一种浅水基岩地质承台基坑施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁工程技术领域。更具体地说，本发明涉及一种浅水基岩地质承台基坑施工方法。


背景技术：

2.在桥梁承台施工过程中，包括对基坑的开挖与回填施工，针对不同的地质结构所采用的施工方法有所不同，在我国北方地区，由于降水量较少，河道内河水水深较浅，河水流速缓慢，河床上淤积大量的淤泥以及泥沙，无法利用目前的钢板桩构筑钢围堰以及支撑体系，钢板桩长度过长不适用，且地质条件不利于机械设备行走、施工，利用钢套箱施工有利于根据钢管桩情况进行调整，但目前在设置钢套箱及对钢套箱施工时，大多是在钢管桩数量较多的情况下才方便设置导向结构并具有良好的稳固支撑效果来引导钢套箱沿竖向下沉，对于桩基中钢管桩间隔大、数量少的情况，则适用性不佳，影响施工效率，也不利于降低施工成本。


技术实现要素：

3.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。
4.本发明还有一个目的是提供一种浅水基岩地质承台基坑施工方法，以解决现有技术中对浅水基岩地质承台基坑施工效率低的技术问题。
5.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种浅水基岩地质承台基坑施工方法，基坑开挖时包括如下步骤：
6.s1、在施工区域外周设置土石围堰，桩基施工完成后，将土石围堰顶标高降低至水面标高以上30cm处时并进行整平；
7.s2、对钢套箱安装位置进行测量放样，将钢套箱吊装就位；
8.s3、对钢套箱底部进行均衡对称开挖，使钢套箱下沉，直至钢套箱下沉至承台底河底并保持钢套箱顶水平；
9.s4、将钢套箱沉至承台的底部以下60cm，再进行钢套箱内土石清理，浇筑60cm厚的c20混凝土封底；
10.s5、按1:1进行边坡开挖完成，钢套箱按三节进行下沉拼装，分1.5m高一节，依次完成。
11.优选的是，所述承台下的钢管桩对称设置有四个且在水平面内呈矩形分布，所述钢套箱整体呈矩形设置，所述钢套箱包括一对呈c型且相对设置的第一双壁侧板，一对第一双壁侧板的两端之间分别连接一个第二双壁侧板；
12.所述钢管桩的顶部设置有支架结构，支架结构包括支撑帽，支撑帽为环形结构且底部向上开设有环形槽，环形槽与所述钢管桩上端的钢护筒的尺寸配合设置，以扣在钢护筒的顶部，位于矩形短边一侧的两个支撑帽之间沿水平方向连接有内撑杆，每个支撑帽对应在内撑杆相对的一侧向外沿水平方向连接有外撑杆，外撑杆的外端设置有引导组件，引
导组件包括一对竖向设置的限位块，一对限位块相对的一侧相互呈锐角的夹角设置并在一对限位块之间空出三角形的限位空间，引导组件还包括对称设置在一对限位块外侧的第一滑轮组，第一滑轮组的轴向水平设置，支撑帽的顶面向下开设有凹槽，凹槽沿所述钢套箱的长度方向贯通设置，在位于矩形长边一侧的两个支撑帽的凹槽内共同向下嵌入设置有长撑杆，长撑杆的两端分别设置有第二滑轮组，第二滑轮组的轴向水平设置，第一滑轮组、第二滑轮组用于与所述钢套箱的内侧对应面滑动连接，第一双壁侧板与第二双壁侧板的连接处恰好位于一个限位空间内；
13.在对所述钢套箱进行吊装就位时，首先在所有钢护筒的顶端扣设安装固定支撑帽，并使内撑杆、外撑杆的直线方向对准矩形短边相邻的两个所述钢护筒的连线方向，然后对准凹槽沿矩形长边方向嵌入固定两个长撑杆，并使长撑杆的中心对准所述承台的中心，之后向下吊放所述钢套箱，并使四处的第一双壁侧板与第二双壁侧板的连接处恰好位于对应的限位空间内，从而对准所述钢套箱在水平面内的方位，然后继续下放所述钢套箱，第一滑轮组、第二滑轮组在所述钢套箱的内侧表面发生滚动，直至所述钢套箱下降至所需位置，再进行下一节所述钢套箱的吊放。
14.优选的是，每个所述限位块内在朝向所述限位空间的一侧设置有压力传感器，压力传感器通信连接有控制终端，通过控制终端显示每个压力传感器的监测数据，判断在所述第一双壁侧板与所述第二双壁侧板的每个连接处的两侧的压力传感器的数据是否平衡，若均平衡则表示所述钢套箱整体水平，若存在不平衡，则对所述钢套箱的下放力度、角度进行调整。
15.优选的是，所述安装帽的下端沿径向开设有螺栓孔，通过在螺栓孔内拧入螺栓以将所述安装帽的下端紧固在所述钢护筒上。
16.优选的是，最下一节所述钢套箱的所述第一双壁侧板、所述第二双壁侧板的底部内侧向下设置为尖端结构。
17.优选的是，每处的所述第一滑轮组、所述第二滑轮组在竖向上间隔设置有多组。
18.优选的是，所述长撑杆在所述支撑帽上的顶部设置有压杆，压杆将所述长撑杆压紧在所述凹槽内，且压杆的两端与位于所述长撑杆两侧的所述支撑帽的顶面可拆卸固定连接，在所述长撑杆向下嵌入安装到位至所述凹槽内后，通过压杆对所述长撑杆进行竖向的限位固定。
19.本发明至少包括以下有益效果：本发明的浅水基岩地质承台基坑施工方法针对浅水基岩地质，水流速度、水位变化小的特点，设置土石围堰的方式有利于降低施工成本，提高施工效率，采用钢套箱下沉后作为围堰的方式简单快捷，围堰的高度也易控制，将钢套箱设置为连接结构较少的第一双壁侧板和第二双壁侧板，拼接后形成矩形结构，便于预制化制作，连接结构少也有利于减少对连接处漏水的保护成本，在搭设支架结构后，内撑杆对支撑帽起到支撑、连接的作用，通过外撑杆与长撑杆分别对钢套箱的宽度方向、长度方向进行限位支撑，而设置的在水平面内呈三角形的限位空间，用于对准钢套箱的第一双壁侧板与第二双壁侧板的连接处，并能起到更好的挤压限位作用，也有利于夹紧连接处避免渗水，配合限位空间两侧的第一滑轮组、第二滑轮组共同对钢套箱的下放移动进行引导，极大的提高了对钢套箱的施工效率。
20.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
21.图1为本发明的钢套箱与支架结构的俯视结构图；
22.图2为本发明的支架结构的侧视结构图；
23.图3为本发明的一个实施例的引导组件的侧视结构图；
24.图4为图1在第一滑轮组处的放大结构图；
25.说明书附图标记：
26.1、钢护筒，2、钢套箱，3、第一双壁侧板，4、第二双壁侧板，5、支撑帽，6、内撑杆，7、外撑杆，8、限位块，9、限位空间，10、第一滑轮组，11、凹槽，12、长撑杆，13、第二滑轮组，14、第一双壁侧板与第二双壁侧板的连接处，15、压力传感器，16、螺栓，17、压杆。
具体实施方式
27.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。
28.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。
29.如图1-2所示，本发明提供一种浅水基岩地质承台基坑施工方法，基坑开挖时包括如下步骤：
30.s1、在施工区域外周设置土石围堰，桩基施工完成后，将土石围堰顶标高降低至水面标高以上30cm处时并进行整平；
31.s2、对钢套箱2安装位置进行测量放样，将钢套箱2吊装就位；
32.s3、对钢套箱2底部进行均衡对称开挖，使钢套箱2下沉，直至钢套箱2下沉至承台底河底并保持钢套箱2顶水平；
33.s4、将钢套箱2沉至承台的底部以下60cm，再进行钢套箱2内土石清理，浇筑60cm厚的c20混凝土封底；
34.s5、按1:1进行边坡开挖完成，钢套箱2按三节进行下沉拼装，分1.5m高一节，依次完成。
35.针对浅水基岩地质，水流速度较小，水位变化小，设置土石围堰的方式有利于降低施工成本，提高施工效率，采用钢套箱2下沉后作为围堰的方式简单快捷，围堰的高度也易控制。
36.在另一种技术方案中，如图1-4所示，所述承台下的钢管桩对称设置有四个且在水平面内呈矩形分布，所述钢套箱2整体呈矩形设置，所述钢套箱2包括一对呈c型且相对设置的第一双壁侧板3，一对第一双壁侧板3的两端之间分别连接一个第二双壁侧板4；
37.所述钢管桩的顶部设置有支架结构，支架结构包括支撑帽5，支撑帽5为环形结构
且底部向上开设有凹槽11，凹槽11与所述钢管桩上端的钢护筒1的尺寸配合设置，以扣在钢护筒1的顶部，位于矩形短边一侧的两个支撑帽5之间沿水平方向连接有内撑杆6，每个支撑帽5对应在内撑杆6相对的一侧向外沿水平方向连接有外撑杆7，外撑杆7的外端设置有引导组件，引导组件包括一对竖向设置的限位块8，一对限位块8相对的一侧相互呈锐角的夹角设置并在一对限位块8之间空出三角形的限位空间9，引导组件还包括对称设置在一对限位块8外侧的第一滑轮组10，第一滑轮组10的轴向水平设置，支撑帽5的顶面向下开设有凹槽11，凹槽11沿所述钢套箱2的长度方向贯通设置，在位于矩形长边一侧的两个支撑帽5的凹槽11内共同向下嵌入设置有长撑杆12，长撑杆12的两端分别设置有第二滑轮组13，第二滑轮组13的轴向水平设置，第一滑轮组10、第二滑轮组13用于与所述钢套箱2的内侧对应面滑动连接，第一双壁侧板3与第二双壁侧板4的连接处14恰好位于一个限位空间9内；
38.在对所述钢套箱2进行吊装就位时，首先在所有钢护筒1的顶端扣设安装固定支撑帽5，并使内撑杆6、外撑杆7的直线方向对准矩形短边相邻的两个所述钢护筒1的连线方向，然后对准凹槽11沿矩形长边方向嵌入固定两个长撑杆12，并使长撑杆12的中心对准所述承台的中心，之后向下吊放所述钢套箱2，并使四处的第一双壁侧板3与第二双壁侧板4的连接处14恰好位于对应的限位空间9内，从而对准所述钢套箱2在水平面内的方位，然后继续下放所述钢套箱2，第一滑轮组10、第二滑轮组13在所述钢套箱2的内侧表面发生滚动，直至所述钢套箱2下降至所需位置，再进行下一节所述钢套箱2的吊放。
39.将钢套箱2设置为连接结构较少的第一双壁侧板3和第二双壁侧板4，拼接后形成矩形结构，便于预制化制作，连接结构少也有利于减少对连接处漏水的保护成本，在搭设支架结构后，内撑杆6对支撑帽5起到支撑、连接的作用，通过支架的外撑杆7与安装的长撑杆12分别对钢套箱2的宽度方向、长度方向进行限位支撑，而设置的在水平面内呈三角形的限位空间9，用于对准钢套箱2的第一双壁侧板3与第二双壁侧板4的连接处14，限位块在朝向限位空间内的一侧设置具有一定的弹性作用，如表面可覆盖一层较为光滑的胶层，外侧的较大尺寸方便初步的对接，也不会对钢套箱2在下移过程中造成过多的阻碍，靠近内侧即限位空间9横向尺寸越短的地方对连接处的边缘一侧能够起到更好的挤压限位作用，也有利于夹紧连接处避免渗水，配合限位空间9两侧的第一滑轮组10，一方面对限位空间9的两侧起到加固作用，避免承受钢套箱2施加的过大的反作用力，另一方面与第二滑轮组13共同对钢套箱2的下放移动进行引导，支架结构的设置不仅对钢套箱2的下放起到定位、限位的作用，还有利于在下放过程中利用桩基钢护筒1结构进行传力，分散压力，进行内支撑，整体只需将所有第一双壁侧板3和第二双壁侧板4的连接处分别对准一个限位空间9，就能顺利对钢套箱2进行引导下放，极大的提高了对钢套箱2的施工效率。
40.在另一种技术方案中，如图3所示，每个所述限位块8内在朝向所述限位空间9的一侧设置有压力传感器15，压力传感器15通信连接有控制终端，通过控制终端显示每个压力传感器15的监测数据，判断在所述第一双壁侧板3与所述第二双壁侧板4的每个连接处的两侧的压力传感器15的数据是否平衡，若均平衡则表示所述钢套箱2整体水平，若存在不平衡，则对所述钢套箱2的下放力度、角度进行调整。
41.通过设置压力传感器15，实现施工人员对施工状态的可视化监测，便于掌握和分析当前钢套箱2的施工情况，快速的对相关的起吊设备进行调整，保证钢套箱2的施工安全和施工质量。
42.在另一种技术方案中，如图2-3所示，所述安装帽的下端沿径向开设有螺栓孔，通过在螺栓孔内拧入螺栓16以将所述安装帽的下端紧固在所述钢护筒1上。通过设置螺栓孔与螺栓16紧固配合，进一步提高安装帽在钢护筒1上的稳固性。
43.在另一种技术方案中，最下一节所述钢套箱2的所述第一双壁侧板3、所述第二双壁侧板4的底部内侧向下设置为尖端结构。设置为尖端结构便于钢套箱2的底部向下破除淤泥结构下沉。
44.在另一种技术方案中，如图3所示，每处的所述第一滑轮组10、所述第二滑轮组13在竖向上间隔设置有多组。设置多组滑轮，增加与钢套箱2之间的接触面，有利于分散支撑力，在引导钢套箱2下放过程中的上下平衡。
45.在另一种技术方案中，如图1-2所示，所述长撑杆12在所述支撑帽5上的顶部设置有压杆17，压杆17将所述长撑杆12压紧在所述凹槽11内，且压杆17的两端与位于所述长撑杆12两侧的所述支撑帽5的顶面可拆卸固定连接，在所述长撑杆12向下嵌入安装到位至所述凹槽11内后，通过压杆17对所述长撑杆12进行竖向的限位固定。通过设置压杆17便于将长撑杆12固定在支撑帽5上。
46.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。