专利名称：底面位于坚硬不透水层的承台施工方法
技术领域：
本发明涉及桥梁桩基础施工，具体涉及底面位于坚硬不透水层的承台施工方法。
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。目前，对于底部位于不透水层以下的承台，一般采用在水位较低时通过粘土围堰辅以水泥搅拌桩或注浆帷幕的方式进行施工。但是，对于具有坚硬不透水层的深水河槽(丰水期水深近IOm左右)，且覆盖层较薄时，采用钢板桩围堰施工时会遇到以下一些困难
(I)由于普通钢板桩围堰插入坚硬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；(3)覆盖层较薄，自然土对钢板桩桩底的嵌固不能形成。由此可见，常规施工方法在进行底面位于坚硬不透水层的深水承台施工时，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底面位于坚硬不透水层的深水承台，施工难度大，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底面位于坚硬不透水层的承台施工方法，包括以下步骤环绕承台设计位置搭设人工环岛或平台，然后利用人工环岛或平台施工钻孔桩；利用人工环岛或平台插打内层钢板桩至不透水层的顶面，形成内层围堰；在内层钢板桩外插打外层钢板桩至不透水层顶面，形成外层围堰；将内、外层围堰的顶部通过连接件连接固定；在内、外层围堰之间的底部注浆形成人工不透水层；在内层围堰所围区域内设置支撑圈，并通过多根内支撑将所述支撑圈抵靠在所述内层围堰的内壁上，然后采用支撑圈分步跟进的方式在内层围堰内进行吸泥取土 ；抽出内层围堰内的水，并开挖坚硬的不透水层，形成无水环境，然后施工承台。在上述方法中，所述人工不透水层与河床的不透水层的顶面粘结实现止水。在上述方法中，支撑圈分步跟进的具体步骤如下将刚性杆的下端抵住支撑圈，上端露出水面之上；循环锤击刚性杆的上端，使支撑圈逐步下落。在上述方法中，在每一层取土位置，支撑圈的顶面始终保持在土面以上40cm 50厘米。
在上述方法中，支撑圈和内支撑最终下放到靠近桩底的位置，代替桩底的自然土嵌固。在上述方法中，放置支撑圈之前，首先将内、外层钢板桩的上部通过间隔设置的多个连接件连接为一体。本发明，利用最底层的支撑圈及内支撑，下放到靠近桩底的合适位置来代替桩底的自然土嵌固，利用在内、外层钢板桩的夹层内注浆形成人工不透水层实现止水，避免为了封底而进行大范围的坚硬不透水层开挖，并且所用材料倒用率高，施工方便。
图I为本发明步骤一的施工示意图；
图2为图I的俯视图；图3为本发明步骤二的施工示意图；图4为图3的俯视图；图5为本发明步骤三 步骤五的施工示意图；图6为图5的俯视图；图7为本发明步骤六的施工示意图；图8为图7的俯视图；图9为本发明步骤七的施工示意图；图10为图9的俯视图。
具体实施例方式在深水河槽内采用钢板桩围堰施工承台时，如果遭遇坚硬不透水层，则钢板桩无法插打入不透水层，且自然土对钢板桩桩底的嵌固不能形成，因此，用普通的钢板桩围堰结构是不安全的。为此，本发明提供了一种底面位于坚硬不透水层的承台施工方法，利用该方法可以方便地施工底面位于不透水层面分界线2以下的承台11 (如图I所示)，并且能够保证施工结构安全，承台施工能够顺利进行。图I中，不透水层面分界线2以上分别为覆盖层
3和河床面4，本发明提供的方法尤其适用于深水区域的施工。在浅水区域或者枯水期施工钻孔桩、进行围堰拼装，可以选择人工筑岛实现，在深水区域或者丰水期，则需要架设平台施工。人工筑岛与架设平台的主要功能相同，都是提供钻孔桩施工平台、围堰插打设备站位平台。人工筑岛还有一个辅助功能，与岩面上覆盖层一起，对插打的板桩起稳定作用。下面以人工筑岛为例结合附图对本发明作出详细的说明。步骤一利用低水位时期，环绕承台11的设计位置搭设人工环岛5，然后利用人工环岛5施工钻孔桩1，见图I、图2 ;步骤二 在人工环岛5上插打一圈内层钢板桩6，内层钢板桩6插打至不透水层的顶面时不再继续插打，形成内层围堰，见图3、图4 ;步骤三在内层钢板桩6的外圈选择合适的间距，再插打一圈外层钢板桩7至不透水层顶面，形成外层围堰，见图5、图6 ;步骤四内、外层钢板桩的上部分别通过多个间隔设置的连接件8连接为一体，见图5、图6 ;步骤五在内、外层围堰之间注浆，于是在内、外层围堰之间的底部形成人工不透水层9，人工不透水层9与河床的不透水层的顶面粘结实现止水，见图5、图6 ;通过上述步骤，形成了带夹层的双层钢板桩围堰，且对夹层中的土进行处理，形成侧面、底面均能止水的受力结构。步骤六环绕内层钢板桩6的内壁上设置支撑圈10，并通过多根内支撑12将支撑圈10抵靠在内层钢板桩6的内壁上进行加固，然后采用支撑圈10分步跟进的方式在内层围堰内取土吸泥。支撑圈10分步跟进的具体做法是选用合适刚性杆，下端抵住支撑圈10，上端露出水面之上，以打桩锤等设备锤击刚性杆的上端，通过刚性杆在支撑圈10四周若干点位上循环锤击，使支撑圈10和内支撑12逐步下落。支撑圈10分步跟进取土吸泥的过程中，支撑圈10的顶面始终保持在土面以上40cm 50厘米，见图7、图8 ;支撑圈10和内支撑12最终下放到靠近桩底的位置，代替桩底的自然土嵌固不必取出。 步骤七将内层围堰内的水抽出，无水开挖坚硬的不透水层至承台底面，然后无水环境施工承台11，见图9、图10。本发明提供的方法，解决了位于坚硬不透水层的深水承台施工的难题，采用该发明提供的施工方法，既避免为了封底进行的大范围的不透水层开挖，又能通过内外、层钢板桩夹层与不透水层的粘结，起到围堰止水的作用，并且所用材料倒用率高，施工方便。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.底面位于坚硬不透水层的承台施工方法，其特征在于，包括以下步骤 环绕承台设计位置搭设人工环岛或平台，然后利用人工环岛或平台施工钻孔桩； 利用人工环岛或平台插打内层钢板桩至不透水层的顶面，形成内层围堰； 在内层钢板桩外插打外层钢板桩至不透水层顶面，形成外层围堰； 将内、外层围堰的顶部通过连接件连接固定； 在内、外层围堰之间的底部注浆形成人工不透水层； 在内层围堰所围区域内设置支撑圈，并通过多根内支撑将所述支撑圈抵靠在所述内层围堰的内壁上，然后采用支撑圈分步跟进的方式在内层围堰内进行吸泥取土； 抽出内层围堰内的水，并开挖坚硬的不透水层，形成无水环境，然后施工承台。
2.如权利要求I所述的底面位于坚硬不透水层的承台施工方法，其特征在于，所述人工不透水层与河床的不透水层的顶面粘结实现止水。
3.如权利要求I所述的底面位于坚硬不透水层的承台施工方法，其特征在于，支撑圈分步跟进的具体步骤如下 将刚性杆的下端抵住支撑圈，上端露出水面之上；循环锤击刚性杆的上端，使支撑圈逐步下落；支撑圈的顶面始终保持在土面以上40cm 50厘米。
4.如权利要求I所述的底面位于坚硬不透水层的承台施工方法，其特征在于，支撑圈和内支撑最终下放到靠近桩底的位置，代替桩底的自然土嵌固。
5.如权利要求I所述的底面位于坚硬不透水层的承台施工方法，其特征在于，放置支撑圈之前，首先将内、外层钢板桩的上部通过间隔设置的多个连接件连接为一体。
全文摘要
本发明公开了一种底面位于坚硬不透水层的承台施工方法，包括以下步骤环绕承台设计位置搭设人工环岛或平台，施工钻孔桩；插打内层钢板桩至不透水层的顶面，形成内层围堰；插打外层钢板桩至不透水层顶面，形成外层围堰；在内、外层围堰之间注浆形成人工不透水层；在内层围堰所围区域内设置支撑圈，并通过多根内支撑将所述支撑圈抵靠在内层围堰的内壁上，然后采用支撑圈分步跟进的方式在内层围堰内进行吸泥取土；抽出内层围堰内的水，并无水开挖坚硬的不透水层至承台底面，然后无水环境施工承台。本发明，围堰内不进行封底、避免为了封底而进行大范围的岩层开挖，并且所用材料倒用率高，施工方便。
文档编号E02D27/14GK102912809SQ201210438188
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月6日 优先权日2012年11月6日
发明者李艳哲, 夏学军, 周功建, 耿克强, 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