[发明专利]深水低桩承台施工中用钢围堰结合高压旋喷桩围水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种利用钢套箱围堰结合高压旋喷桩完成深水低桩承台施工的方法。属于大桥施工技术领域。

背景技术

深水低桩承台施工常规方法一般采用钢套箱围堰下沉至标高，清除围堰内封底砼底标高以上土层，浇筑水下封底砼，抽水，进行承台施工。而针对深水低桩承台河床表层地质为坚硬性粘土，其承台底又座落在砂层和亚砂土透水层中，若仅采用钢套箱围堰，为了下沉时能顺利穿过河床表层的坚硬性粘土层，可在围堰全高范围采用双壁结构，壁间灌注砼以加大围堰整体自重，使围堰在重力的作用下沉；也可在围堰自重无法下沉时沿刃脚周边用冲锤开槽，再下沉围堰至设计标高；若以上方法仍无法下沉到位，还可在围堰顶设扁担梁，通过扁担与钻孔桩间的反压系统使钢围堰在外力的作用下下沉至设计标高。由于墩位处承台标高层地质为砂层和亚砂土透水层，围堰下沉的深度还将加大，围堰的整体用钢量加大，由此可见以上的各方法均使施工显得十分复杂、投入加大，且操作困难。

发明内容

本发明的目的旨在于克服现有技术在对深水低桩承台河床表层地质为坚硬性粘土，而承台底座落在砂层和亚砂土透水层中，使用围堰下沉到设计标高所呈显的复杂和给施工带来的困难。提出钢围堰入土仅1.5～2m，主要用于河床面以上部分围水，硬土层以下引用岸上堤防用高压旋喷桩不仅可止水而且可支护的原理，使钢围堰结构与高压旋喷桩有机地结合，不仅解决了围堰下沉穿过较厚坚硬性粘土层的难度，同时也克服了水下承台开挖到砂层、亚砂土层中止水、支护的难题。

本发明的技术解决方案：其特征是该方法的步骤分为，(1)将钢套箱围堰在工厂加工完成后拼装成整体，浮运至墩位，通过定位系统使钢围堰定位；(2)在双壁间灌水，使钢围堰在自重作用下沉至河床面以下1.5m～2.0m；(3)在围堰顶面安装旋喷桩施工平台，安放单管高压旋喷桩机和高压注浆泵机；(4)通过旋喷钻机的引孔、封堵垂向喷嘴、搅浆、旋喷形成旋喷桩；(5)在围堰周边按先内层、后外层旋喷桩施工；(6)抽水、开挖围堰内承台基坑，再进行承台施工。

本发明的优点：用钢围堰下沉至河床土层中，主要用于水中的围水结构，土层中用高压旋喷桩建立垂直帷幕，主要用于河床面以下止水与支护开挖，使钢围堰与高压旋喷桩有机地结合，不仅解决了围堰穿过较厚坚硬性粘土层的下沉难度，同时也克服了水下承台开挖到砂层、亚砂土层中止水、支护的难题。

附图说明

附图1是旋喷桩引孔桩位布置图。

附图2是钢围堰与高压旋喷桩设计位置立面图。

附图3是钢围堰与高压旋喷桩受力模式图。

图中的1是钢套箱围堰、2是钢套箱围堰外径(φ2660cm)、3是钢套箱围堰内径(φ2500cm)、4是旋喷桩每排间间距(50.1cm)、5是旋喷桩桩间距(50.1cm)、6是钢围堰对称中心线、7是高压旋喷桩、8是施工水位线(+13.0m)、9是回填钻渣顶面标高(+9.0m)、10是河床面标高(+7.0～+7.5m)、11是旋喷桩底面标高(-2.0m)、12是主墩承台。

具体实施方式

对照附图1、2、3，钢围堰结合高压旋喷桩围水，完成深水低桩承台施工的方法，先将钢套箱围堰在工厂加工完成后拼装成整体，浮运至墩位，通过定位系统使钢围堰定位后，在双壁间灌水，使钢围堰在自重作用下沉至河床面以下1.5m～2.0m。在围堰顶面安装旋喷桩施工平台，安放XPZ-50型单管高压旋喷桩机和BWT100/30高压注浆泵机，通过旋喷钻机的引孔、封堵垂向喷嘴、搅浆、旋喷等作业形成旋喷桩，在围堰周边按先内层、后外层旋喷桩施工完成后，抽水、开挖围堰内承台基坑，再进行承台施工。

施工流程：围堰拼装→自重下沉→旋喷桩钻机就位→引孔(扩孔)到设计标高→封堵垂向喷嘴→搅浆→旋喷作业(由下向上至设计顶)→冲洗→移位。

实施例

淮河公路大桥是跨越淮河的一座公路特大桥，全长1730m，双线四车道，主跨采用140m预应力钢筋砼连续刚构，主墩位于淮河之中，基础采用14φ2.0m钻孔嵌岩柱桩，低桩承台，承台厚4.5m。承台顶距水面最大水深约6.5m。

主墩基础资料：

主墩数据：

施工水位：    +13.0m

河床面标高：  +7.00～+7.5m

承台顶面高程：+6.524m

承台底面高程：+2.024m

主墩处在淮河水中，所揭露的粘性土均为不透水土层，只有砂层、亚砂土层为透水层，该透水层与淮河水构成互补关系。

工程地质：