CN105220703B - 一种基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，其特征是首先在河床面上施工钢板桩形成围堰，在围堰内水下浇筑形成封底混凝土层，由吸泥管将围堰外侧高于封底混凝土层的砂土吸入到钢板围堰内，减少钢板围堰内外砂土高度差；在钢板围堰内逐步抽水并随之安装内支撑，吊运出围堰内砂土临时存放使封底混凝土层的表层外露；在封底混凝土层上设置承台模板，并在钢板桩与承台模板之间安装工字钢形成稳定的承台模板支撑体系；再依次在承台模板中浇筑第一层承台混凝土、混凝土冠梁和第二层承台混凝土，同时将砂土回填在钢板桩和承台模板之间，完成承台混凝土的施工。本发明方法使在陡坡、深水砂质河床上的围堰承台施工易于实施。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程施工，具体涉及深水承台的施工方法。
背景技术
目前，钢板桩围堰在砂质深水河床上施工时，因围堰的着床、入土下沉、固定、封底等施工难度已相当大，当河床坡度较大、围堰尺寸有限条件下承台施工难度很大。因此，在工程设计上通常设置刚度加倍的钢围堰或者尽量避开深水、陡坡、岩质河床等不利地质、地形、水文条件共存的位置。然而，因受到桥梁线位、桥型、跨径、造价等因素限制，上述情况有时无法避免，也就是有时会不可避免的需要在深水砂层设置围堰。而现有技术中没有可靠有效的施工方法能够在此条件下进行施工。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种简单可靠的基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，以使在陡坡、深水砂质河床上的围堰承台施工易于实施。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，其特征是按如下步骤进行：
步骤1：在河床面上、处在承台所在位置处完成钢板桩的锤击插打施工和钢板桩中顶层内支撑的焊接安装施工，形成钢板围堰结构，在所述钢板围堰内进行水下浇筑形成与桩基和钢板桩固结为一体的封底混凝土层，此时钢板围堰外侧砂土层的高度大于钢板围堰内侧砂土层的高度；
步骤2：将吸泥管的底部管口下沉至钢板围堰外侧的砂土层中，利用气举法将钢板围堰外侧周边高于封底混凝土层的砂土吸入到钢板围堰内，减少钢板围堰内外砂土高度差；
步骤3：在钢板围堰内逐步抽水并随之安装钢板围堰内对应水位处的内支撑，抽水与安装内支撑交替进行，直至完成钢板围堰内其余所有的内支撑，此时的钢板围堰内部水体被抽空呈露空状态，吊运出围堰内吸入的砂土进行临时存放，直至使封底混凝土层的表层外露；
步骤4：在封底混凝土层上设置承台模板，在所述钢板桩与承台模板之间呈水平安装工字钢进行支撑，所述工字钢的一端焊接在钢板桩的内侧，另一端抵于承台模板的外部竖向肋板；所述工字钢在钢板桩与承台模板之间成行并成列间隔布置，形成稳定的承台模板支撑体系；
步骤5：在所述承台模板中浇筑完成第一层承台混凝土，将临时存放的砂土作为回填砂回填在第一层承台混凝土所在高度位置上的钢板桩和承台模板之间的空隙中；在所述第一层承台混凝土的顶端浇筑一道混凝土冠梁，形成围挡式受力支撑点；
步骤6：在所述第一层承台混凝土上浇筑第二层承台混凝土，并在所述第二层承台混凝土浇筑完成后将砂土回填到第二层承台混凝土所在高度位置上的钢板桩和承台模板之间的空隙，完成承台混凝土的施工。
本发明基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，其特征是：所述步骤2中减少围堰内外砂土高度差直至等效为呈水平。
本发明基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，其特征是：所述工字钢相邻一行的间距，以及相邻一列的间距均设置为1m。
本发明基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，其特征是：所述混凝土冠梁齐平第一层承台混凝土的顶面，并沿第一层承台混凝土的四周空隙密实浇筑，形成俯视形状为闭合矩形，以所述钢板桩、混凝土冠梁以及第一层承台混凝***同形成围挡式稳定支撑受力面。
本发明基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台模板支撑结构，其结构特点是：在河床面上、处在承台所在位置处施工钢板桩形成钢板围堰，在所述钢板围堰中分别安装顶层内支撑和处在承台模板上方的各道内支撑；在钢板围堰中的封底混凝土层上设置承台模板，在所述钢板桩与承台模板之间呈水平安装工字钢进行支撑，所述工字钢的一端焊接在钢板桩的内侧，另一端抵于承台模板的外部竖向肋板；所述工字钢在钢板桩与承台模板之间成行并成列间隔布置，形成稳定的承台模板支撑体系。
本发明基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台模板支撑结构，其结构特点也在于：所述工字钢相邻一行的间距，以及相邻一列的间距均设置为1m。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明是利用围堰周边砂质土层通过气举法吸入到围堰外，减小围堰内外土压差，形成围堰内外的土压等效平衡，减小通长型钢板桩自身承受弯矩和不平衡力，施工中无需对河床进行预处理，尤其适合深水围堰的施工。
2、本发明方法在施工中减小围堰内外土层差，可增大钢板桩内支撑竖向间距，减少支撑层数，既减低成本，又保障了施工安全性。
3、本发明方法充分利用钢板桩围挡结构作为承台外模支撑结构体系，通过布置工字钢传力连接外模肋板，可有效的减小围堰面积。同时在承台处设置的冠梁有效的承担了钢板桩底部支撑点，很好了完成了体系转换，充当围堰底部支撑。
3、本发明方法、简单可靠，无需复杂的设备，施工成本低、施工可行性高。
附图说明
图1是本发明回砂平衡法施工过程中的立面示意图；
图2是本发明围堰俯视结构示意图；
图3是本发明围挡式结构体系立面示意图；
图4是本发明的承台混凝土俯视结构示意图；
图中标号：1桩基、2封底混凝土层、3钢板桩、4吸泥管、5回填砂、6a顶层内支撑，6b内支撑、7工字钢、8承台模板、9混凝土冠梁、10第一层承台混凝土、11第二层承台混凝土、12承台混凝土。
具体实施方式
本实施例是在如图1所示的环境中修建桥梁承台基础，如图1所示，钢板桩3位于水平面下的河床为砂质河床或其他陡坡土质河床，钢板桩3嵌入式插打至河床深处，且河床面的砂质表面呈较大坡度，故而不适合开槽或其它方法固定钢板桩。
参见图1、图2、图3和图4，本实施例中基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法是按如下步骤进行：
步骤1：在河床面上、处在承台所在位置处完成钢板桩3的锤击插打施工和钢板桩3中顶层内支撑6a的焊接安装施工，形成钢板围堰结构，在所述钢板围堰内进行水下浇筑形成与桩基1和钢板桩3固结为一体的封底混凝土层2，此时钢板围堰外侧砂土层的高度大于钢板围堰内侧砂土层的高度。
步骤2：将吸泥管4的底部管口下沉至钢板围堰外侧的砂土层中，利用气举法将钢板围堰外侧周边高于封底混凝土层2的砂土吸入到钢板围堰内，减少钢板围堰内外砂土高度差，直至等效为呈水平，停止吸泥作业。
步骤3：在钢板围堰内逐步抽水并随之安装钢板围堰内对应水位处的内支撑6b，抽水与安装内支撑交替进行，直至完成钢板围堰内其余所有的内支撑6b，此时的钢板围堰内部水体被抽空呈露空状态，吊运出围堰内吸入的砂土进行临时存放，直至使封底混凝土层2的表层外露。
步骤4：在封底混凝土层2上设置承台模板8，在所述钢板桩3与承台模板8之间呈水平安装工字钢7进行支撑，所述工字钢7的一端焊接在钢板桩3的内侧，另一端抵于承台模板8的外部竖向肋板；所述工字钢7在钢板桩3与承台模板之间成行并成列间隔布置，形成稳定的承台模板支撑体系；工字钢7相邻一行的间距，以及相邻一列的间距均设置为1m。
步骤5：在所述承台模板8中浇筑完成第一层承台混凝土10，将临时存放的砂土作为回填砂5回填在第一层承台混凝土10所在高度位置上的钢板桩3和承台模板8之间的空隙中；在所述第一层承台混凝土10的顶端浇筑一道混凝土冠梁9，形成围挡式受力支撑点；具体实施中，混凝土冠梁9齐平第一层承台混凝土10的顶面，并沿第一层承台混凝土10的四周空隙密实浇筑，形成俯视形状为闭合矩形，以所述钢板桩3、混凝土冠梁9以及第一层承台混凝土10共同形成围挡式稳定支撑受力面。
步骤6：在所述第一层承台混凝土10上浇筑第二层承台混凝土11，并在所述第二层承台混凝土11浇筑完成后将砂土回填到第二层承台混凝土11所在高度位置上的钢板桩和承台模板8之间的空隙，完成承台混凝土12的施工。
具体实施中，围堰的整体形状可以根据施工需要有所不同，包括圆筒形和方筒形，本实施中如图2所示，其俯视为矩形，为此，混凝土冠梁9形成俯视形状为闭合圈梁即可。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台模板支撑结构是在河床面上、处在承台所在位置处施工钢板桩3形成钢板围堰，在所述钢板围堰中分别安装顶层内支撑6a和处在承台模板上方的各道内支撑6b；在钢板围堰中的封底混凝土层2上设置承台模板8，在所述钢板桩3与承台模板8之间呈水平安装工字钢7进行支撑，所述工字钢7的一端焊接在钢板桩3的内侧，另一端抵于承台模板8的外部竖向肋板；所述工字钢7在钢板桩3与承台模板之间成行并成列间隔布置，形成稳定的承台模板支撑体系，工字钢7相邻一行的间距，以及相邻一列的间距均设置为1m。
Claims (4)
1.一种基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，其特征是按如下步骤进行：
步骤1：在河床面上、处在承台所在位置处完成钢板桩(3)的锤击插打施工和钢板桩(3)中顶层内支撑(6a)的焊接安装施工，形成钢板围堰结构，在所述钢板围堰内进行水下浇筑形成与桩基(1)和钢板桩(3)固结为一体的封底混凝土层(2)，此时钢板围堰外侧砂土层的高度大于钢板围堰内侧砂土层的高度；
步骤2：将吸泥管(4)的底部管口下沉至钢板围堰外侧的砂土层中，利用气举法将钢板围堰外侧周边高于封底混凝土层(2)的砂土吸入到钢板围堰内，减少钢板围堰内外砂土高度差；
步骤3：在钢板围堰内逐步抽水并随之安装钢板围堰内对应水位处的内支撑(6b)，抽水与安装内支撑交替进行，直至完成钢板围堰内其余所有的内支撑(6b)，此时的钢板围堰内部水体被抽空呈露空状态，吊运出围堰内吸入的砂土进行临时存放，直至使封底混凝土层(2)的表层外露；
步骤4：在封底混凝土层(2)上设置承台模板(8)，在所述钢板桩(3)与承台模板(8)之间呈水平安装工字钢(7)进行支撑，所述工字钢(7)的一端焊接在钢板桩(3)的内侧，另一端抵于承台模板(8)的外部竖向肋板；所述工字钢(7)在钢板桩(3)与承台模板之间成行并成列间隔布置，形成稳定的承台模板支撑体系；
步骤5：在所述承台模板(8)中浇筑完成第一层承台混凝土(10)，将临时存放的砂土作为回填砂(5)回填在第一层承台混凝土(10)所在高度位置上的钢板桩(3)和承台模板(8)之间的空隙中；在所述第一层承台混凝土(10)的顶端浇筑一道混凝土冠梁(9)，形成围挡式受力支撑点；
步骤6：在所述第一层承台混凝土(10)上浇筑第二层承台混凝土(11)，并在所述第二层承台混凝土(11)浇筑完成后将砂土回填到第二层承台混凝土(11)所在高度位置上的钢板桩和承台模板(8)之间的空隙，完成承台混凝土(12)的施工。
2.根据权利要求1所述的基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，其特征是：所述步骤2中减少围堰内外砂土高度差直至等效为呈水平。
3.根据权利要求1所述的基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，其特征是：所述工字钢相邻一行的间距，以及相邻一列的间距均设置为1m。
4.根据权利要求1所述的基于回砂平衡法条件下围挡式深水承台施工方法，其特征是：所述混凝土冠梁(9)齐平第一层承台混凝土(10)的顶面，并沿第一层承台混凝土(10)的四周空隙密实浇筑，形成俯视形状为闭合矩形，以所述钢板桩(3)、混凝土冠梁(9)以及第一层承台混凝土(10)共同形成围挡式稳定支撑受力面。
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