CN108532608A - 一种深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法 - Google Patents

一种深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,属于桥梁建设技术领域。该方法包括:着床前***、初步定位、第一次粗调定位、第二次精准定位、垂直调整***安装,垂直度调整等步骤。本发明提供的深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,具有结构简单,操作方便快捷可靠,垂直度控制精度高的特点,可广泛应用于桥梁等工程。

Description

一种深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法
技术领域
本发明涉及一种深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,属于桥梁建设技术领域。
背景技术
随着桥梁工程的快速发展,跨河、跨海大桥等深水基础桥梁的建设逐年增多,在长江中上游及其支流,河床多为裸岩,无覆盖层,设计时考虑到后期航道长远规划需求,一般将基础设计为低桩承台,需采用水下***技术,达到基础施工所需的条件。在深水裸岩地质条件下,基础一般采用双壁钢围堰“先堰后桩”法施工,钢围堰作为挡水结构,兼作桩基钢护筒下放导向结构及施工钻孔平台承重结构,由于围堰所处位置水深,围堰高度大,因此对于钢围堰平面位置精度及垂直度要求高,然而由于深水条件下水下***基底无法保证平整且水流速度大,因此在钢围堰进行定位时,导致钢围堰平面控制及垂直度偏控制困难,对于大直径的钢围堰其平面控制及垂直度偏控制更加困难。
传统钢围堰定位,采用多艘定位船进行水平定位,采用隔舱均匀注水控制垂直度,但由于个别航道宽度限制,采用大型船舶定位影响航道运输,甚至导致航道短时间内停运,直接影响航道通航安全,安全防护工程量大、风险高;同时在钢围堰刃脚一部分触底后,继续注水,并不能保证钢围堰的垂直度,或采用锚固于河床的钢护定位钢筒桩进行钢围堰定位,然而采用此方法需提前在深水基础位置施工桩基,其施工难度大、安全风险高、措施费用高。
现有公开技术中,如公开号:CN102383436A《一种双壁钢围堰的精确定位施工方法》介绍了倾斜裸岩面和浅覆盖层地质条件下的钢围堰定位,主要方法是在先钢围堰周围布置临时定位桩,然后下放钢护筒,通过钻孔灌注混凝土,使钢护筒锚固,然后将钢围堰与钢护筒连接,作为钢围堰下放导向。此方法适用于高桩承台基础,对于低桩承台实用性差,造价太高,耗费周期太长,且钢护筒必须高于水面,方可进行围堰定位,然而深水区域长大钢护筒的垂直度采用此方法无法得到保证。
发明内容
本发明要解决技术问题是:克服上述技术的缺点,提供一种双壁钢围堰定位方法,用于深水裸岩工况下钢围堰精确定位施工。
为了解决上述技术问题,本发明提出的技术方案是:一种深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,包括如下步骤:
(1)深水基础水下***、清碴,而后测量基坑平面位置的基底高程,确保符合深水基础相关施工规范及设计要求,确认满足圆形双壁钢围堰刃脚着床条件;
(2)将双壁钢围堰的首节初步定位至设计位置;
(3)在所述双壁钢围堰的首节内侧壁沿着圆周均布若干竖向导向轨道;接高所述双壁钢围堰,同步接长所述导向轨道;
(4)当所述双壁钢围堰接高完毕,在所述双壁钢围堰顶口以下2-3m的外侧壁均布若干锚环,采用钢丝绳将所述锚环与岸边地锚、水中混凝土锚碇连接;
(5)将全站仪配套的棱镜放置在所述双壁钢围堰顶,采用所述全站仪测量所述双壁钢围堰的平面位置及高程,对所述双壁钢围堰进行定位;
(6)向所述双壁钢围堰的壁仓内注水,使其下沉,过程中实时采用平面控制***调整所述双壁钢围堰的平面位置,保持所述双壁钢围堰顶口标高相同;当所述双壁钢围堰的环向刃脚底部将要触及河床时,在所述承载钢管上安装反扣轮,并使所述导向轨道与所述反扣轮配合;在所述导向轨道顶端安装反力托架,在所述承载钢管上安装千斤顶,所述千斤顶位于所述反力托架下方,并能够推动所述反力托架;所述承载钢管底部具有混凝土桩;
(7)当所述混凝土桩触及河床,且已受力稳定后,锁定所述平面控制***,继续向所述双壁钢围堰的壁仓注水,直至向所述双壁钢围堰的环向刃脚完全着床,过程中使用所述千斤顶调整所述双壁钢围堰的垂直度;
(8)当所述双壁钢围堰着床稳定后,紧贴所述双壁钢围堰的外壁抛填砂袋,抛填高度为3-5m,并沿所述双壁钢围堰的内侧壁,在底部的环向刃脚位置堆码水泥沙袋,堆码高度1m,然后解除所述千斤顶的支撑,而后继续向所述双壁钢围堰的壁仓注水,待垂直度满足要求后,拆除所述千斤顶及承载钢管。
上述方案进一步的改进在于:所述步骤(2)中,采用多波束测深仪结合GPS定位测量基坑平面位置的基底高程,符合深水基础相关施工规范及设计要求后,采用三维软件模拟出所述双壁钢围堰的下部环形刃脚所处位置基底的平整度,再次确认圆形双壁钢围堰刃脚着床条件。
上述方案进一步的改进在于:所述步骤(3)中,在所述双壁钢围堰的首节内侧壁沿着圆周间隔60度均布竖向导向轨道。
上述方案进一步的改进在于:所述步骤(3)中,利用所述双壁钢围堰的全焊水密结构自浮原理,采用浮吊船、定位船进行竖向分节、环向分块对称接高。
上述方案进一步的改进在于:所述步骤(4)中,在所述双壁钢围堰顶口以下2-3m的外侧壁均布6个锚环;并通过浮吊船采用所述钢丝绳将所述锚环与岸边地锚、水中混凝土锚碇连接,岸边地锚安装在指定位置;水中混凝土锚碇抛掷在指定位置,其中岸边地锚3个,水中混凝土锚碇3个。
上述方案进一步的改进在于:所述步骤(6)中,所述平面控制***由所述锚环、所述岸边地锚、所述水中混凝土锚、所述钢丝绳和卷扬机组成。
本发明提供的水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,通过锚环精确调整钢围堰的平面位置,通过千斤顶精确调整钢围堰的竖直度,采用承载钢管桩适应***基坑不平整岩,具有结构简单,操作方便快捷可靠,垂直度控制精度高的特点,可广泛应用于桥梁等工程。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个优选的实施例结构示意图。
图2为图1的俯视结构示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例的深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,使用由平面控制***、垂直控制***及测量***;应用于深水裸岩地质“先堰后桩”法钢围堰精确定位施工,解决在深水裸岩条件下,***基坑不平整及水流速度大等不利工况造成钢围堰平面位置及钢围堰的垂直度控制困难的问题。如图1,其中平面控制***包括锚环8、岸边地锚12、水中混凝土锚13、钢丝绳9和卷扬机11;垂直控制***包括千斤顶6、反力托架7、导向轨道2、反扣轮3、承载钢管4;如图2,测量***包括多波束测深仪、GPS定位全站仪和若干配套棱镜14等。
本实施例的深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法具体包括以下步骤:
(1)深水基础水下***、清碴形成深水基坑,完成后,采用多波束测深仪结合GPS定位精确测量基坑平面位置及基底高程,符合深水基础相关施工规范及设计要求后,采用三维软件模拟出圆形双壁钢围堰1下部的环形刃脚所处位置基底的平整度,再次确认双壁钢围堰1的刃脚着床条件;
(2)深水基坑具备双壁钢围堰1着床初步条件后,采用双壁钢围堰1首节整体浮运的施工方法将双壁钢围堰1的首节初步定位至设计位置;
(3)在双壁钢围堰1内侧壁均布六根竖向导向轨道2,间隔角度为60°,并保证导向轨道2的垂直度,过程中利用双壁钢围堰1全焊水密结构自浮原理,采用浮吊船、定位船进行竖向分节、环向分块对称接高双壁钢围堰1,接高的同时同步接长导向轨道2;确保每节的垂直度符合规范要求,同时制作承载钢管4,在承载钢管4浇筑混凝土桩5;
(4)当双壁钢围堰1接高完毕时,在双壁钢围堰1顶口以下2-3m外侧壁均布六个锚环8,间隔角度为60°,通过浮吊船使用钢丝绳9将锚环8与三个岸边地锚12、三个水中混凝土锚碇13连接,其中岸边地锚12安装在指定位置,水中混凝土锚碇13抛掷在指定位置;如此,完成双壁钢围堰1的第一次粗调定位;
(5)在第一次粗调定位完成后,将三个全站仪配套棱镜分别放置在双壁钢围堰1顶,鼎形布置,间隔角度120°,采用全站仪精确测量双壁钢围堰1的平面位置及高程,进行第二次精准定位;
(6)第二次精准定位完成后,使用水泵向双壁钢围堰1的壁仓内均匀注水,使其下沉,过程中实时采用平面控制***调整双壁钢围堰1的平面位置,并控制双壁钢围堰的顶口标高相同,当双壁钢围堰1的刃脚底部将要触及河床时,在承载钢管4上安装反扣轮3,并将反扣轮3与在导向轨道2配合好,使得导向轨道2能够相对承载钢管4上下移动;反扣轮3与承载钢管4焊接在一起;在导向轨道2顶端安装反力托架7,在承载钢管4上安装千斤顶6,千斤顶6位于反力托架7下方,并能够推动反力托架7;
(7)当承载钢管4的混凝土桩5触及河床,且已受力稳定后,锁定平面控制***,继续向双壁钢围堰1的壁仓均匀注水,直至双壁钢围堰1的刃脚完全着床,过程中采用千斤顶6精调双壁钢围堰1的垂直度;
(8)当双壁钢围堰1着床稳定后,紧贴双壁钢围堰1的外壁抛填砂袋17,抛填高度控制在3-5m,沿双壁钢围堰的内侧壁,在其底部的刃脚位置采用潜水员堆码水泥沙袋16,堆码高度控制在1m左右;起到封堵刃脚位置基底岩坑及进一步稳固双壁钢围堰1的作用;然后将千斤顶6卸载,使千斤顶6不在提供支撑力;继续向双壁钢围堰1的壁仓均匀注水,待垂直度满足要求后,拆除千斤顶6及承载钢管4;如果条件允许,也可以拆除反扣轮3;如此,即完成了深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法;
(9)当双壁钢围堰水下精准定位完成后,采用浮吊船及其他辅助设备定位下放桩基钢护筒定位架及钢护筒,而后再进行钢围堰封底作业等。
本实施例中,通过不同位置的卷扬机11的拉动,来实现双壁钢围堰1的水平调整,通过不同位置的千斤顶6的推动,来实现双壁钢围堰1的垂直度的调整,这样,通过全站仪实时监测钢围堰的平面位置及高差作为调整依据,即可实现精确调整调整。
本发明不局限于上述实施例的具体技术方案,除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换形成的技术方案,均为本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)深水基础水下***、清碴,而后测量基坑平面位置的基底高程,确保符合深水基础相关施工规范及设计要求,确认满足圆形双壁钢围堰刃脚着床条件;
(2)将双壁钢围堰的首节初步定位至设计位置;
(3)在所述双壁钢围堰的首节内侧壁沿着圆周均布若干竖向导向轨道;接高所述双壁钢围堰,同步接长所述导向轨道;
(4)当所述双壁钢围堰接高完毕,在所述双壁钢围堰顶口以下2-3m的外侧壁均布若干锚环,采用钢丝绳将所述锚环与岸边地锚、水中混凝土锚碇连接;
(5)将全站仪配套的棱镜放置在所述双壁钢围堰顶,采用所述全站仪测量所述双壁钢围堰的平面位置及高程,对所述双壁钢围堰进行定位;
(6)向所述双壁钢围堰的壁仓内注水,使其下沉,过程中实时采用平面控制***调整所述双壁钢围堰的平面位置,保持所述双壁钢围堰顶口标高相同;当所述双壁钢围堰的环向刃脚底部将要触及河床时,在所述承载钢管上安装反扣轮,并使所述导向轨道与所述反扣轮配合;在所述导向轨道顶端安装反力托架,在所述承载钢管上安装千斤顶,所述千斤顶位于所述反力托架下方,并能够推动所述反力托架;所述承载钢管底部具有混凝土桩;
(7)当所述混凝土桩触及河床,且已受力稳定后,锁定所述平面控制***,继续向所述双壁钢围堰的壁仓注水,直至向所述双壁钢围堰的环向刃脚完全着床,过程中使用所述千斤顶调整所述双壁钢围堰的垂直度;
(8)当所述双壁钢围堰着床稳定后,紧贴所述双壁钢围堰的外壁抛填砂袋,抛填高度为3-5m,并沿所述双壁钢围堰的内侧壁,在底部的环向刃脚位置堆码水泥沙袋,堆码高度1m,然后解除所述千斤顶的支撑,而后继续向所述双壁钢围堰的壁仓注水,待垂直度满足要求后,拆除所述千斤顶及承载钢管。
2.根据权利要求1所述的深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,其特征在于:所述步骤(2)中,采用多波束测深仪结合GPS定位测量基坑平面位置的基底高程,符合深水基础相关施工规范及设计要求后,采用三维软件模拟出所述双壁钢围堰的下部环形刃脚所处位置基底的平整度,再次确认圆形双壁钢围堰刃脚着床条件。
3.根据权利要求1所述的深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,其特征在于:所述步骤(3)中,在所述双壁钢围堰的首节内侧壁沿着圆周间隔60度均布竖向导向轨道。
4.根据权利要求1所述的深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,其特征在于:所述步骤(3)中,利用所述双壁钢围堰的全焊水密结构自浮原理,采用浮吊船、定位船进行竖向分节、环向分块对称接高。
5.根据权利要求1所述的深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,其特征在于:所述步骤(4)中,在所述双壁钢围堰顶口以下2-3m的外侧壁均布6个锚环;并通过浮吊船采用所述钢丝绳将所述锚环与岸边地锚、水中混凝土锚碇连接,岸边地锚安装在指定位置;水中混凝土锚碇抛掷在指定位置,其中岸边地锚3个,水中混凝土锚碇3个。
6.根据权利要求1所述的深水钻孔嵌岩基础双壁钢围堰精准定位着床方法,其特征在于:所述步骤(6)中,所述平面控制***由所述锚环、所述岸边地锚、所述水中混凝土锚、所述钢丝绳和卷扬机组成。
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