深水硬岩无封底钢板桩围堰施工方法技术

深水硬岩无封底钢板桩围堰施工方法，包含以下步骤：1)承台钻孔桩施工同时，同步施工围堰稳固桩，稳固桩位于围堰四角及长边中部；2)钻稳固桩及承台桩基施工完成后，即可进行引孔开槽作业。3)拆除钻孔平台，安装内支撑“Z”型托底牛腿；4)利用起重机将内支撑分层叠加下放至设计标高；5)在钢板桩底部槽口内侧焊接注浆管，钢板桩底部打入开槽区域；6)围堰形成后，将水泥浆注入注浆管内封闭围堰底部透水通道；7)采用大功率抽水设备进行强制抽水并堵漏；8)抽水过程中将内支撑自重由“Z”型托底牛腿转换至围堰侧壁，并将围楞与稳固桩连接；9)抽水结束后进拆除“Z”型托底牛腿，并开始开挖作业等步骤。应用本发明专利技术能替代大部分双壁钢围堰施工方案，大大节省临时围堰工程数量，极大的扩大了钢板桩围堰技术的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
深水硬岩无封底钢板桩围堰施工方法
本专利技术涉及桥梁施工领域，具体涉及一种用于深水硬岩无封底钢板桩围堰施工方法。
技术介绍
桥梁承台施工需要利用围堰来提供作业干环境，国内深水(15m以上水上)及类似硬岩地质条件一般采用对基岩进行水下爆破，然后利用双壁套箱浮运下放到位进行施工，其主要存在以下问题：1、双壁围堰下放作业需要对基岩进行水下爆破，围堰加工难度大、施工需要大量船机设备、且回收困难，成本大，工期长；2、采用双壁钢围堰进行施工，需要大厚度封底混凝土以满足抽水后的基底稳定性要求(一般水深增加2～3m，封底混凝土需要增加1m)，这样便大大增加了基坑开挖的深度，使围堰需要更深的入土锚固，同时使基坑开挖过程中的安全风险成倍增加；3、若采用钢板桩围堰施工，硬岩无法打入，钢板桩入土深度不够，无法施工；4、常规钢板桩围堰，一般采用先抽水后安装内支撑的方法进行施工。但对于深水区的围堰，此方法不能满足高水头作用下的受力要求；5、对于先施工内支撑，传统方法为利用大型浮吊或者分布式千斤顶进行整体式下放，此方法现场拼装工作量大、施工周期长、存在高空作业等问题，且下放方式复杂、安全风险高、且经济性较差。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术提供一种设备简单、操作方便、成本低、快速的深水硬岩钢板桩围堰施工方法。深水硬岩无封底钢板桩围堰施工方法，包含如下步骤：1)承台钻孔桩施工同时，同步施工围堰稳固桩，稳固桩位于围堰内部四角及长边中部；2)钻稳固桩及承台桩基施工完成后，即可进行引孔开槽作业。引孔采用旋挖钻跳孔施工，即先钻奇数孔，后挖偶数孔，或先钻偶数孔，再挖奇数孔，采用圆形孔位叠加的方式形成槽口并回填；3)拆除钻孔平台，安装内支撑“Z”型托底牛腿；4)利用起重机将内支撑分层叠加下放至设计标高；5)在钢板桩底部槽口内侧焊接注浆管，钢板桩底部打入开槽区域；6)围堰形成后，将水泥浆注入注浆管内封闭围堰底部透水通道；7)采用大功率抽水设备进行强制抽水并堵漏；8)抽水过程中将内支撑自重由“Z”型托底牛腿转换至围堰侧壁，并将围楞与稳固桩连接；9)抽水结束后进拆除“Z”型托底牛腿，并开始开挖作业；10)安装最底层内支撑；11)继续开挖至设计标高，铺设透水反滤层；12)浇筑垫层；13)施工承台。在本专利技术的较佳实施例中，所述钢板桩围堰位置距离承台边线2.5m，稳固桩采用8根，位于内支撑角撑附近，稳固桩直径为800mm及1000mm。在本专利技术的较佳实施例中，所述旋挖钻跳孔施工采用钛合金桶钻，引孔底标高位于承台底部2.8m，钻孔直径1.0m。在本专利技术的较佳实施例中，所述内支撑承托及导向装置为Z型梁构造形式，采用单根HN700型钢焊接，单个围堰共设置18道。在本专利技术的较佳实施例中，所述Z型梁，水面上采用采用单根HN500型钢与钢护筒焊接，水面下部分采用单根HN700型钢,一端与钢护筒顶紧，一端悬臂。在本专利技术的较佳实施例中，所述吊装下放的起重设备采用2台50t履带吊。在本专利技术的较佳实施例中，所述内支撑吊装下放采用4吊点进行，待下放内支撑放置于上一层支撑的竖杆顶部，逐层下放后形成整体内支撑围笼。在本专利技术的较佳实施例中，所述注浆管焊接在钢板桩内侧槽口内，注浆管采用φ10cm壁厚6mm钢管焊接于钢板桩槽口内侧，底口采用尖头以便于顺利下放。在本专利技术的较佳实施例中，所述注浆引孔槽口注浆利用钢板桩边缘同步下放的注浆管进行，注浆采用水泥与水玻璃双液浆。在本专利技术的较佳实施例中，所述围楞与稳固桩采用3HN500型钢焊接，每道内支撑处均与稳固桩焊接牢固。在本专利技术的较佳实施例中，所述导渗层铺设通过换填石粉材料，并由此收集底部水体，通过集水盲沟汇集至集水坑，并利用抽水装置排出。本专利技术施工方法，适用于高水头浅覆盖层硬岩或中风化地层，开挖深度20m以内，需围堰辅助施工的水下承台或其它结构物施工，可实现低成本快速作业。本专利技术通过稳固桩、旋挖引孔开槽，解决了硬岩中钢板桩无法打入、围堰整体嵌固深度不足最终影响钢板桩稳定的问题。通过托底分层下放内支撑，可将内支撑无限制下放至任何水深位置，无需传统逆作法施工时的高处作业，避免了大型水上设备的投入，大大提高了施工效率。通过桩底注浆、干开挖设反滤层等措施，解决了围堰底部渗水问题，使无封底施工成为可能。应用本专利技术能替代大部分双壁钢围堰施工方案，大大节省临时围堰工程数量，极大的扩大了钢板桩围堰技术的应用范围。附图说明图1为本专利技术钢板桩围堰平面布置图；图2为本专利技术钢板桩围堰立面布置图；图3为本专利技术引孔布置图；图4为本专利技术内支撑立面布置图；图5为本专利技术“Z”型托梁示意图；图6为本专利技术注浆管与钢板桩位置示意图；图中100钢板桩200稳固桩300注浆管400围堰410第一层抄垫圈梁420第二层抄垫圈梁500内支撑510第一道圈梁520第二道圈梁530第三道圈梁540第四道圈梁550第五道圈梁560第六道圈梁570水平支撑杆580竖向支撑杆590斜向支撑杆600第一层施工承台700第二层施工承台800钢护筒900旋挖钻孔位置具体实施方式参加图1至图6，在钻孔平台上施工承台桩基的同时，进行稳固桩200施工。稳固桩采用4根φ0.8m(位于围堰四角)及4根φ1.0m(位于围堰长边中部)钢筋混凝土桩，稳固桩顶部与围堰400第一层内支撑(第一道圈梁510)标高齐平，底部位于承台底以下6m，进入中分化岩层。稳固桩采用带小型钻头的冲击钻进行施工，内部设置钢筋笼。桩基施工同时，即可分区域进行引孔开槽作业。引孔采用旋挖钻跳孔施工，参见图3，即采用圆形孔位叠加的方式形成槽口，先钻进1号及3号孔位，再施工中间的2号孔位。旋挖钻采用钛合金桶钻，引孔底标高位于承台底部2.8m，钻孔直径1.0m。钻孔平台拆除以后，需要对钢护筒垂直度及河床面标高进行测量，依据测量结果在后场加工“Z”型托底牛腿，参见图5，Z”型托底牛腿由连接型钢2、导向装置3，承托型钢4、支顶型钢5、拼装牛腿6、伸缩装置7及伸缩悬挂铰链8等组成。其中，连接型钢2位于钢护筒800的上端侧面，一端与钢护筒800的侧面垂直焊接，导向装置3上端和连接型钢2的另一端焊接，确保竖直与连接型钢2固定牢固，导向装置3和钢护筒800的轴线平行。该导向装置3为一根型钢。内支撑水下承托型钢4及支顶型钢5设于钢护筒800的下端侧面，内支撑水下承托型钢4及支顶型钢5两者均与导向装置3的下端焊接牢固，支顶型钢5一侧顶住钢护筒实现限位。拼装牛腿6竖直焊接于导向装置3上端的外侧面，根据悬臂长度设置三角牛腿。伸缩装置7放置于拼装牛腿6空腔内部，可实现纵向收缩。伸缩悬挂铰链8与伸缩装置7连接，防止其掉入水中以及产生限位作用。“Z”型托底牛腿制作采用HN700×200型钢进行制作，水面上采用采用单根HN500型钢与钢护筒800焊接，水面下部分采用单根HN700型钢，一端与钢护筒顶紧，一端悬臂，悬臂长度为68cm。然后进行底层内支撑拼装作业，单层内支撑(各层的水平支撑杆570)拼装完毕后，焊接支撑间竖杆(竖向支撑杆580)及斜向支撑杆590，各焊接点检查后便可利用2台50t履带吊进行下放作业，当下放底层内支撑至“Z”型梁底托位置后，自动脱钩，并提升吊具，重新固定临时拼装平台，安装次底层内支撑并下放，依次下放所有内支撑。参见图6，同步注浆管300采用φ10cm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.深水硬岩无封底钢板桩围堰施工方法，包含如下步骤：1)承台钻孔桩施工同时，同步施工围堰稳固桩，稳固桩位于围堰内部四角及长边中部；2)钻稳固桩及承台桩基施工完成后，进行引孔开槽作业；引孔采用旋挖钻跳孔施工，即先钻奇数孔，后挖偶数孔，或先钻偶数孔，再挖奇数孔，采用圆形孔位叠加的方式形成槽口并回填；3)拆除钻孔平台，安装内支撑“Z”型托底牛腿；4)利用起重机将内支撑分层叠加下放装置下放至设计标高；所述叠加下放装置包括导向及承托装置(1)，其焊接于钢护筒(800)，每个钢护筒(800)至少设一个导向及承托装置(1)；其中，导向及承托装置(1)包括连接型钢(2)、导向装置(3)，承托型钢(4)、支顶型钢(5)、拼装牛腿(6)、伸缩装置(7)及伸缩悬挂铰链(8)；5)在钢板桩底部槽口内侧焊接注浆管，钢板桩底部打入开槽区域；6)围堰形成后，将水泥浆注入注浆管内封闭围堰底部透水通道；7)采用大功率抽水设备进行强制抽水并堵漏；8)抽水过程中将内支撑自重由“Z”型托底牛腿转换至围堰侧壁，并将围楞与稳固桩连接；9)抽水结束后进拆除“Z”型托底牛腿，并开始开挖作业；10)安装最底层内支撑；11)继续开挖至设计标高，铺设透水反滤层；12)浇筑垫层；13)施工承台。...

【技术特征摘要】
1.深水硬岩无封底钢板桩围堰施工方法，包含如下步骤：1)承台钻孔桩施工同时，同步施工围堰稳固桩，稳固桩位于围堰内部四角及长边中部；2)钻稳固桩及承台桩基施工完成后，进行引孔开槽作业；引孔采用旋挖钻跳孔施工，即先钻奇数孔，后挖偶数孔，或先钻偶数孔，再挖奇数孔，采用圆形孔位叠加的方式形成槽口并回填；3)拆除钻孔平台，安装内支撑“Z”型托底牛腿；4)利用起重机将内支撑分层叠加下放装置下放至设计标高；所述叠加下放装置包括导向及承托装置(1)，其焊接于钢护筒(800)，每个钢护筒(800)至少设一个导向及承托装置(1)；其中，导向及承托装置(1)包括连接型钢(2)、导向装置(3)，承托型钢(4)、支顶型钢(5)、拼装牛腿(6)、伸缩装置(7)及伸缩悬挂铰链(8)；5)在钢板桩底部槽口内侧焊接注浆管，钢板桩底部打入开槽区域；6)围堰形成后，将水泥浆注入注浆管内封闭围堰底部透水通道；7)采用大功率抽水设备进行强制抽水并堵漏；8)抽水过程中将内支撑自重由“Z”型托底牛腿转换至围堰侧壁，并将围楞与稳固桩连接；9...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，白著，王铁法，陈红开，王禹，费志高，
申请(专利权)人：中交一公局厦门工程有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35