专利名称：在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法
技术领域：
本发明涉及桥梁桩基础施工，具体涉及在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法。
背景技术：
承台是指为承受、分布由墩身传递的荷载，在基桩顶部设置的联结各桩顶的钢筋混凝土平台。承台把几根、甚至十几根桩联系在一起形成桩基础，是桩基础的重要组成部分。水中施工承台，一般采用钢板桩围堰施工，但是如果承台底标高处为坚硬不透水层时，采用钢板桩围堰施工时会遇到以下一些困难
(1)由于普通钢板桩围堰插入不透水层的深度较浅，无法保证结构稳定；
(2)不透水层开挖困难，无法保证封底混凝土的厚度，从而不能保证承台的无水施工环 境。由此可见，现有的施工方法在深水、坚硬不透水层上施工承台时，会遇到很多困难，影响施工进度及施工质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决在深水、坚硬不透水层上施工承台时，会遇到很多困难，影响施工进度及施工质量的问题。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在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，包括以下步骤
通过人工筑岛或搭建平台方式，施工基础钻孔桩；
插打钢板桩形成钢板桩围堰，对于人工筑岛施工方式，在人工筑岛的土层内插打钢板桩至不透水层内；对于搭建平台施工方式，在不透水层上的覆盖层内插打钢板桩至不透水层内；
将矮套箱围堰置于钢板桩围堰内，然后在矮套箱围堰的顶面上设置上、下内支撑，上、下内支撑上、下并排设置且支撑在钢板桩围堰的内壁上；
逐步取土并下放矮套箱围堰至不透水层，下放矮套箱围堰的过程中，上、下内支撑交替下放，最后到达设计位置时将上、下内支撑固定，支撑于钢板桩围堰的内壁上；
在钢板桩与矮套箱围堰之间灌注封底混凝土；
抽干钢板桩围堰内的水，形成无水环境，施工承台。在上述方法中，施工基础钻孔桩的同时，在钢板桩围堰范围内的四个角部分别钻汇水井。在上述方法中，施工基础钻孔桩的同时，环绕基础钻孔桩的外周，在钢板桩围堰与矮套箱围堰之间的范围内设置ー圈抗剪辅助桩。在上述方法中，在钢板桩与矮套箱围堰之间灌注封底混凝土之前，在矮套箱围堰与承台的外侧之间填装沙袋。
在上述方法中，钢板桩的桩底尽可能打入不透水层。在上述方法中，取土过程中，根据土面差和水头差向钢板桩围堰内补水。在上述方法中，在钢板桩与矮套箱围堰之间灌注封底混凝土之前，清理人工筑岛坡脚，复打钢板桩。在上述方法中，在抗剪辅助桩与钢板桩围堰之间加设底层圈梁，井随取土过程逐步下放。本发明，在钢板桩围堰与矮套箱围堰之间灌注水下封底混凝土，混凝土与不透水层面结合后阻止水从围堰底进入堰内，既保证了围堰结构稳定，又可以在围堰内形成无水环境，保证承台在无水环境下施工，从而保证了施工质量。
图1为本发明中步骤一、步骤ニ的施工示意 图2为本发明中步骤三的施工示意 图3为本发明中步骤四的施工示意 图4为本发明中步骤五的施工示意 图5为本发明中步骤六、步骤七的施工示意 图6为图5的俯视 图7为底层圈梁的最终布置 图8为图7的俯视图。
具体实施例方式本发明提供了一种在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，利用钢板桩与矮套箱组合围堰进行施工，エ艺简单、结构稳定、能提供无水施工环境，从而保证施工质量。下面结合附图对本发明作出详细的说明。本发明提供的深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，包括以下步骤
步骤一、承台施工前，选择低水位时在承台设计位置构建人工筑岛11或搭设施工平台，施工完成基础钻孔桩10。基础钻孔桩10施工的同吋，在人工筑岛11或施工平台内的四个角部(钢板桩围堰范围内，后续施工过程中由钢板桩I形成)分别钻汇水井8，汇水井8用于使钢板桩围堰内的局部渗水汇集，便于集中排出。步骤ニ，插打钢板桩1，对于人工筑岛施工方式，在人工筑岛11的土层内插打钢板桩I至不透水层上；对于搭建平台施工方式，在不透水层的上覆盖层内插打钢板桩1，钢板桩I的桩底尽可能打入不透水层2。步骤一、步骤ニ的施工示意图如图1所示，同时请參见图6。步骤三，在钢板桩围堰I内、人工筑岛顶面或拼装平台上拼装矮套箱围堰3，矮套箱围堰3的高度由封底混凝土的厚度决定，如图2所示。步骤四，将矮套箱围堰3置于钢板桩围堰I内并下放一定深度，然后拼装下内支撑4和上内支撑5，下内支撑4和上内支撑5的两端分别支撑在钢板桩I的内壁上，如图3所示。对于人工筑岛施工方式，矮套箱围堰3可以边开挖边下放，对于搭建平台施工方式，可以在拼装平台上采用整体吊装的方式下放。步骤五，钢板桩围堰I内继续开挖取土，矮套装围堰3随之下放，取土至一定深度后为确保围堰安全可以钢板桩围堰I内补水，矮套箱围堰3最終下放至不透水层顶面2，此过程中，上、下内支撑4、5交替下放至设计位置后将上、下内支撑固定支撑于钢板桩I的内壁上,如图4所示。在步骤四 五中，围堰内开挖取土过程中，根据实际情况，可以不排水开挖，也可以排水开挖至一定深度再不排水开挖。步骤六，清理钢板桩围堰I与矮套箱围堰3之间的坡脚至不透水层顶面，复打钢板桩I。步骤七，在矮套箱围堰3与承台的外侧之间填沙袋6，作为浇筑封底混凝土 I时矮套箱围堰3的临时支撑，在钢板桩I与矮套箱围堰3之间灌注封底混凝土 7。步骤六、步骤七的施工示意图，如图5、图6所示。步骤八，钢板桩围堰I内抽水、开挖、立承台模板，并进行承台混凝土浇筑，待大水过后，割除下内支撑4的外露部分。在整个施工过程中需做好灌水准备，若发现钢管桩变形有突然加大的趋势，立即向钢板桩围堰内灌水。向围堰内补水是为了保证在继续取土过程中满足土面差+水头差的受カ需要，确保围堰安全。可能需要多次补水、开挖。伴随着不断开挖，围堰内外土压カ差逐渐加大，通过补水减少水头差，使水、土对围堰的共同影响控制在围堰可以承受的范围。钢板桩的垮塌趋势可通过位于辅助抗剪桩与钢板桩之间填塞的应变片进行观測。在施工过程中，若应变片的读数有较大变化吋，说明钢板桩有垮塌趋势。另外，当钢板桩桩底不能打入不透水层，或为提高封底混凝土与不透水层面的粘结能力时，环绕基础钻孔桩10的外周钻ー圈抗剪辅助桩9，抗剪辅助桩9位于钢板桩围堰与矮套箱围堰之间，在辅助抗剪桩与钢板桩之间加设底层圈梁12，底层圈梁12最终设置在辅助抗剪桩与钢板桩底部之间，其目的是为了保证钢板桩的底部结构稳定。底层圈梁12先放在人工筑岛上，随围堰内取土逐步下放。详见图7、图8。本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，其特征在于，包括以下步骤 通过人工筑岛或搭建平台方式，施工基础钻孔桩； 插打钢板桩形成钢板桩围堰，对于人工筑岛施工方式，在人工筑岛的土层内插打钢板桩至不透水层内；对于搭建平台施工方式，在不透水层上的覆盖层内插打钢板桩至不透水层内； 将矮套箱围堰置于钢板桩围堰内并下放一定深度，然后在矮套箱围堰的顶面上设置上、下内支撑，上、下内支撑上、下并排设置且支撑在钢板桩围堰的内壁上； 逐步取土并下放矮套箱围堰至不透水层，下放矮套箱围堰的过程中，上、下内支撑交替下放，最后到达设计位置时将上、下内支撑固定，支撑于钢板桩围堰的内壁上； 在钢板桩围堰与矮套箱围堰之间灌注封底混凝土； 抽干钢板桩围堰内的水，形成无水环境，施工承台。
2.如权利要求1所述的在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，其特征在于，施工基础钻孔桩的同时，在钢板桩围堰范围内的四个角部分别钻汇水井。
3.如权利要求1或2所述的在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，其特征在于，施工基础钻孔桩的同时，环绕基础钻孔桩的外周，在钢板桩围堰与矮套箱围堰之间的范围内设置一圈抗剪辅助桩。
4.如权利要求1所述的在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，其特征在于，在钢板桩围堰与矮套箱围堰之间灌注封底混凝土之前，在矮套箱围堰内侧与承台的外侧之间填装沙袋。
5.如权利要求1所述的在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，其特征在于，钢板桩的桩底尽可能打入不透水层。
6.如权利要求1所述的在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，其特征在于，取土过程中，根据土面差和水头差向钢板桩围堰内补水。
7.如权利要求1所述的在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，其特征在于，在钢板桩围堰与矮套箱围堰之间灌注封底混凝土之前，清理人工筑岛坡脚，复打钢板桩。
8.如权利要求3所述的在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，其特征在于，在抗剪辅助桩与钢板桩围堰之间加设底层圈梁，并随取土过程逐步下放。
全文摘要
本发明公开了一种在深水、坚硬不透水层上施工承台的方法，包括以下步骤;通过人工筑岛或搭建平台方式，施工基础钻孔桩；在人工筑岛的土层内或覆盖层上插打钢板桩形成钢板桩围堰；在钢板桩围堰内拼装矮套箱围堰并设置钢板桩围堰上、下内支撑，逐步取土并下放矮套箱至不透水层，同时钢板桩围堰上、下内支撑交替下放至设计位置并固定；在钢板桩与矮套箱围堰之间灌注封底混凝土；抽干钢板桩围堰内的水，形成无水环境，施工承台。本发明，在钢板桩围堰与矮套箱围堰之间灌注水下封底混凝土，混凝土与不透水层面结合后阻止水从底部进入围堰内，既保证了围堰结构稳定，又可以在围堰内形成无水环境，保证承台在无水环境下施工，从而保证了施工质量。
文档编号E02D27/14GK103015446SQ20121028486
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者李艳哲, 夏学军, 周功建, 耿克强, 王雪松, 冯文园 申请人:中铁大桥局股份有限公司, 中铁大桥局集团第一工程有限公司, 中铁大桥局集团有限公司