CN108824471A - 一种深水裸岩群桩基础及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于土木工程领域，具体涉及一种深水裸岩群桩基础及其施工方法，包括至少一个群桩基础单元，群桩基础单元包括一对相对设置的钢管桩、一对设置在钢管桩之间的护筒、设置在钢管桩上方的加强层以及与钢管桩对应的承台，钢管桩底部浇筑有包裹钢管桩的混凝土，钢管桩上部焊接有交叉设置的加强筋；所述加强层底部固定有第一连接件，第一连接件底部与钢管桩顶部固定，承台固定在加强层顶部，承台一侧与护筒固定连接。本发明记述的深水裸岩群桩基础整体结构更稳定，节省施工材料，其施工方法适用于各类深水环境，施工效率高。

Description

一种深水裸岩群桩基础及其施工方法
技术领域
本发明属于土木工程领域，具体涉及一种深水裸岩群桩基础及其施工方法。
背景技术
跨江海长大桥梁工程一般位于深水环境中，其采用的基础形式包括沉井(箱) 基础、管桩基础、钻孔桩基础、双壁钢围堰钻孔桩复合基础、套箱围堰等。其中桩基础是较为普遍的基础形式，是因为其能够穿透土层到达较深的持力层；而在深水基础施工中，高桩承台群桩基础方案比其他基础形式在适应自然建设条件、降低施工难度、缩短施工周期、节约造价等方面具有相当大的优势，且能够满足长大桥梁工程在正常使用状态下的功能和安全要求，这也使得它成为跨江海长大桥梁广泛采用的基础形式。现有深水裸岩群桩基础的设计和施工方法较少，施工速度较慢，且造价昂贵，不利于该类设计普及。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，从而提供一种深水裸岩群桩基础及其施工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种深水裸岩群桩基础，包括至少一个群桩基础单元，其特征在于：群桩基础单元包括一对相对设置的钢管桩、一对设置在钢管桩之间的护筒、设置在钢管桩上方的加强层以及与钢管桩对应的承台，钢管桩底部浇筑有包裹钢管桩的混凝土，钢管桩上部焊接有交叉设置的加强筋；所述加强层底部固定有第一连接件，第一连接件底部与钢管桩顶部固定，承台固定在加强层顶部，承台一侧与护筒固定连接。
进一步的，所述承台与加强层之间设有与两者固定连接的第二连接件。
进一步的，所述钢管桩为630不锈钢钢管桩。630不锈钢衰减性能好，抗腐蚀疲劳及抗水滴性能强，能够保证钢管桩有更长的使用寿命。
进一步的，所述加强筋为16槽钢加强筋。
进一步的，所述第一连接件为双拼36工字钢。使用工字钢作为连接件，保证了连接处的侧向刚度大，抗弯能力强，同时工字钢连接、加工、安装简便，与一般型钢相比，成本低，残余应力小，能够节约钢结构制作成本。
进一步的，所述加强层为双拼25槽钢。双拼槽钢的结构能够改变建筑结构的着力点，节省材料的同时实现一样的加强效果。
进一步的，所述第二连接件为16工字钢。使用工字钢作为连接件，保证了连接处的侧向刚度大，抗弯能力强，同时工字钢连接、加工、安装简便，与一般型钢相比，成本低， 残余应力小，能够节约钢结构制作成本。
上述深水裸岩群桩基础的施工方法，具体步骤如下：
a、 通过地勘了解施工地点的地质结构，根据地质条件选择嵌岩深度；
b、根据施工地点所处的地理环境，使用浮台固定临时钢管桩；
c、 通过临时钢管桩设置导向架，搭设桩基施工操作平台；
d、使用冲击钻来进行桩基础的成孔；
e、 放置钢管桩；
f、 ***护筒，振沉护筒；
g、安置固定承台；
h、除去浮台、临时钢管桩以及导向架。
上述方法步骤e中放置钢管包括将钢管桩***，进行水下混凝土灌注。水下灌注混凝土是一步关键工序，因为桩孔的灌注时间长，容易发生堵管、顶管、顶面混凝土初凝等问题，因此采用大直径导管能够提高混凝土浇筑效率。
上述方法步骤d中冲击钻在打孔时根据地质进行钻头的调换，对应铁板沙层使用三翼刮刀，对应黏土层使用滚刀钻头。
本发明和现有技术相比，具有以下优点和效果：所设计的群桩基础整体结构更稳定，节省施工材料，同时施工效率高。
附图说明
图1为本发明中群桩基础单元的结构图。
图2为实施例的流程示意图。
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例。
如图1所示，本实施例包括至少一个群桩基础单元。群桩基础单元包括一对相对设置的钢管桩1、一对设置在钢管桩1之间的护筒2、加强层3以及与钢管桩1对应的承台4。钢管桩1为630不锈钢钢管桩，630不锈钢衰减性能好，抗腐蚀疲劳及抗水滴性能强，能够保证钢管桩1有更长的使用寿命。钢管桩1底部***深水底部的泥土中，钢管桩1底部外侧浇筑有混凝土11，该混凝土11将钢管桩1***泥土部分完全包裹。钢管桩1上部焊接有加强筋12，加强筋12互相交错，具体的，所设的加强筋12为16槽钢加强筋12。
加强层3位于钢管桩1上方，加强层3为双拼25槽钢，双拼槽钢的结构能够改变建筑结构的着力点，节省材料的同时实现一样的加强效果。加强层3底部固定有第一连接件5，第一连接件5底部与钢管桩1顶部固定。所设的第一连接件5为工字钢，本实施例中该工字钢为双拼36工字钢。使用工字钢作为连接件，保证了连接处的侧向刚度大，抗弯能力强，同时工字钢连接、加工、安装简便，与一般型钢相比，成本低， 残余应力小，能够节约钢结构制作成本。
本实施例中，每一钢管桩1对应设置有一承台4，该承台4位于加强层3顶部，承台4与加强层3之间设有与两者固定连接的第二连接件6，具体的，第二连接件6为16工字钢。此外，承台4的一侧与护筒2固定连接。相较传统的一体承台4，本实施例中所用的承台4结构更小，能够节省材料，便于施工，同时与护筒2相接，保证了结构上的稳定性。
上述深水裸岩群桩基础的施工方法，如图2所示，具体步骤如下：
a、通过地勘了解施工地点的地质结构，根据地质条件选择嵌岩深度；
b、根据施工地点所处的地理环境，使用浮台固定临时钢管桩1；
c、通过临时钢管桩1设置导向架，搭设桩基施工操作平台；
d、使用冲击钻来进行桩基础的成孔；
e、放置钢管桩1；
f、***护筒2，振沉护筒2；
g、安置固定承台4；
h、除去浮台、临时钢管桩1以及导向架。
上述方法步骤e中放置钢管包括将钢管桩1***，进行水下混凝土11灌注。水下灌注混凝土11是一步关键工序，因为桩孔的灌注时间长，容易发生堵管、顶管、顶面混凝土11初凝等问题，因此采用大直径导管（Φ350mm导管）能够提高混凝土11浇筑效率。
上述方法步骤d中冲击钻在打孔时根据地质进行钻头的调换。深水底部地质复杂，在面对铁板砂层时钻头磨损大，工程进尺缓慢，且基岩面倾斜坡度大，易斜孔；在面对黏土层极易糊钻，需要经常提钻清理，影响钻进效率。因此对应铁板沙层使用三翼刮刀，对应黏土层使用滚刀钻头。
本发明所记述的深水裸岩群桩基础结构稳定，能够节省施工材料，利于普及。该深水裸岩群桩基础的施工方法适用于各类深水环境，施工效率高。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种深水裸岩群桩基础，包括至少一个群桩基础单元，其特征在于：群桩基础单元包括一对相对设置的钢管桩、一对设置在钢管桩之间的护筒、设置在钢管桩上方的加强层以及与钢管桩对应的承台，钢管桩底部浇筑有包裹钢管桩的混凝土，钢管桩上部焊接有交叉设置的加强筋；所述加强层底部固定有第一连接件，第一连接件底部与钢管桩顶部固定，承台固定在加强层顶部，承台一侧与护筒固定连接。
2.根据权利要求1 所述的深水裸岩群桩基础，其特征在于：所述承台与加强层之间设有与两者固定连接的第二连接件。
3.根据权利要求1 所述的深水裸岩群桩基础，其特征在于：所述钢管桩为630不锈钢钢管桩。
4.根据权利要求1 所述的深水裸岩群桩基础，其特征在于：所述加强筋为16槽钢加强筋。
5.根据权利要求1 所述的深水裸岩群桩基础，其特征在于：所述第一连接件为双拼36工字钢。
6.根据权利要求1 所述的深水裸岩群桩基础，其特征在于：所述加强层为双拼25槽钢。
7.根据权利要求2所述的深水裸岩群桩基础，其特征在于：所述第二连接件为16工字钢。
8.根据权利要求1-7任意一所述的深水裸岩群桩基础的施工方法，其特征在于，步骤如下：
A、通过地勘了解施工地点的地质结构，根据地质条件选择嵌岩深度；
B、根据施工地点所处的地理环境，使用浮台固定临时钢管桩；
C、通过临时钢管桩设置导向架，搭设桩基施工操作平台；
D、使用冲击钻来进行桩基础的成孔；
E、放置钢管桩；
F、***护筒，振沉护筒；
G、安置固定承台；
H、除去浮台、临时钢管桩以及导向架。
9.根据权利要求8所述的深水裸岩群桩基础的施工方法，其特征在于：步骤e中放置钢管桩包括钢管桩***，进行水下混凝土灌注。
10.根据权利要求8所述的深水裸岩群桩基础的施工方法，其特征在于：步骤d中冲击钻在打孔时根据地质进行钻头的调换，对应铁板沙层使用三翼刮刀，对应黏土层使用滚刀钻头。
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