m,河床土质为粉砂层，采用土-钢结合围堰施工，见附图3。具体技术方案如下。(1)先根据施工环境设计土工围堰和钢套箱①为更好的抵抗外侧水压力，土工围堰设计成椭圓形，土工围堰中心线长径43m，短径40m。其4黄断面设计成梯形断面，底宽20m,顶宽12m,高4m，分8层施工，经吹砂、形成。②钢套箱为双壁结构，内壁同承台外形，壁厚1.2m，套箱高4.5m,底部设1.5m高刃脚。钢套箱分块制作，单位重220kg/m2，单块吊重小于10吨。钢套箱下沉时加设单层"井"字型内支撑。(2)根据水文条件设计井点降水系统①按"无压非完全井，，计算土工围堰内涌水量为480m3/d。②土工围堰内设三级轻型井点降水设备，设计抽水能力550m3/d。③轻型井点管长6m,滤管长1.5m,管径6cm;—级、二级均配2台V6真空泵、2台80m3/d离心泵作为抽水设备，三级配1台V6真空泵、1台80m3/d离心泵作为抽水设备。(3)现场施工土围堰基桩l施工结束后，即进行土工围堰2的施工。首先，测量组根据施工方案在水中插打标桩，标出土工围堰1的内边缘线，然后根据土工围堰底口尺寸，插打外边缘线标桩。再按布设砂袋、吹砂、布设砂袋的顺序逐层施工工土围堰2。(4)土工围堰2内边抽水边布设井点降水设备3土工围堰2施工完成后，在围堰顶面布设位移观测点。然后，用多台泥浆泵将围堰内的水抽干，同时对围堰的沉降、水平位移进行监测。抽干土工围堰内的水后，在围堰内按施工方案布设、运行井点降水设备3。(5)钢套箱加工、现场拼装下沉钢套箱4在基桩1施工结束前1个月即开始加工，单块最大尺寸为10.1x4.5x1.2m,最大单块吊重9.81t;井点降水设备3布设并正常运行后，即开始进行钢套箱4桥位拼装。用抓斗等取土设备将钢套箱4内的土取出，钢套箱因内侧土体摩擦力逐渐减小而下沉。施工过程中由于下沉阻力较大，在钻孔平台上对称设置了8台50t千斤顶，进4亍反压助沉。(6)基底垫层5施工钢套箱下沉到设计位置后，立即进行基底垫层5砼施工，基底垫层5砼(C30)厚60cm。施工过程中基底反压水的压力较大，浇注基底垫层砼前，在基底布设了一级井点降水设备，将反压水引出，避免了反压水对基底塾层的破坏，待基地垫层砼强度达到要求后，将此降水设备撤除。(7)承台6施工基底垫层砼强度满足要求后，立即组织承台6的钢筋、砼施工。采用本发明方法的工艺参数如下①本方法使用范围外界水7的最大水深不大于5m，承台底距常水位高度不大于12m，河床土质为賴"砂、土或砂、质粘土或类似土质；②土工围堰顶标高高于近5年最高水位0.5m,土工围堰边坡坡降不大于l:l，顶面最小宽度不小于3m;③土工围堰与钢(砼)套箱之间的河床坡降不大于1:2;④经土工围堰堰体和井点降水的作用，水位要降到基底垫层底面以下，当土工围堰底面与承台底面高差大于2m时，井点降7jc要采用多级，具体布置按"无压非完全井涌水量"计算；⑤钢(砼)套箱高度不大于5m,作用在钢(砼)套箱外侧土体压力按被动土压力计算，可在套箱内侧设置内支撑优化套箱结构设计；基底垫层砼的厚度一般为0.5~0.8m,砼强度为C20C30。与本承台(标记为1#)对应的另一座承台(标记为2#)所处河床较浅(-1.2m),水较深(达5.7m),因此采用双壁钢套箱施工，对比效果如下表1。施工周期钢套箱用钢量土围堰数量封底(垫层)砼质量控制施工投入套箱下沉(土围堰施工)封底(基底垫层)承1#21天3天20天121p屯262m346m3较易193万2#43天11天22天305吨较难332万表l:土一钢结合围堰法与钢套箱法实施效果比较实例1实施例2:以下通过另一实例，对同样的承台，分别采用钢(砼)套箱施工法与土-钢(砼)结合围堰施工法的效果进行比较。表2是比较实例2的各项参数表。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2:比较实例2的各项参数i对上述实例2，采用钢套箱法施工，钢套箱尺寸为高15mx周长96.2mx厚1.2m,封底砼厚度为2m;采用本发明的土-钢结合围堰法施工，钢套箱尺寸为高4mx周长96.2mx厚1.2m，基底垫层砼厚度为0.7m,土围堰周长160m,高5m。表3是从工期、原材料节省、质量控制、施工投入等几个方面进行效果比丰支。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3:土一钢结合围堰法与钢套箱法实施效果比较实例2从以上比较可以看出，对于一定的施工环境，采用土-钢结合围堰法进行承台施工，既能大大缩短工期，又能减少施工投入，而且承台施工质量也较容易保证。权利要求1.一种桥梁水中承台的土-钢结合围堰施工方法，其特征在于，包括以下步骤(1)基桩施工结束后，在水中插打标桩，标出土工围堰的内边缘线，然后根据围堰底口尺寸，插打外边缘线标桩，再按布设砂袋、吹砂、布设砂袋的顺序逐层施工土工围堰；(2)土工围堰施工完成后，在围堰顶面布设位移观测点，然后用泥浆泵将围堰内的水抽干，同时对围堰的沉降、水平位移进行监测；(3)抽干土工围堰内的水后，在围堰内按施工方案布设、运行井点降水设备；(4)将预先加工好的钢套箱块在桥位拼装，并用取土设备将钢套箱内的土取出，使钢套箱下沉；(5)钢套箱下沉到设计位置后，立即进行基底垫层砼施工；(6)基底垫层砼强度满足要求后，进行承台的钢筋、砼施工。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述土工围堰为椭圆形，其4黄断面i殳计成梯形断面，分8层施工。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述土工围堰边坡坡降不大于l:l,顶面最小宽度不小于3m。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述围堰内设三级轻型井点降水设备，一级、二级均配2台V6真空泵、2台80m3/d离心泵作为抽水设备，三级配1台V6真空泵、1台80m3/d离心泵作为抽水设备。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述钢套箱块单位重220kg/m2,单块吊重小于10吨。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述钢套箱为双壁结构，内壁同承台外形，钢套箱下沉时加设单层"井"字型内支撑。7.根据权利要求l所述的方法，其特征在于所述钢套箱钢套箱高度不大于5m,壁厚1.2m,底部i殳1.5m高刃脚。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(4)中，当钢套箱下沉阻力较大时，通过反压装置对钢套箱助沉。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述的反压装置是设置在钻孔平台上千斤顶。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述基底垫层砼的厚度为0.5~0.8m，砼强度为C2(KC30。全文摘要一种桥梁水中承台的土-钢结合围堰施工方法，在基桩施工结束后，先在欲施工的承台周围施工土工围堰，土工围堰施工完成后，用泥浆泵将围堰内的水抽干，并在围堰内按施工方案布设、运行井点降水设备，然后将预先加工好的钢(砼)套箱在桥位拼装，并用取土设备将钢(砼)套箱内的土取出，使钢(砼)套箱下沉，待钢(砼)套箱下沉到设计位置后，立即进行基底垫层砼施工，基底垫层砼强度满足要求后，进行承台钢筋、砼施工。文档编号E02D19/00GK101487266SQ20091007732公开日2009年7月22日申请日期2009年2月18日优先权日2009年2月18日发明者唐世连,李德钦,杨卫平,肖向荣,鲜正洪申请人:路桥集团国际建设股份有限公司