专利名称：一种预制承台水下止水方法
技术领域：
本发明涉及桥梁建造设备领域，具体地指是一种预制承台水下止水方法。
背景技术：
近年来，随着国民经济的发展，交通运输的需求迅速增长，修建的高等级大型跨江跨海的桥梁越来越多，其基础施工受季风、水流及海浪等等环境因素影响较大，海上作业时间受限，为尽可能降低施工期的不利影响，墩台一般采用“工厂预制标准化、现场安装装配化”施工工艺。比如在每个桥墩基础采用6根钻孔灌注桩，利用浮式打桩平台进行施工，沉桩精度一般较低(垂直度为1/200左右)，而承台安装时必须同时穿越6根钢管桩，钢管桩沉桩精度越低则要求承台预留孔直径越大，桩与承台间间隙就会随之增加。待承台安装到位后，需要对预制承台与钢管桩间间隙进行快速、有效止水，以保证浇筑预留孔内混凝土时 形成干施工作业条件。因此，承台与钢管桩间间隙能否成功止水将成为基础施工成败的关键环节。传统的止水方案为在预制承台与钢管桩之间采用大体积混凝土封底止水的施工方案，这种止水方案流程复杂，耗时耗力，生产效率底下，浪费制造成本，污染环境，因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种快速、有效的预制承台水下止水方法。本发明的技术方案为一种预制承台水下止水方法，其特征在于，包含以下步骤I)、钢管桩全部沉桩到位并满足施工精度后，下放混凝土填芯钢箱至预定位置，混凝土填芯钢箱位于钢管桩两侧，混凝土填芯钢箱与钢管桩之间具有间隙；2)、混凝土填芯钢箱通过临时固定机构固定在钢管桩外壁的第一剪力键上，并在混凝土填芯钢箱上安装止水装置，所述止水装置包括充气式环形气囊和止水带，充气式环形气囊安装在混凝土填芯钢箱与钢管桩之间，充气式环形气囊连接有入口位于水面上的气囊充气管道，止水带固定安装在混凝土填芯钢箱的顶面；3)、把预制承台运输至施工现场，并采用起重设备进行吊装定位，调位完成后对其进行临时固定，固定后的预制承台设置在钢管桩两侧，预制承台与混凝土填芯钢箱之间具有间隙；4)、在钢管柱外壁设置四套提升装置，所述提升装置的输出端与混凝土填芯钢箱固定连接；5)、通过提升装置对混凝土填芯钢箱施加向上的提升力，使固定在混凝土填芯钢箱顶面的止水带与预制承台底面接触，并使止水带产生一定的压缩变形；通过气囊充气管道对充气式环形气囊进行充气，使充气式环形气囊一侧贴紧钢管桩外壁、另一侧贴紧混凝土填芯钢箱上的气囊安装预留槽槽壁，即完成了钢管桩和预制承台的止水工作；6)、浇筑水下速凝砂浆，待其达到设计强度后，对止水后钢管桩和预制承台围成的空腔内进行抽水作业；7)、通过钢管桩上的第二剪力键使预制承台与钢管桩固定连接，完成预制承台由临时固定定位转化为由 钢管桩永久承受预制承台受力体系的转换。在上述方案中所述混凝土填芯钢箱箱内沿径向设置加劲肋，沿切向设置环向加劲肋，加劲肋的设置使混凝土填芯钢箱密封，并增加混凝土填芯钢箱的抗压力。所述混凝土填芯钢箱内密封设有导管预留槽，气囊充气管道一端穿过导管预留槽，与充气式环形气囊连接接通，导管预留槽可约束气囊充气管道法向位移，对充气式环形气囊进行充气时更加方便快捷。所述临时固定机构包括钢缆绳和粗精轧螺纹钢，钢缆绳一端固定连接在钢管桩外壁的第一剪力键上，钢缆绳另一端通过卡环与粗精轧螺纹钢的一端连接，粗精轧螺纹钢另一端与混凝土填芯钢箱连接。所述的粗精轧螺纹钢设有多个，相邻的粗精轧螺纹钢通过钢筋连接器连接。所述的提升装置包括通过螺栓固定连接在钢管桩外壁的搁置牛腿，搁置牛腿上固定设有顶升装置，顶升装置的输出端通过连接件与混凝土填芯钢箱连接。所述顶升装置为穿心千斤顶，所述连接件包括带螺纹孔的固定板和细精轧螺纹钢，固定板和细精轧螺纹钢通过螺栓固定连接，细精轧螺纹钢的另一端与临时固定机构的粗精轧螺纹钢的一端固定连接。所述第二剪力键一端与预先埋设在预制承台内的预埋件固定连接，第二剪力键另一端与钢管桩外壁固定连接。本发明利用充气后的充气式环形气囊体积的膨胀，使充气式环形气囊的一侧与钢管桩紧密接触，另一侧与气囊安装预留槽内壁紧密接触，从而实现钢管桩和预制承台之间竖向间隙的止水。同时，由于混凝土填芯钢箱通过提升装置向上运动，使止水带与预制承台底部产生更大的挤压变形，实现混凝土填芯钢箱和预制承台之间横向间隙的止水，进而实现了钢管桩和预制承台的止水。在混凝土填芯钢箱和预制承台之间浇筑水下速凝砂浆，起到后续对预制承台和钢管桩焊接时对止水装置的保护，并还具有二次止水的功效。在钢管桩和预制承台止水后构成的围腔内，后续会因施工而进行抽水，在抽水过程中，由内外水压差导致作用在混凝土填芯钢箱上的负压不断增大，使得止水带压缩量随之增加，使止水带产生更大的挤压变形，更加有助于混凝土填芯钢箱和预制承台之间的横向止水。本发明不仅能解决因钢管桩沉桩精度低导致预制承台与钢管桩间隙过大或不均等间隙等止水难的问题，还能快速、有效对其进行止水，取代了传统大体积混凝土封底止水的施工方案，且结构简单，止水方便快捷，优化了施工流程，并提高了生产效率，保证了工程质量，减少耗费成本，还在一定程度上减轻了对环境的破坏，具有很大的推广使用价值。
图I是本发明整体示意图。图2是本发明中的止水装置结构示意图。图3是图2中A-A处剖面示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。如图2、图3所示，本发明所描述的一种预制承台水下止水方法，是对止水装置的运用，所述止水装置包括充气式环形气囊150和止水带140，止水带140优选为P型止水带，充气式环形气囊150安装在混凝土填芯钢 箱130朝向钢管桩110的侧面上设有的气囊安装预留槽上，在混凝土填芯钢箱130内密封设有导管预留槽270，充气式环形气囊150还连接有入口位于水面上的气囊充气管道160，气囊充气管道160 —端穿过导管预留槽270，并与充气式环形气囊150连接接通，导管预留槽270可约束气囊充气管道160法向位移，对充气式环形气囊150进行充气时更加方便快捷。所述的止水带140通过螺栓固定安装在混凝土填芯钢箱130的顶面。如图I所示，具体施工步骤为I)、钢管桩110全部沉桩到位并满足施工精度后，下放混凝土填芯钢箱130至预定位置，混凝土填芯钢箱130位于钢管桩110两侧，混凝土填芯钢箱130与钢管桩110之间具有间隙；2)、混凝土填芯钢箱130通过临时固定机构固定在钢管桩110外壁的第一剪力键260上，并在混凝土填芯钢箱130上安装止水装置。本实施例中的临时固定机构包括钢缆绳250和粗精轧螺纹钢170，钢缆绳250 —端固定连接在钢管桩110外壁的第一剪力键260上，钢缆绳250另一端通过卡环190与粗精轧螺纹钢170的一端连接，粗精轧螺纹钢170另一端与混凝土填芯钢箱130连接，粗精轧螺纹钢170设有多个，相邻的粗精轧螺纹钢170通过钢筋连接器180连接；3)、把预制承台120运输至施工现场，并采用大型起重设备进行吊装定位，调位完成后对其进行临时固定，固定后的预制承台120设置在钢管桩110两侧，预制承台120与混凝土填芯钢箱130之间具有间隙；4)、在钢管柱110外壁设置四套提升装置，所述提升装置的输出端与混凝土填芯钢箱130固定连接。本实施例中的提升装置包括通过螺栓240固定连接在钢管桩110外壁的搁置牛腿220，搁置牛腿220上固定设有顶升装置230，所述的顶升装置230为穿心千斤顶，穿心千斤顶的输出端通过固定板200和细精轧螺纹钢210构成的连接件与混凝土填芯钢箱130连接，所述的固定板200带有螺纹孔，细精轧螺纹钢210通过螺栓固定在固定板200上，细精轧螺纹钢210的另一端与临时固定机构的粗精轧螺纹钢170的一端固定连接。5)、通过提升装置对混凝土填芯钢箱130施加向上的提升力，使固定在混凝土填芯钢箱130顶面的止水带140与预制承台120底面接触，并使止水带140产生一定的压缩变形，实现混凝土填芯钢箱130和预制承台120之间横向间隙的止水；通过气囊充气管道160对充气式环形气囊150进行充气，使充气式环形气囊150 —侧贴紧钢管桩110外壁、另一侧贴紧混凝土填芯钢箱130上的气囊安装预留槽槽壁，从而实现钢管桩110和预制承台120之间竖向间隙的止水，进而实现了钢管桩和预制承台的止水。6)、浇筑水下速凝砂浆，待其达到设计强度后，对止水后钢管桩110和预制承台120围成的空腔内进行抽水作业；在混凝土填芯钢箱130和预制承台120之间浇筑水下速凝砂浆，起到后续对预制承台130和钢管桩110焊接时对止水装置的保护，并还具有二次止水的功效；在抽水过程中，由内外水压差导致作用在混凝土填芯钢箱130上的负压不断增大，使得止水带140压缩量随之增加，使止水带140产生更大的挤压变形，更加有助于混凝土填芯钢箱130和预制承台120之间的横向止水。7)、通过钢管桩110上的第二剪力键280使预制承台120与钢管桩110固定连接，完成预制承台120由临时固定定位转化为由钢管桩110永久承受预制承台120受力体系的转换。具体为第二剪力键280 —端与预先埋设在预制承台120内的预埋件290固定连接，第二剪力键280另一端与钢管桩110外壁固定连接。 随后拆卸提升装置和相关辅助设施，即可开始进行后续工序施工。本实施例结构简单，止水方便快捷，提高施工效率，降低施工成本，具有很大的推广使用价值。
权利要求
1.一种预制承台水下止水方法，其特征在于，包含以下步骤 1)、钢管桩全部沉桩到位并满足施工精度后，下放混凝土填芯钢箱至预定位置，混凝土填芯钢箱位于钢管桩两侧，混凝土填芯钢箱与钢管桩之间具有间隙； 2)、混凝土填芯钢箱通过临时固定机构固定在钢管桩外壁的第一剪力键上，并在混凝土填芯钢箱上安装止水装置，所述止水装置包括充气式环形气囊和止水带，充气式环形气囊安装在混凝土填芯钢箱与钢管桩之间，充气式环形气囊连接有入口位于水面上的气囊充气管道，止水带固定安装在混凝土填芯钢箱的顶面； 3)、把预制承台运输至施工现场，并采用起重设备进行吊装定位，调位完成后对其进行临时固定，固定后的预制承台设置在钢管桩两侧，预制承台与混凝土填芯钢箱之间具有间隙； 4)、在钢管柱外壁设置四套提升装置，所述提升装置的输出端与混凝土填芯钢箱固定 连接； 5)、通过提升装置对混凝土填芯钢箱施加向上的提升力，使固定在混凝土填芯钢箱顶面的止水带与预制承台底面接触，并使止水带产生一定的压缩变形；通过气囊充气管道对充气式环形气囊进行充气，使充气式环形气囊一侧贴紧钢管桩外壁、另一侧贴紧混凝土填芯钢箱上的气囊安装预留槽槽壁，即完成了钢管桩和预制承台的止水工作； 6)、浇筑水下速凝砂浆，待其达到设计强度后，对止水后钢管桩和预制承台围成的空腔内进行抽水作业； 7)、通过钢管桩上的第二剪力键使预制承台与钢管桩固定连接，完成预制承台由临时固定定位转化为由钢管桩永久承受预制承台受力体系的转换。
2.根据权利要求I所述的一种预制承台水下止水方法，其特征在于所述混凝土填芯钢箱箱内沿径向设置加劲肋，沿切向设置环向加劲肋。
3.根据权利要求I所述的一种预制承台水下止水方法，其特征在于所述混凝土填芯钢箱内设有导管预留槽，气囊充气管道一端穿过导管预留槽，与充气式环形气囊连接接通。
4.根据权利要求I所述的一种预制承台水下止水方法，其特征在于所述临时固定机构包括钢缆绳和粗精轧螺纹钢，钢缆绳一端固定连接在钢管桩外壁的第一剪力键上，钢缆绳另一端通过卡环与粗精轧螺纹钢的一端连接，粗精轧螺纹钢另一端与混凝土填芯钢箱连接。
5.根据权利要求4所述的一种预制承台水下止水方法，其特征在于所述的粗精轧螺纹钢设有多个，相邻的粗精轧螺纹钢通过钢筋连接器连接。
6.根据权利要求I所述的一种预制承台水下止水方法，其特征在于所述的提升装置包括通过螺栓固定连接在钢管桩外壁的搁置牛腿，搁置牛腿上固定设有顶升装置，顶升装置的输出端通过连接件与混凝土填芯钢箱连接。
7.根据权利要求6所述的一种预制承台水下止水方法，其特征在于所述顶升装置为穿心千斤顶，所述连接件包括带螺纹孔的固定板和细精轧螺纹钢，固定板和细精轧螺纹钢通过螺栓固定连接，细精轧螺纹钢的另一端与临时固定机构的粗精轧螺纹钢的一端固定连接。
8.根据权利要求I所述的一种预制承台水下止水方法，其特征在于所述第二剪力键一端与预先埋设在预制承台内的预埋件固定连接，第二剪力键另一端与钢管桩外壁固定连接。
全文摘要
本发明公开了一种预制承台水下止水方法，它通过在预制承台下方增设混凝土填芯钢箱，并在混凝土填芯钢箱上设有由充气式环形气囊和止水带构成的止水装置，利用充气后的充气式环形气囊体积的膨胀，实现钢管桩和预制承台之间竖向间隙的止水；利用混凝土填芯钢箱通过提升装置向上运动，使止水带与预制承台底部产生挤压变形，实现混凝土填芯钢箱和预制承台之间横向间隙的止水，进而实现了钢管桩和预制承台的止水。本发明结构简单，止水方便快捷，提高施工效率，降低施工成本，具有很大的推广使用价值。
文档编号E02D19/02GK102828521SQ20121029148
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者张鸿, 张永涛, 田唯, 刘建波, 吴启和, 朱浩, 张照霞 申请人:中交第二航务工程局有限公司