高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法技术

本发明专利技术公开了一种高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，利用导向架插打锁扣钢管桩；采用旋挖钻机从钢管桩内向下进行旋挖，在钢管桩内安装降水井；降水井内安装潜水泵；将围堰内水位降至基坑底以下，进行基坑支护、开挖、清基至承台底部；浇筑承台底部混凝土垫层，在无水环境下完成承台施工。

【技术实现步骤摘要】
高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法
本专利技术属于桥梁基础施工
，具体涉及一种高水位复杂地层无封底情况下的深水承台的施工方法。
技术介绍
深水承台施工常用的施工方法一般有钢套箱围堰、钢板桩围堰和钢管桩围堰。锁扣钢管桩围堰的刚度较大，适应性很强，具有很好的穿透和贯入特性，能适应于各种复杂的地层。对于高水位地质条件下，锁扣钢管桩围堰一般均需设置封底混凝土，抵抗坑底水土压力及防止基坑底突涌。封底混凝土施工具体做法为：围堰四周常水位通过围堰壁体阻挡，对于坑底涌水常采取带水作业的方式，基坑维持较高水头，在高水头的作用下平衡围堰内外压力，利用抽砂设备或抓斗等对基坑中砂土进行湿开挖，开挖完成后，搭设封底浇筑平台浇筑水下封底混凝土，利用封底混凝土的自重及其与桩基和围堰壁体之间的粘结力抵抗坑底水压力。但是承台水下封底混凝土施工流程复杂，施工周期长，施工造价较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，解决上述锁扣钢管桩围堰水下封底混凝土施工方法所存在的施工流程复杂，施工周期长，施工造价较高的问题，提供一种高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，以降低施工难度，缩短施工周期并节约施工成本。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、利用周向导向架（3）在基坑周围插打一圈锁扣钢管桩（1）形成围堰壁体；步骤二、采用旋挖钻机从钢管桩（1）内向下进行旋挖，在钢管桩（1）内安装降水井（2），降水井（2）自河床面（31）往下穿越深处的隔水层；步骤三、每个降水井（2）内安装一台潜水泵（24），所述潜水泵（24）配置自动开关、流量表和出水口；步骤四、将围堰内水位降至基坑底以下，进行基坑支护、开挖、清基至承台（12）底部；步骤五、浇筑承台（12）底部混凝土垫层（11），在无水环境下完成承台（12）施工。进一步的，步骤二中，降水井（2）自地面至管底分为三段，上部为实管段（21），中间为滤管段（22），自管底以上到滤管段（22）底部为沉淀管段（23），实管段（21）的钢管桩（1）与降水井（2）井管之间采用粘土球封填，过滤管段（22）的钢管桩（1）与降水井（2）井管之间填充砂砾滤料。进一步的，步骤二中，自河床面（31）以下，地层依次为细砂层（32）、卵石层（33）、粉质黏土层（34）、细砂层（35）、硬质黏土层36、中砂层37、粉质黏土层（38）；所述隔水层为硬质黏土层（36）及中砂层（37）。进一步的，步骤二中，降水井（2）的数量和深度根据计算确定,降水井（2）的管段划分具体长度结合地层情况和降水要求确定，优选自管底以上1米为沉淀管段（23）。进一步的，步骤四中，实施降水之前，对钢管桩（1）要进行止水，止水的方法是在施工过程中用粘土混合物、棉花、锯末的至少一种填塞接缝。进一步的，步骤四中，基坑支护采用内支撑，内支撑包括围檩（4）、横向支撑杆（5）和斜支撑（6），围檩（4）紧贴钢管桩（1）周向围绕基坑设置并与钢管桩（1）固定，横向支撑杆（5）设置在围檩（4）其中相聚较远的两个边之间；斜支撑（6）通过固定于围檩（4）相邻较近的两条边之间，平行设置若干长短不一的斜支撑（6）。进一步的，步骤四中，基坑支护采用内支撑，内支撑包括围檩（4）、横向支撑杆（5）和斜支撑（6），围檩（4）紧贴钢管桩（1）周向矩形围绕基坑设置并与钢管桩（1）固定，横向支撑杆（5）设置在围檩（4）其中的两条对边之间；斜支撑（6）通过固定于围檩（4）相邻的两条边之间而设置在围檩（4）四角位置，围檩（4）的各角均平行设置若干长短不一的斜支撑（6）。进一步的，步骤四中，沿着基坑深度方向平行间隔设置若干内支撑，最下层的内支撑位于承台（12）上方且不与承台（12）接触。进一步的，步骤四中，在钢管桩（1）上固定设置型钢托架（7）作为围檩（4）的支承。进一步的，步骤五中，基坑面积较大时，垫层（11）混凝土分区域逐次施工，垫层（11）混凝土浇筑时在围堰四周设置集水沟（13），并在四角设置集水井。由此本专利技术公开了一种高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，利用导向架插打锁扣钢管桩；采用旋挖钻机从钢管桩内向下进行旋挖，在钢管桩内安装降水井；降水井内安装潜水泵；将围堰内水位降至基坑底以下，进行基坑支护、开挖、清基至承台底部；浇筑承台底部混凝土垫层，在无水环境下完成承台施工。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：通过本专利技术的方法，河床水位通过围堰壁体阻挡，降水井主要降低承台底承压水头，避免坑底突涌发生。通过锁扣钢管桩的阻隔作用，浅层地下水无法渗入降水井，降水井仅降低隔水层下方地下水头，进而降低坑底水压力。在锁扣钢管桩内设置降水井降水，实现了基坑干开挖，极大的提高了围堰施工效率，通过降水井的实施取消了高水位地层水下封底混凝土工序，降低了施工难度，缩短了施工周期，节约了施工成本。附图说明图1是本专利技术高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法中锁扣钢管桩的施工平面图。图2是本专利技术高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法步骤五的示意图。图3是图2的俯视图。附图标记说明：1、锁扣钢管桩；2、降水井；3、导向架；4、围檩；5、横向支撑；6、斜支撑；7、型钢托架；11、垫层；12、承台；13、集水沟；21、实管段；22、滤管段；23、沉淀管段；24、潜水泵；31、河床面；32、细砂层；33、卵石层；34、粉质黏土层；35、细砂层；36、硬质黏土层；37、中砂层；38、粉质黏土层。具体实施方式下面结合附图1-3和实施例对本说明进一步说明。根据本专利技术实施的高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，包括如下步骤。步骤一、参照图1，利用导向架3插打锁扣钢管桩1。步骤二、参照图1，采用旋挖钻机从钢管桩1内向下进行旋挖，在钢管桩1内安装降水井2，降水井2的数量和深度根据计算确定。本实施例地层复杂，自河床面31以下，地层依次为细砂层32、卵石层33、粉质黏土层34、细砂层35、硬质黏土层36、中砂层37、粉质黏土层38，考虑硬质黏土层36透水性较弱，将其作为隔水层，降水井深度穿越硬质黏土层36及中砂层37，降水井2主要降低该层承压水头高度，保证降水效果。步骤三、参照图1、图2，每个降水井2内安装一台潜水泵24，所述潜水泵24配置自动开关、流量表、出水口。步骤四、参照图2、图3，降水：将围堰内水位降至基坑底以下，进行基坑支护、开挖、清基至承台12底部。步骤五、参照图2，浇筑承台12底部混凝土垫层11，在无水环境下完成承台12施工。所述步骤二中，降水井2自地面至管底分为三段，上部为实管段21，剩余部分为滤管段22，管底以上1米为沉淀管段23，管段划分具体长度结合地层情况和降水要求确定。实管段21的钢管桩与井管之间采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于包括如下步骤：/n步骤一、利用周向导向架（3）在基坑周围插打一圈锁扣钢管桩（1）形成围堰壁体；/n步骤二、采用旋挖钻机从钢管桩（1）内向下进行旋挖，在钢管桩（1）内安装降水井（2），降水井（2）自河床面（31）往下穿越深处的隔水层；/n步骤三、每个降水井（2）内安装一台潜水泵（24），所述潜水泵（24）配置自动开关、流量表和出水口；/n步骤四、将围堰内水位降至基坑底以下，进行基坑支护、开挖、清基至承台（12）底部；/n步骤五、浇筑承台（12）底部混凝土垫层（11），在无水环境下完成承台（12）施工。/n

【技术特征摘要】
1.一种高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、利用周向导向架（3）在基坑周围插打一圈锁扣钢管桩（1）形成围堰壁体；
步骤二、采用旋挖钻机从钢管桩（1）内向下进行旋挖，在钢管桩（1）内安装降水井（2），降水井（2）自河床面（31）往下穿越深处的隔水层；
步骤三、每个降水井（2）内安装一台潜水泵（24），所述潜水泵（24）配置自动开关、流量表和出水口；
步骤四、将围堰内水位降至基坑底以下，进行基坑支护、开挖、清基至承台（12）底部；
步骤五、浇筑承台（12）底部混凝土垫层（11），在无水环境下完成承台（12）施工。


2.根据权利要求1所述的高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于步骤二中，降水井（2）自地面至管底分为三段，上部为实管段（21），中间为滤管段（22），自管底以上到滤管段（22）底部为沉淀管段（23），实管段（21）的钢管桩（1）与降水井（2）井管之间采用粘土球封填，过滤管段（22）的钢管桩（1）与降水井（2）井管之间填充砂砾滤料。


3.根据权利要求1所述的高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于步骤二中，自河床面（31）以下，地层依次为细砂层（32）、卵石层（33）、粉质黏土层（34）、细砂层（35）、硬质黏土层36、中砂层37、粉质黏土层（38）；所述隔水层为硬质黏土层（36）及中砂层（37）。


4.根据权利要求1所述的高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围堰施工方法，其特征在于步骤二中，降水井（2）的数量和深度根据计算确定,降水井（2）的管段划分具体长度结合地层情况和降水要求确定，优选自管底以上1米为沉淀管段（23）。


5.根据权利要求1所述的高水位复杂地层无封底混凝土锁扣钢管桩围...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄玉杰，李华龙，黎建宁，代子洲，罗国龙，卢慧忠，刘刚，张志伟，李钰莹，徐盟，
申请(专利权)人：中建三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42