大高差小净距水中承台施工方法与流程

本发明涉及承台施工的技术领域。更具体地说，本发明涉及一种大高差小净距水中承台施工方法。

背景技术：

桥梁基础施工中，对于相邻多承台，传统的围堰结构形式是按承台的大小、施工水位的高低进行布置施工，且一般是单个承台布置，施工完成一个再进行另一个的布置施工，工期较长，材料、机械、人员的投入较大。

桥梁基础施工中，对于相邻多承台，传统的大埋深围堰施工方法通常采用双臂钢围堰施工或者钢板桩围堰施工，但双臂钢围堰投入大，经济性不高；钢板桩围堰针对大埋深常采用2种方式：分离式施工-先施工其中埋深较深的承台，在墩身出水后拔除承台周围围堰板桩，再施工相邻承台，继续插打钢板桩，如此循环只到全部墩身出水完成下部基础施工，工序反复，施工周期长，成本高；整体式施工：对于相邻承台采取整体式围堰施工，一次插打成环封闭，以埋深大的承台板桩做为参考基准，由于相邻承台高差较大，导致封底混凝土方量大，且整体式围堰吸泥量大，导致施工周期长，且板桩投入较多，成本高，施工难度大。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种大高差小净距水中承台施工方法，其适用于相邻的两个或两个以上承台，包括以下步骤：

s1、布置钻孔平台，下沉钢护筒，进行钻孔灌注桩施工；

s2、在钢护筒上设置导向装置，并拆除钻孔平台梁系；

s3、以导向装置作为导向，插打迎水面埋深大的承台的钢板桩，再插打相邻埋深浅的承台的钢板桩，确保钢板桩之间通过锁扣合拢，隔板与相邻的两个围堰体系分别封闭成环，使得相邻的承台被同一钢板桩围栏圈住，并通过隔板分舱；

s4、在围堰的分舱内分别带水开挖，逐层安装支撑围檩及内支撑；

s5、在围堰的分舱内分别带水开挖至不同标高基坑底，并分别浇注封底混凝土；

s6、封底混凝土达到强度要求后，将围堰内部的水抽至围堰外部；

s7、割除钢护筒，进行承台施工；

s8、待承台、墩身出水后进行相邻的承台基础施工；

s9、待所有承台基础、墩身出水后，拆除围堰时，先平衡内外水头，逐一拔除钢板桩在承台侧部安装设置。

优选地，所述围堰，包括：

多个钢板桩，其插设在所有的承台的外围一圈，将所有的承台圈设在内；

多个隔板，任意两个相邻的承台之间均设置有一隔板，其用于隔离相邻的承台之间的封底混凝土，多个所述隔板与一圈所述钢板桩配合将每个承台隔离成一独立的分舱；

支撑围檩，每个分舱的内壁由上至下设置有多层支撑围檩。

优选地，所述隔板为钢板桩。

优选地，所述隔板包括：

隔板本体，其长度方向的两端均铰接一对与其等高的方板，所述方板的外壁贴合设置一层耐磨橡胶；

对于任意一对所述方板来说，其分别通过一水平设置的调节装置与隔板本体的一竖直侧面连接；

所述调节装置包括第一螺杆、一对第一套筒、两对挡块及一对密封塞；

所述第一套筒均为一端封闭的管状且均有内螺纹，一对第一套筒敞口端分别通过其内螺纹螺接在所述第一螺杆的两端，一对第一套筒的封闭端分别与方板及隔板本体铰接，所述第一套筒上设置有多个与其内腔相通的通孔；

所述第一螺杆的两端的外螺纹的旋向相反，所述第一螺杆的两端面均内陷形成一同轴的圆盲孔，所述圆盲孔的孔底同轴固定有一弹簧的一端，所述弹簧的另一端同轴固定有一圆板，所述圆板远离弹簧的一侧同轴设置有一圆柱状的海绵，其外径略大于所述第一螺杆的直径；

两对所述挡块，其为长方体状且每对挡块对应一圆盲孔，一对挡块相对设置在对应的圆盲孔内，所述挡块的内侧端均与所述圆盲孔的内壁通过合页铰接；

一对所述密封塞，其分别设置在一对圆盲孔的外端并将其密封；

其中，当所述密封塞密封所述圆盲孔时，所述弹簧处于非形变状态；当一对挡块转动至其长度方向垂直于圆盲孔的孔壁时，可将圆板卡在其外侧；当一对挡块的长度方向平行于所述圆盲孔的孔壁时，一对挡块不干涉圆板伸出或伸入所述圆盲孔。

优选地，所述内支撑，其包括：

第二螺杆，其两端的外螺纹的旋向相反；

一对第二套筒，其为筒状且具有内螺纹，一对第二套筒的一端分别螺纹连接在所述第二螺杆的两端；

一对所述第二套筒的远离螺杆的另一端相对铰接在支撑围檩上。

本发明至少包括以下有益效果：

一、本发明所述围堰结构形式在一定条件下具有推广使用价值，可广泛适用于相邻承台施工，尤其适用于大高差小净距承台，相邻承台地质条件差异大，且具有不同标高的情形。

二、本发明的结构的新颖性：本发明的结构简单，投入经济，结构稳定可靠，承载力大，周转灵活，减少了钢板桩的安拆，减少了人员投入和缩短了工期。该围堰结构形式简单新颖，力学性能优越，稳定性高，安拆次数少，投入人员、材料少，节约成本。

三、本发明的针对性强：该围堰结构形式针对性强，适用于大高差小净距水中承台基础施工。

四、本发明的隔舱的经济性：由于具有较强的整体性，中隔舱板起到了差异化施工隔离效果，相邻承台基础各自封底混凝土厚度按照各自水头差差异化浇筑，承台区域的吸泥量按照各自所需差异化施工，且板桩根据各自承台水位差和高差的不同而长短不同，减少了材料投入，降低了成本。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的结构的俯视图；

图2为本发明的结构的正视图；

图3为本发明的方板与钢板桩的连接关系示意图；

图4为本发明的隔板本体与其两端的方板的连接关系图；

图5为本发明图3的a处放大图；

图6为本发明图3的b处放大图；

图7为本发明所述第一螺杆的结构示意图；

图8为本发明所述一对挡块转动至垂直于圆盲孔孔壁时的状态图；

图9为本发明所述调节装置的示意图；

图10为图7的c处的放大图；

图11-图17为实施例一的施工流程图。

附图标记说明：1、支撑围檩，2、钢板桩，3、隔板，4、封底混凝土，5、内支撑，6、隔板本体，7、方板，8、调节装置，9、第一螺杆，10、第一套筒，11、弹簧，12、圆板，13、海绵，14、密封塞，15、挡块，16、圆盲孔，17、合页。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-17所示，本发明提供大高差小净距水中承台施工方法，其适用于相邻的两个或两个以上承台，包括以下步骤：

s1、布置钻孔平台，下沉钢护筒，进行钻孔灌注桩施工；

s2、在钢护筒上设置导向装置，并拆除钻孔平台梁系；

s3、以导向装置作为导向，插打迎水面埋深大的承台的钢板桩，再插打相邻埋深浅的承台的钢板桩，确保钢板桩之间通过锁扣合拢，隔板与相邻的两个围堰体系分别封闭成环，使得相邻的承台被同一钢板桩围栏圈住，并通过隔板分舱；

s4、在围堰的分舱内分别带水开挖，逐层安装支撑围檩及内支撑；

s5、在围堰的分舱内分别带水开挖至不同标高基坑底，并分别浇注封底混凝土；

s6、封底混凝土达到强度要求后，将围堰内部的水抽至围堰外部；

s7、割除钢护筒，进行承台施工；

s8、待承台、墩身出水后进行相邻的承台基础施工；

s9、待所有承台基础、墩身出水后，拆除围堰时，先平衡内外水头，逐一拔除钢板桩在承台侧部安装设置。

在该种技术方案中，所述隔板可以是钢板桩。大高差就是相邻两个承台的底标高相差比较大，如果统一整体施工，措施量比较大，而且两个承台的水位差也不一样，导致钢板桩选型长度也不一样。小净距就是相邻两个承台的间距比较小，小到在插打两个承台之间的钢板桩时，只够打一排的，如果打两排，在两排钢板桩之间没有人工操作空间。步骤s4遵循挖泥应遵循分层、对称、缓慢卸荷原则。所述导向装置为单面围檩支架或双面围堰支架，为现有的技术，此处不再赘述。

在另一种技术方案中，所述围堰，包括：

多个钢板桩2，其插设在所有的承台的外围一圈，将所有的承台圈设在内；

多个隔板3，任意两个相邻的承台之间均设置有一隔板3，其用于隔离相邻的承台之间的封底混凝土4，多个所述隔板3与一圈所述钢板桩2配合将每个承台隔离成一独立的分舱；

支撑围檩1，每个分舱的内壁由上至下设置有多层支撑围檩1。

在该种技术方案中，本发明提供的带隔舱的不等长钢板桩围堰，主要针对多个相邻承台的施工。在图1-2中所示以钢板桩围成一圈形式整体包含两个承台为例，相邻承台间设置一层隔板3，起到隔离封底混凝土4的作用，同时两个承台可同步施工，互不影响，解决了相邻承台标高不同，间距短，封底混凝土4厚度不一致、逐个施工时材料、机械、人员的投入较大等缺点。本发明简化了基础施工结构形式，充分利用资源，减少施工措施,节约成本且缩短了工期。钢板桩围栏，为多个钢板桩2通过卡扣连接形成的一个闭环的围栏，该围栏把所有的承台均圈设在内，隔板设置在相邻的承台之间，使得承台之间相互独立。

具体施工方法为钢板桩围栏搭设后，在相邻承台中间位置加打隔板3，安装支撑围檩1及内支撑5，分别底部吸泥后根据各自的承台标高和地质情况来浇筑不同厚度的封底混凝土4，完成后抽水安装模板进行承台施工。其中，隔板插入的深度，根据隔板隔开的相邻的承台的钢板桩的插入深度决定，并与其中深度较深的钢板桩的深度一致。

在另一种技术方案中，所述隔板3为钢板桩。

在该种技术方案中，钢板桩取材方便，但是隔板与两个承台外围的钢板桩进行合拢时，需要焊接、封堵，但是，水下焊接成本比较高，而且不方便。

在另一种技术方案中，所述隔板3包括：

隔板本体6，其长度方向的两端均铰接一对与其等高的方板7，所述方板7的外壁贴合设置一层耐磨橡胶；

对于任意一对所述方板7来说，其分别通过一水平设置的调节装置8与隔板本体6的一竖直侧面连接；

所述调节装置8包括第一螺杆9、一对第一套筒10、两对挡块15及一对密封塞14；

所述第一套筒10均为一端封闭的管状且均有内螺纹，一对第一套筒10敞口端分别通过其内螺纹螺接在所述第一螺杆9的两端，一对第一套筒10的封闭端分别与方板7及隔板本体6铰接，所述第一套筒10上设置有多个与其内腔相通的通孔；

所述第一螺杆9的两端的外螺纹的旋向相反，所述第一螺杆9的两端面均内陷形成一同轴的圆盲孔16，所述圆盲孔16的孔底同轴固定有一弹簧11的一端，所述弹簧11的另一端同轴固定有一圆板12，所述圆板12远离弹簧11的一侧同轴设置有一圆柱状的海绵13，其外径略大于所述第一螺杆9的直径，所述海绵13的外壁设置为螺纹状，且所述海绵13的螺纹状外壁与所述第一套筒10的内螺纹相配合；

两对所述挡块15，其为长方体状且每对挡块对应一圆盲孔16，一对挡块15相对设置在对应的圆盲孔16内，所述挡块15的内侧端均与所述圆盲孔16的内壁通过合页17铰接；

一对所述密封塞14，其分别设置在一对圆盲孔16的外端并将其密封；

其中，当所述密封塞14密封所述圆盲孔时，所述弹簧11处于非形变状态；当一对挡块15转动至其长度方向垂直于圆盲孔16的孔壁时，可将圆板12卡在其外侧；当一对挡块15的长度方向平行于所述圆盲孔16的孔壁时，一对挡块不干涉圆板12伸出或伸入所述圆盲孔。

在该种技术方案中，在钢板桩2施工完成后，根据两个承台合拢处的钢板桩2的位置，调整好方板7与隔板本体6的角度，保证在隔板本体6打插完成后，两对方板7及隔板本体6能将两个承台的外围的钢板桩2隔开成两个完全独立的隔舱，省去了水下焊接的工序，而且，通过方板7外部的橡胶保证了密封性，及实际需要的方板7与隔板3角度与计算的角度存在误差时，仍能较好的密封。

而且，设置了海绵13，第一螺杆9在水下施工时，密封塞14将圆盲孔16密封如图7所示，防止水进入圆盲孔16内部，而在施工完成后，打开密封塞14，海绵13突出于圆盲孔16如图8所示，然后将第一螺杆9两端连接套筒，并转动第一螺杆9，海绵13将套筒内部的水分吸干，方式生锈导致重复使用时，无法调节第一螺杆9深入第一套筒10的深度，从而影响调节方板7与隔板本体6的角度，导致无法密封。若是需要润滑时，用润滑油将海绵13润湿，对第一螺杆9及第一套筒10内部进行润滑、涂布。调节装置与支撑围檩1处于不同的水平面错开设置。一般将调节装置设置在导向架的标高的上方，若调节装置设计在导向架下方，在插打所述隔板本体之前，需要将调节装置的第一螺杆取下，以避开导向架，在插打隔板本体到位后再将调节装置的第一螺杆安装上。当一对挡块15转动至其长度方向垂直于圆盲孔16的孔壁时，如图8所示；当一对挡块15的长度方向平行于所述圆盲孔16的孔壁时，如图7所示。在图7所示的情况下，对于任意一挡块来说，挡块的内侧竖直端面贴合固定一合页17的叶片，而合页17的另一个叶片与挡块紧邻的圆盲孔的内壁贴合固定，并且一对叶片处于垂直状态，如图10所示。海绵13，其外径略大于所述第一螺杆9的直径，指的是海绵处于非压缩状态时，其外径比螺杆大，一般设置大2-3cm。

在另一种技术方案中，所述内支撑5，其包括：

第二螺杆，其两端的外螺纹的旋向相反；

一对第二套筒，其为筒状且具有内螺纹，一对第二套筒的一端分别螺纹连接在所述第二螺杆的两端；

一对所述第二套筒的远离螺杆的另一端相对铰接在支撑围檩上。

在该种技术方案中，将内支撑5设计为一对第二套筒与第二螺杆的组合结构，内支撑5结构与调节装置8的结构相同，见图9，在支撑围檩安装后，螺接第二螺杆的一端至其中一第二套筒内部，将第二螺杆的另一端对着另一个第二套筒，然后将第二螺杆的另一端旋至另一个第二套筒内，即可，该种方式结构简单、且成本低、可拆卸，内支撑的长度可调节，可以适用于不同宽度的围堰。

实施例一

以相邻的两个承台为例，两个承台分别为廊桥承台及主墩承台，其施工的工序如下所述：s1、布置钻孔平台，下沉钢护筒，进行钻孔灌注桩施工；

s2、在钢护筒上设置导向装置，并拆除钻孔平台梁系；

s3、以导向装置作为导向插打钢板桩，如以下步骤一至步骤五：

步骤一：顺向插打廊桥承台钢板桩，即：顺河流走向，先插打廊桥承台的围堰两侧；如图11所示；

步骤二：顺向插打主墩承台的钢板桩，即：顺河流走向，插打主墩承台的围堰的两侧钢板桩；如图12所示；

步骤三：廊桥承台上游钢板桩合拢，即：垂直河流走向，插打廊桥承台的上游一侧的钢板桩，并与步骤一中的两侧钢板桩合拢；如图13所示；

步骤四：主墩承台的上游钢板桩合拢，即：垂直河流走向，插打主墩承台的上游一侧的钢板桩，并与步骤一中的两侧钢板桩合拢，而且将廊桥承台闭环分舱；此步骤中插打的钢板桩即为所述隔板；如图14所示；

步骤五：主墩承台的下游钢板桩合拢，即：垂直河流走向，插打主墩承台的下游一侧的钢板桩，并与步骤二中的两侧钢板桩合拢，将主墩承台闭环分舱；如图15所示；

s4、在围堰的分舱内分别带水开挖，逐层安装支撑围檩1(如图16所示)及内支撑5(如图17所示)；

s5、在围堰的分舱内分别带水开挖至不同标高基坑底，并分别浇注封底混凝土；

s6、封底混凝土达到强度要求后，将围堰内部的水抽至围堰外部；

s7、割除钢护筒，进行承台施工；

s8、待承台、墩身出水后进行相邻的承台基础施工；

s9、待所有承台基础、墩身出水后，拆除围堰时，先平衡内外水头，逐一拔除钢板桩在承台侧部安装设置。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。