專利名稱：深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺及施工法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及的是跨海大橋、裸巖墩基礎施工中所采用的深海裸巖墩 護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺及其施工方法，屬于跨海大橋橋梁基礎 施工技術領域。
背景技術：
在深海領域中進行橋梁基礎施工，對于裸巖墩，尤其是巖面起伏、傾斜
大，巖層傾角近似70。，基巖為微風化花崗巖，強度高，現(xiàn)有的施工方案， 諸如"定位樁平臺+插打鋼護筒方案"、"重力式基礎"、"沉井方案"、"雙壁 鋼圍堰方案"等施工技術，難以滿足跨海大橋裸巖墩橋梁基礎施工的要求。 對于施工墩位存在旋流、涌浪、暗流現(xiàn)象，最大流速達3.0m/s以上，則上述 橋梁墩位基礎施工異常困難，定位樁和鋼護筒的插打，且局部樁位處只有不 足0.5m的覆蓋層，無法滿足鋼護筒和定位樁對穩(wěn)樁深度的要求，根本無法 進行常規(guī)的定位樁平臺的施工，難以確保施工平臺搭設完成前結構的安全與 穩(wěn)定。 .

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有技術所存在的缺陷，提出一種深海裸巖 墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺及其施工方法，滿足跨海大橋裸巖墩 橋梁基礎施工和鋼護筒和定位樁對穩(wěn)樁深度的要求，進行常規(guī)的定位樁平臺 的施工，并能確保施工平臺搭設完成前結構的安全與穩(wěn)定。本發(fā)明的技術解決方案其結構是鋼護筒、鋼套管通過聯(lián)結系連接成一 個整體，定位樁插入鋼套管中定位施工平臺，并承擔施工過程中水平、豎向 等荷載，圍堰側板布置在護筒、定位樁、水下圍堰一體化結構的底部，且沿 該底部外圈設置，形成一個閉合的倉體，所述的倉體分成多個小倉，各小倉 依次排列，在每一個小倉內部填充封底混凝土，隔倉板支撐在圍堰側板桁架 上。
深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的施工方法，其特征是 包括如下施工工序
一、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造，鋼護筒、
鋼套管及其它結構均在工廠內制造與拼裝；將封底用圍堰側板一起安裝，調 平鋼管角樁臨時固定在四個鋼套管內，整體吊運至墩位處；
二、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的起吊與運輸，選 擇浮吊進行吊運；深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺共設置四 個吊點，其每個吊點不但承受深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平
臺、圍堰側板及其附屬結構的重量，還承擔吊運過程中的風力，因波浪、涌 浪及其產(chǎn)生的慣性力等，不可量因素很多，所以吊點的加工必須滿足設計要 求；
三、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的下放，利用GPS 定位系統(tǒng)精確定位后，解開四個定位角樁，立即進行四角鋼管樁的插打、調 平、糾偏，使護筒、定位樁、水下圍堰一體化的下放偏差、垂直度控制在規(guī) 范要求的合理范圍以內；
四、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的堵漏，為保證圍堰側板與海床面較好的吻合以達到較好的封底效果，為進一步加強圍堰側板 底口的穩(wěn)定并確保封底混凝土在灌注過程中不致外溢，所以在圍堰側板外側 制做人造覆蓋層，至下而上依次拋填袋裝混凝土、袋裝碎石、袋裝中粗砂；
五、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的封底砼的灌注， 對圍堰側板之間的范圍灌注水下混凝土，使護筒群與基巖粘結連成整體，增 強了護筒群護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的整體穩(wěn)定性和剛度，從而
確保成樁后的混凝土灌注順利進行；
六、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的搭設，封底成功 后，按常規(guī)施工，搭設施工平臺上部結構，然后鉆機就位，在平臺上配備吊 機，進行鉆孔樁的施工。
本發(fā)明的優(yōu)點由鋼護筒、鋼套管、聯(lián)接系及定位樁、圍堰側板、側板
桁架、隔倉板、附屬結構一個自身穩(wěn)定的主體。由于采用工廠制造，提高了 結構的制造精度。采用整體安裝，施工吊裝可將平臺與護筒群整體就位，提 高現(xiàn)場施工工效。由于護筒群、平臺的四個角插打鋼管定位樁，可有效的控 制一體化平臺的垂直度、水平偏位，施工精度可有效控制。圍堰側板僅為固 定在一體化平臺和鋼護筒群體底部，用于底部封底用的擋護結構，承受一定 的側壓力，不承擔施工平臺鉆機等豎向荷載，因此圍堰側板高度無須設計出 水，封底混凝土的高度以結構抗傾覆控制為主。施工過程中，鋼圍堰既做為 臨時結構的穩(wěn)固體系，在基礎施工完成后，又可做為主體結構的一部分，有 效減少了樁體自由度，'改善了結構的水平變位。由于在短期內封底成功，平 臺整體穩(wěn)定和護筒底口堵漏的問題都得到很好的解決，為在目標工期內完成 鉆孔樁施工任務提供了技術保證。


附圖1是深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的結構示意圖。
附圖2是深海裸巖墩l/2護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺平面圖。 附圖3是深海l果巖i敦護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺吊點結構圖。 附圖4是纟罙海li巖i敦護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺施工方法。
附圖中的1是鋼護筒、2是鋼套管、3是聯(lián)結系、4是定位樁、5是 圍堰側板、6是側板桁架、7是隔倉板、8是施工平臺附屬結構、9是封底混 凝土、 IO是吊耳、ll是a吊耳加勁板、12是b吊耳加勁板。
具體實施例方式
對照附圖l、 2，其結構是鋼護筒l、鋼套管2通過聯(lián)結系3連接成一個 整體，定位樁4插入鋼套管2中定位施工平臺，并承擔施工過程中水平、豎 向等荷載，圍堰側板5沿著護筒、定位樁、水下圍堰一體化結構的底部外圈 設置，形成一個閉合的倉體，所述的倉體分成多個小倉，每一個小倉依次序 排列，在每一個小倉內部填充封底混凝土9，隔倉板7支撐在圍堰側板桁架 6上。
對照附圖3，吊耳IO、 a吊耳加勁板ll、 b吊耳加勁板12將鋼套管2和 聯(lián)結系3聯(lián)結成一個整體，并作為傳力結構將 罙海裸巖it護筒、定位樁、 水下圍堰一體化平臺的整體重量傳至起吊設備上。
深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺是將鋼護筒作為一體化 整體結構的一部分、焊接成一個整體進行起吊和下放的結構，在護筒群的四 周各設置定位樁鋼套管，并利用4根角樁將深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺調整水平，還設置了隔倉板、圍堰側板、側板桁架，對深海 裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺下口進行封底。
深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的上部結構是通過插入 左右兩排鋼套管中的定位樁搭設分配梁，在深海裸巖墩護筒、定位樁、水下 圍堰一體化平臺+護筒群+圍堰的護筒結構上設置支撐牛腿，以減小上部結構 的跨度。
在深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造過程中，圍堰 側板、隔倉板及其桁架固定在鋼套管或鋼護筒上。每個護筒、定位樁、水下 圍堰一體化設置4個吊點，護筒群護筒、定位樁、水下圍堰一體化在選擇低 平潮時下放。
對照圖4，主要施工工序分
一、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造，鋼護筒l、 鋼套管2及其他結構均在工廠內制造與拼裝，工廠內有一定的起吊能力和固 定的下水碼頭；
二、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的起吊與運輸，選 擇浮吊進行吊運；深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺共設置四 個吊點。其每個吊點不但承受深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平 臺、圍堰側板及其附屬結構的重量，還承擔吊運過程中的風力，因波浪、涌 浪及其產(chǎn)生的慣性力等，不可量因素很多，所以吊點的加工必須滿足設計要 求。
深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造過程中，將封底 用圍堰側板一起安裝在深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺上，并將調平鋼管角樁臨時固定在四個鋼套管內，整體吊運至墩位處。
三、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的下放，利用GPS 定位系統(tǒng)精確定位后，解開四個定位角樁，立即進行四角鋼管樁的插打、調 平、糾偏，使護筒、定位樁、水下圍堰一體化的下放偏差、垂直度控制在規(guī) 范要求的合理范圍以內。
四、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化的堵漏，為保證圍堰側 板與海床面較好的吻合以達到較好的封底效果，為進一步加強圍堰側板底口 的穩(wěn)定并確保封底混凝土在灌注過程中不致外溢，所以在圍堰側板外側制做 一定厚度的人造覆蓋層，至下而上依次拋填袋裝混凝土、袋裝碎石、袋裝中粗砂。
五、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的封底砼的灌注， 深海裸巖墩護筒群護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺下放完成后，在風浪 小的平潮天氣里，對圍堰側板之間的范圍灌注水下混凝土，使護筒群與基巖 粘結連成整體，增強了護筒群護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的整體穩(wěn) 定性和剛度，從而確保成樁后的混凝土灌注順利進行。
六、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的搭設，封底成功 后，按常規(guī)施工，搭設施工深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺 上部結構，然后鉆機就位，在深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平 臺上配備吊機，進行鉆孔樁的施工。
權利要求
1、深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺，其特征是鋼護筒、鋼套管通過聯(lián)結系連接成一個整體，定位樁插入鋼套管中定位施工平臺，圍堰側板沿著護筒、定位樁、水下圍堰一體化結構的底部外圈設置，形成一個閉合的倉體，所述的倉體分成多個小倉，每一個小倉依次排列，在每一個小倉內部填充封底混凝土，隔倉板支撐在圍堰側板桁架上，設置四個吊點。
2、 根據(jù)權利要求1所述的深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺，其特征是所述的鋼套管和聯(lián)結系是通過吊耳、a吊耳加勁板、b吊耳 加勁板聯(lián)結成一個整體。
3、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的施工方法，其特征包括如下施工工序一、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的制造，鋼護筒、 鋼套管及其它結構均在工廠內制造與拼裝；將封底用圍堰側板一起安裝，調 平鋼管角樁臨時固定在四個鋼套管內，整體吊運至墩位處；二、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的起吊與運輸，選 擇浮吊進行吊運；深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺共設置四 個吊點，其每個吊點不但承受深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平 臺、圍堰側板及其附屬結構的重量，還承擔吊運過程中的風力，因波浪、涌 浪及其產(chǎn)生的慣性力等，不可量因素很多，所以吊點的加工必須滿足設計要 求；三、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的下放，利用GPS定位系統(tǒng)精確定位后，解開四個定位角樁，立即進行四角鋼管樁的插打、調 平、糾偏，使護筒、定位樁、水下圍堰一體化的下放偏差、垂直度控制在規(guī) 范要求的合理范圍以內；四、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的堵漏，為保證圍 堰側板與海床面較好的吻合以達到較好的封底效果，為進一步加強圍堰側板 底口的穩(wěn)定并確保封底混凝土在灌注過程中不致外溢，所以在圍堰側板外側 制做人造覆蓋層，至下而上依次拋填袋裝混凝土、袋裝碎石、袋裝中粗砂；五、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的封底砼的灌注， 對圍堰側板之間的范圍灌注水下混凝土，使護筒群與基巖粘結連成整體，增 強了護筒群護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的整體穩(wěn)定性和剛度，從而 確保成樁后的混凝土灌注順利進行；六、 深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺的搭設，封底成功 后，按常規(guī)施工，搭設施工平臺上部結構，然后鉆機就位，在平臺上配備吊 機，進行鉆孔樁的施工。
全文摘要
本發(fā)明是深海裸巖墩護筒、定位樁、水下圍堰一體化平臺及其施工方法，其結構是鋼護筒、鋼套管通過聯(lián)結系接成整體，定位樁插入鋼套管中，圍堰側板沿著平臺的底部外圈設置，形成一個閉合倉體，該倉體分成多個小倉，每一個小倉內部填充封底混凝土，隔倉板支撐在圍堰側板桁架上。施工方法分平臺的制造、起吊與運輸、下放、堵漏、封底砼的灌注、搭設等工序。優(yōu)點滿足了跨海大橋裸巖墩橋梁基礎施工和鋼護筒和定位樁對穩(wěn)樁深度的要求，進行常規(guī)的定位樁平臺的施工安全穩(wěn)定。平臺整體安裝提高現(xiàn)場施工效率，控制平臺垂直度、水平偏位，施工精度高。避免了平臺整體穩(wěn)定和護筒底口堵漏，為在施工條件惡劣的海域進行橋梁施工提供了便利條件和技術保證。
文檔編號E02B17/02GK101429761SQ20081023432
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權日2008年11月18日
發(fā)明者農代培, 劉曉霞, 鋼 孟, 張建紅, 耿增現(xiàn), 舒冬林, 范學梅, 邱瓊海, 邱訓兵, 郗玉兵 申請人:中鐵大橋局集團第二工程有限公司