一种海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法技术

本发明专利技术公开了一种海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法，应用于海域深水的悬索桥锚碇基础建设，包括地基处理步骤、搭设辅助钢平台步骤、钢导墙施工步骤、地连墙槽段划分步骤、II期槽回填砂步骤、I期槽施工步骤、II期槽施工步骤。通过前期进行地基处理改善地质条件、搭设辅助钢平台创造陆域工作条件、将钢管桩定位插打至地连墙轴线的内外侧、再进行地连墙的施工处理，为后期基坑开挖实现支护、挡水挡浪的作用。本发明专利技术解决了现有技术中海上悬索桥深水锚碇建设需要围堰筑岛并存在的施工塌孔、工期较长、工后拆除等技术难题，降低了施工风险、缩短了施工工期，为跨海通道千米级悬索桥的建设应用提供了一种新的技术方法。

A construction method of steel guide wall foundation for deepwater anchorage foundation in sea area

【技术实现步骤摘要】
一种海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法
本专利技术涉及土木工程领域，具体涉及一种海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法，更具体地说，涉及一种适用于深水悬索桥的锚碇基础施工的钢导墙式地连墙基础的施工方法。
技术介绍
目前千米级跨江悬索桥的锚碇采用重力式锚碇的结构形式，重力式锚碇又包括有锚碇主体和锚碇基础两部分。现有的重力式锚碇，其建造需要进行基坑开挖，前期需要采用地连墙基础的技术来对基坑开挖实现支护作用，且需要选址建设在地质条件较好的岸上。常规地质条件下的锚碇地连墙基础的施工技术已经相对成熟，但是对于离岸的海域深水悬索桥而言，由于锚碇身处海相淤泥较厚的大海，平均水深在10米左右，地质条件不能达到要求，直接进行常规地连墙的开槽施工是不可行的。目前国内外罕有类似深水锚碇建设案例可供参考借鉴。已知的常规方案为采用钢管桩围堰+吹砂填筑+地基处理的围堰筑岛思路：如图1所示，采用钢管(板)桩结合，围堰外侧设置钢箱围箍10，形成岛体20；在岛体20内回填中粗砂；在淤泥层采用水泥搅拌桩30进行地基加固，再做冲刷防护；最后用常规的地连墙施工方法来制造出地连墙40。总的来说，该技术方案就是先在深水域处形成稳定的岛体陆域环境，以具备连续墙施工成槽的地质条件，才能进行后续的地下连续墙施工。这种常规方法的施工技术成熟、结构受力合理，但一般只适用于浅水区域的平缓河床，且存在三个不足：一、成槽塌孔风险。深水区围堰筑岛需要在原河床顶面15～20m厚度的软弱淤泥层上填筑10m的中粗砂，严重打破了原河床土体的平衡，虽然岛体周围由强劲钢管桩围堰护住，但围堰内外两侧的流朔态淤泥、粉砂土体在短时间内处于不稳定状态，容易导致在地连墙的铣槽施工过程中出现塌孔现象，造成严重的施工质量事故。二、工期风险。围堰筑岛工程量大、工期较长，又由于河床土体稳定性被打破，对海洋环境影响也较大，且在筑岛成型后需要静置等待3个月甚至更长时间，待沉降稳定后方可进行地连墙的铣槽施工。三、工后处理风险。围堰筑岛一般采用大直径(2.5m～3.0m)锁扣钢管桩围堰成型，如施工环境在深水域处，钢管桩则需要穿过河床软弱淤泥层底部砂层插入坚硬岩层顶部，入土深度可达40m。在完成桥梁建设任务后，为满足海洋生态环境继阻水要求，海中锚碇的临时围堰筑岛需要拆除，而此时用振动锤拔除入土深度40m的大直径钢管几乎不可能，只能在原海床面对大直径钢管桩进行水下切割以满足阻水面积要求，水下切割的风险极高且浪费资源，临时的围堰筑岛后期拆除费用极高。因此，亟需一种结构合理、操作便捷、经济科学的深水锚碇建设方法，可以实现后期基坑开挖的支护作用，且能够克服上述的地连墙基础技术的几项缺点。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法，先通过设置钢平台来创造陆域施工条件，然后打设钢导墙结构来取代地连墙原有的混凝土导墙，来实现对后期基坑开挖的支护作用。本专利技术采用以下的技术方案来实现：与现有技术相比，本专利技术能达到的有益效果为：通过前期进行地基处理改善地质条件、搭设辅助钢平台创造陆域工作条件、将钢管桩定位插打至地连墙轴线的内外侧、再进行地连墙的施工处理，为后期基坑开挖实现支护的作用，钢导墙结构还可以兼顾后期基坑开挖的挡水挡浪作用。(1)本专利技术采用了钢管桩的形式来打设钢导墙结构，取代了以往常规地连墙施工中的混凝土导墙结构，而且钢平台和钢导墙的结构形式可以根据施工规划灵活布置以进行适应，解决了现有技术中海上悬索桥深水锚碇建设需要围堰筑岛并存在的施工塌孔、工期较长、工后拆除等技术难题，在充分保证了工程安全和质量的前提下，降低了施工风险、缩短了施工工期；(2)此外，钢材还可以回收利用、节约了造价成本、提高了施工功效；(3)解决了常规的围堰筑岛方法一般只能适用于浅水区域的平缓河床的缺陷，本专利技术除了可以在深水区域进行锚碇建设应用，还可以推广到常规陆域环境的地连墙基础的成槽施工及各类深基坑的支护施工，应用范围较广；(4)为跨海通道千米级悬索桥的建设应用提供了一种新的技术方法，具有很高的工程实用意义。附图说明图1为现有技术中采用围堰筑岛的施工示意图；图2为本专利技术的施工状态的立面示意图；图3为辅助钢平台的平面分布布置图；图4为锚碇环绕平台的立面图；图5为异形平台的立面图；图6为钢导墙标准槽段的单个构件示意图；图7为钢导墙标准槽段的组合连接图；图8为钢导墙特殊槽段的单个构件示意图；图9为钢导墙标准槽段与特殊槽段的组合连接图；图10为钢导墙整体加强连接的示意图；图11为本专利技术的施工方法流程图；图12为本专利技术应用在实际工程案例中的平面示意图。图中：10、钢筋围箍；20、岛体；30、水泥搅拌桩；40、地连墙；50、铣槽机；60、钢平台；61、锚碇环绕平台；62、材料堆放平台；63、隔墙施工平台；64、泥浆布置平台；65、异形平台；70、钢导墙；71、钢管桩；72、厚钢板；73、阴锁扣；74、阳锁扣；75、水泥砂浆；76、横联；77、冠横梁；80、地连墙；81、I期槽；82、II期槽；90、地质结构；91、淤泥层；92、黏土层；93、砂层；94、岩石层；100、锚碇。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。本专利技术公开了一种海域深水锚碇基础的钢导墙70基础施工方法，应用于海域深水的悬索桥锚碇基础建设，建造一种以钢导墙70为导墙结构的地连墙基础，来为后期锚碇基础的基坑开挖实现支护、挡水挡浪的作用。本专利技术也可以推广应用到浅水区域、常规陆域环境的地连墙基础的成槽施工及各类深基坑的支护施工。参阅图2、图3、图11，本专利技术的施工方法至少包括以下步骤：地基处理步骤：根据施工需求划出锚碇100基础的地连墙轴线，对地连墙轴线两侧5m范围内的淤泥覆盖层采用深层水泥搅拌桩30加固处理，形成地连墙80内外两道素混凝土墙，阻止淤泥流动和加固软弱地基，一方面避免上部槽壁发生缩径塌孔，另一方面减少后续钢导墙自身的沉降和变形，增加钢导墙的竖向承载力，并为后续连续墙开槽施工提供足够的地质条件；搭设辅助钢平台步骤：在对软弱淤泥地基加固处理后，对锚碇100区域搭设辅助钢平台60，钢平台60包括自下而上依次设置的支撑桩、承重结构以及标准化模块面板；先采用打桩船来打入固定支撑桩，按贯入度和桩顶标高实行双控，再通过起重船来分别吊装承重结构和标准化模块面板，在具备一定的工作面后即可采用两台履带吊反向同步推进施工，最后完成钢平台60整体的搭设施工；钢平台60的作用在于：创造陆域施工环境，使得施工人员可以在其上进行顺利开展地连墙施工、材料摆放等工作；钢导墙施工步骤：将若干带有锁扣的钢管桩71定位插打至地连墙轴线的内外两侧，根据地连墙轴线的具体形状，钢管桩71围绕成一圈闭合环形或者成一段不闭合的异形曲线(视地质情况而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法，其特征在于，包括：/n地基处理步骤：根据施工需求划出锚碇基础的地连墙轴线，对地连墙轴线两侧5m范围内的淤泥覆盖层采用深层水泥搅拌桩加固处理，形成复合地基；/n搭设辅助钢平台步骤：在对软弱淤泥地基加固处理完成后，对锚碇区域搭设辅助钢平台，所述钢平台包括自下而上依次设置的支撑桩、承重结构以及标准化模块面板；先采用打桩船来打入固定所述支撑桩，再通过起重船来分别吊装所述承重结构和所述标准化模块面板，最后完成所述钢平台整体的搭设施工；/n钢导墙施工步骤：将若干带有锁扣的钢管桩定位插打至地连墙轴线的内外两侧，根据所述地连墙轴线的具体形状，所述钢管桩围绕成一圈闭合环形或者成一段不闭合的异形曲线；相邻所述钢管桩的所述锁扣之间相互咬合，对锁口内灌注水泥砂浆，使多根所述钢管桩形成整体连续的、稳固的钢导墙结构，作为地连墙基础的导墙结构；/n地连墙槽段划分步骤：将地连墙至少划分为I期槽以及II期槽，所述I期槽和所述II期槽间隔设置；/nII期槽回填砂步骤：所述II期槽设置泥浆挡板并回填砂；/nI期槽施工步骤：按照一般地连墙的施工方法，对I期槽进行铣槽、钢筋笼吊放、安装接头板、浇筑砼，I期槽内的砼初凝后拔除所述泥浆挡板和所述接头板；/nII期槽施工步骤：按照一般地连墙的施工方法，对所述II期槽进行铣槽、钢筋笼吊放、浇筑砼，使工程整体形成以钢导墙为导墙形式的地连墙结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法，其特征在于，包括：
地基处理步骤：根据施工需求划出锚碇基础的地连墙轴线，对地连墙轴线两侧5m范围内的淤泥覆盖层采用深层水泥搅拌桩加固处理，形成复合地基；
搭设辅助钢平台步骤：在对软弱淤泥地基加固处理完成后，对锚碇区域搭设辅助钢平台，所述钢平台包括自下而上依次设置的支撑桩、承重结构以及标准化模块面板；先采用打桩船来打入固定所述支撑桩，再通过起重船来分别吊装所述承重结构和所述标准化模块面板，最后完成所述钢平台整体的搭设施工；
钢导墙施工步骤：将若干带有锁扣的钢管桩定位插打至地连墙轴线的内外两侧，根据所述地连墙轴线的具体形状，所述钢管桩围绕成一圈闭合环形或者成一段不闭合的异形曲线；相邻所述钢管桩的所述锁扣之间相互咬合，对锁口内灌注水泥砂浆，使多根所述钢管桩形成整体连续的、稳固的钢导墙结构，作为地连墙基础的导墙结构；
地连墙槽段划分步骤：将地连墙至少划分为I期槽以及II期槽，所述I期槽和所述II期槽间隔设置；
II期槽回填砂步骤：所述II期槽设置泥浆挡板并回填砂；
I期槽施工步骤：按照一般地连墙的施工方法，对I期槽进行铣槽、钢筋笼吊放、安装接头板、浇筑砼，I期槽内的砼初凝后拔除所述泥浆挡板和所述接头板；
II期槽施工步骤：按照一般地连墙的施工方法，对所述II期槽进行铣槽、钢筋笼吊放、浇筑砼，使工程整体形成以钢导墙为导墙形式的地连墙结构。


2.如权利要求1所述的海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法，其特征在于，在所述搭设辅助钢平台步骤中：所述钢平台包括锚碇环绕平台、材料堆放平台、隔墙施工平台以及泥浆布置平台；先在地连墙轴线的内侧布置所述隔墙施工平台以及所述泥浆布置平台，后在地连墙轴线的外侧布置所述锚碇环绕平台和所述材料堆放平台。


3.如权利要求2所述的海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法，其特征在于，在所述搭设辅助钢平台步骤中：还包括搭设异形平台；在搭设好所述锚碇环绕平台后，在所述锚碇环绕平台和所述地连墙轴线所形成的空缺处采用履带吊搭设所述异形平台。


4.如权利要求2所述的海域深水锚碇基础的钢导墙基础施工方法，其特征在于，所述锚碇环绕平台的承重结构包括贝雷和双拼I45b工字钢；所述隔墙施工平台、所述泥浆布置平台的承重结构包括贝雷和I45b工字钢；所述标准化模块面板包括采用25工字钢的横向分配梁以及采...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴聪，钟建锋，王晓佳，姚志安，陈凡，吴育剑，匡一成，张玉涛，龚明，陆梓生，
申请(专利权)人：保利长大工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44