基于坐底围堰止水结构的水中墩台干法安装工艺的制作方法

本发明涉及一种基于坐底围堰止水结构的水中墩台干法安装工艺，属于水中墩台安装技术领域。

背景技术：

目前，墩台干法安装止水结构采用过大圆筒围堰和双壁锁口钢套箱围堰两种方式。

其中，采用大圆筒围堰，存在如下缺点和不足：①对水上起重设备及大型振沉/振拔设备要求高，费用高；②难以振入承载力较好的砂层等地质；③该工艺振入土层需要有止水层，如无止水层，需对原土质进行止水处理，大大增加施工成本。

采用双壁锁口钢套箱围堰，存在如下的缺点和不足：①仅适用于浅水区施工；②所有竖向锁口均需止水，止水难度大；③通过注水使筒壁与周围混凝土完全脱离有一定难度，围堰整体拔出难度大。④施工过程中易造成局部变形，局部变形后难以拼成整体。

因此，现有的墩台干法安装用止水结构，存在很大的施工困难。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于坐底围堰止水结构的水中墩台干法安装工艺，组装使用方便，适应各种水深条件施工。

为了实现上述目的，本发明采用的基于坐底围堰止水结构的水中墩台干法安装工艺，包括以下步骤：

1）预制沉箱、加工钢结构筒，通过紧固装置将钢结构筒的底部与沉箱连接，组装成围堰止水结构；

2）将该围堰止水结构运输至桥墩安装位置，依靠起重船配合通用吊架起吊该围堰止水结构，将墩台桩基穿入沉箱底板上的预留孔，最后将穿入墩台桩基的围堰止水结构落于简易基床上方；

3）在沉箱上有桩基预留孔的舱格内浇筑水下混凝土，实现沉箱与桩基之间止水；其它舱格内回填密度符合要求的回填料；

4）待水下混凝土达到一定强度后，将钢结构筒内水抽至墩台拟安装底标高以下1m位置，至此完成坐底式围堰止水结构的施工；

5）安装预制墩台，然后浇筑后浇孔；

6）待后浇孔达到设计强度后，向围堰内部注水，当围堰内外水压一致时，拆除钢结构筒与沉箱之间的紧固装置，起重船起吊钢结构筒进行回收再用，完成墩台安装。

作为改进，所述的紧固装置为螺栓。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）本发明中的坐底式围堰止水结构，无需插入土层，本结构安装及拆除过程中不需要大型振沉/振拔设备，且对土层无止水要求，也不存在中粗砂层等地质难以插入的问题，因此，本结构相对于大圆筒围堰具有明显优势。

2）本发明中的坐底式围堰止水结构，钢结构筒拆卸后可循环使用，且可通过配置不同高度的钢结构筒调整围堰高度，能适应各种水深条件施工；另外，本结构仅上下部分组装处需作止水处理，相对于传统的双壁锁口钢套箱围堰工艺所有竖向锁口均需止水，本发明止水难度大大降低；本发明将钢结构筒与沉箱间的紧固装置松开后，依靠起重船将钢结构筒吊除，不存在双壁锁口钢套箱围堰工艺拆除难度大的问题。因此，本发明相对于双壁锁口钢套箱围堰也具有明显优势。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1、通用吊架，2、钢结构筒，3、沉箱，4、水下混凝土，5、墩台桩基，6、后浇孔，7、预制墩台，8、回填料，9、墩台拟安装底标高以下1m位置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，基于坐底围堰止水结构的水中墩台干法安装工艺，包括以下步骤：

1）预制沉箱3、加工钢结构筒2，通过紧固装置将钢结构筒2的底部与沉箱3连接，组装成围堰止水结构，依靠钢结构筒的侧壁与沉箱3外墙之间的止水装置起到止水效果；

2）将该围堰止水结构运输至桥墩安装位置，依靠起重船配合通用吊架1起吊该围堰止水结构，将墩台桩基5穿入沉箱3底板上的预留孔，最后将穿入桩基5的围堰止水结构落于简易基床上方；

3）在沉箱3上有桩基预留孔的舱格内浇筑水下混凝土4，其它舱格内回填密度符合要求的回填料8；

4）待水下混凝土4达到一定强度后，将钢结构筒2内水抽至墩台拟安装底标高以下1m位置9，至此完成坐底式围堰止水结构的施工；

5）安装预制墩台7，然后浇筑后浇孔6；

6）待后浇孔6达到设计强度后，向围堰内部注水，当围堰内外水压一致时，拆除钢结构筒2与沉箱3之间的紧固装置，起重船起吊钢结构筒2进行回收再用，完成墩台安装。

在具体的施工过程中，沉箱3的高度根据沉箱3与墩台桩基5之间止水以及围堰内抽水状态下的结构受力需要确定。

作为改进，所述的紧固装置为螺栓。

在具体的施工过程中，所述的回填料是满足围堰内抽水状态下配重要求的材料。

本发明通过钢结构筒壁与重力式沉箱及沉箱内桩基构成组合式坐底结构，形成止水围堰。沉箱对应桩基仓格设置预留孔，通过浇筑水下混凝土使沉箱与桩基形成整体，其他仓格回填密度符合要求的回填料。利用桩基抗拔力、重力式沉箱及内部回填料浮重力克服围堰内抽水状态下结构的上浮力，为墩台安装提供干法施工作业环境。

其中，本发明克服上浮力主要利用桩基抗拔力，对沉箱及内部回填料重量要求比较低，沉箱高度小，对沉箱下地基承载力要求比较低。

本发明中的坐底式围堰止水结构，无需插入土层，本结构安装及拆除过程中不需要大型振沉/振拔设备，且对土层无止水要求，也不存在中粗砂层等地质难以插入的问题，因此，本结构相对于大圆筒围堰具有明显优势。

本发明中的坐底式围堰止水结构，钢结构筒拆卸后可循环使用，且可通过配置不同高度的钢结构筒壁调整围堰高度，能适应各种水深条件施工；另外，本结构仅上下部分组装处需作止水处理，相对于传统的双壁锁口钢套箱围堰工艺所有竖向锁口均需止水，本发明止水难度大大降低；本发明将钢结构筒与沉箱间的紧固装置松开后，依靠起重船将钢结构筒吊除，不存在双壁锁口钢套箱围堰工艺拆除难度大的问题。因此，本发明相对于双壁锁口钢套箱围堰也具有明显优势。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开基于坐底围堰止水结构的水中墩台干法安装工艺，包括步骤：1）预制沉箱、加工钢结构筒，将钢结构筒与沉箱连接，组装成围堰止水结构；2）将该止水结构运输至桥墩安装位置，起吊，将墩台桩基穿入沉箱底板上的预留孔，将围堰止水结构落于简易基床上方；3）在沉箱上有桩基预留孔的舱格内浇筑水下混凝土，其它舱格内回填密度符合要求的回填料；4）待水下混凝土达到一定强度后，将钢结构筒内水抽至墩台拟安装底标高以下1m位置；5）安装预制墩台，浇筑后浇孔；6）待后浇孔达到设计强度后，向围堰内部注水，当围堰内外水压一致时，拆除钢结构筒与沉箱间的紧固装置，起吊钢结构筒进行回收再用。本发明组装使用方便，适应各种水深条件施工。

技术研发人员：孙业发;王春冉;张全林;薛春刚;马云洁;罗一
受保护的技术使用者：中交第一航务工程局有限公司;中交一航局第五工程有限公司
技术研发日：2018.10.24
技术公布日：2019.01.04