一种海上箱式预制承台的施工方法与流程

本发明属于海上桥梁施工技术领域，具体涉及一种海上箱式预制承台的施工方法。

背景技术：

国内桥梁工程正跨越江河走向海洋，由于沿海核电站用水安全要求或人文、环保等原因，部分海域海洋部门对跨海桥梁的阻水率有严格的限制，通过相关海域的桥梁需采用低于海床底的埋置式承台，海底埋置式承台施工难度很大。

目前海底埋置式承台，一般采用可抗周围水压的防水钢围堰并进行围堰内封底抽水，埋置式承台在干环境下施工。本发明的箱式预制承台若采用上述施工方法，将不能发挥箱式预制承台自身的围堰功能，造成施工临时设施的浪费。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种海上箱式预制承台的施工方法。

本发明的技术方案是：一种海上箱式预制承台的施工方法，包括以下步骤：

ⅰ.开挖海底基坑，施工钢管桩

挖泥船开挖海底基坑至设计高程，打桩船就位先插打四周钢管斜桩至设计标高，再插打中间竖直钢管桩；

ⅱ.换填碎石垫层，安装水下封底混凝土模板

海底基坑填充碎石垫层，采用浮吊吊装安装水下封底混凝土模板；

ⅲ.浇筑第一期水下封底混凝土

在水下封底混凝土模板内浇筑一期水下封底混凝土，并用振动棒振动整平；

ⅳ.沿导向桩吊装箱式预制承台

一期水下封底混凝土浇筑完成后，立刻沿中间竖直钢管桩吊装箱式预制承台至设计标高，并进行挤压止水；

ⅴ.浇筑第二期水下封底混凝土

沿箱式预制承台外围与水下封底混凝土模板之间的空档浇筑二期水下封底混凝土；

ⅵ.切除钢管桩导向段

待水下的封底混凝土达到设计强度后，抽干箱式预制承台中隔仓内的海水，将中间竖直钢管桩顶部的导向段切除；

ⅶ.分层浇筑箱式预制承台隔仓混凝土

对预制承台中隔仓进行分层浇筑，直至隔仓混凝土高于预制承台的顶盖；

ⅷ.海底基坑回填

拆除封水下封底混凝土模板，对海底基坑进行回填。

更进一步的，步骤ⅰ中中间竖直钢管桩的桩身顶部高出海平面施工水位，中间竖直钢管桩的桩身高出四周钢管斜桩的部分作为对预制承台进行安装导向的导向段。

更进一步的，步骤ⅳ中的一期水下封底混凝土与步骤ⅴ中的二期水下封底混凝土共同组成封底混凝土。

更进一步的，步骤ⅱ中的水下封底混凝土模板高度大于封底混凝土高度。

更进一步的，步骤ⅲ中一期水下封底混凝土的顶面高程高于预制承台底设计高程。

更进一步的，步骤ⅳ中的挤压止水包括以下过程：

首先，预制承台的吊装要在在一期水下封底混凝土凝固前进行，

然后，吊装的预制承台底部刺入一期水下封底混凝土内，实现挤压止水。

更进一步的，步骤ⅴ中的二期水下封底混凝土呈环状，保证预制承台、一期水下封底混凝土的密封效果。

更进一步的，步骤ⅶ中隔仓混凝土高于顶盖，使隔舱顶部的混凝土在一定的压力下更加密实。

更进一步的，步骤ⅷ回填完成后，进行后续空心墩底节墩身的剩余节段安装，浇筑墩底实体段。

本发明的有益效果如下：

本发明的箱式预制承台不需要在干环境下进行施工，箱式预制承台刺入凝固前的封底混凝土后，再在承台外围二次浇筑封底混凝土，实现了挤压反向式封底，箱式预制承台结构自身充当了施工过程中的围堰，实现了永临结合，节省了抗水压的钢围堰，降低了施工风险和工程投资，具有良好的技术效果和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明中1-1截面的剖视图；

图2是本发明中2-2截面的剖视图；

图3是本发明中3-3截面的剖视图；

图4是本发明中4-4截面的剖视图；

图5是本发明中步骤ⅰ的施工示意图；

图6是本发明中步骤ⅱ的施工示意图；

图7是本发明中步骤ⅲ的施工示意图；

图8是本发明中步骤ⅳ的施工示意图；

图9是本发明中步骤ⅴ的施工示意图；

图10是本发明中步骤ⅵ的施工示意图；

图11是本发明中步骤ⅶ的施工示意图；

图12是本发明中步骤ⅷ的施工示意图；

其中：

1隔墙2顶盖

3隔仓4空心墩底节墩身

5剪力槽6进人孔

7桩身8水下封底混凝土模板

9封底混凝土10隔仓混凝土

9-1一期水下封底混凝土9-2二期水下封底混凝土。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：

如图1~12所示，一种海上箱式预制承台的施工方法，包括以下步骤：

ⅰ.开挖海底基坑，施工钢管桩

挖泥船开挖海底基坑至设计高程，打桩船就位先插打四周钢管斜桩至设计标高，再插打中间竖直钢管桩；

ⅱ.换填碎石垫层，安装水下封底混凝土模板

海底基坑填充碎石垫层，采用浮吊吊装安装水下封底混凝土模板8；

ⅲ.浇筑第一期水下封底混凝土

在水下封底混凝土模板8内浇筑一期水下封底混凝土9-1，并用振动棒振动整平；

ⅳ.沿导向桩吊装箱式预制承台

一期水下封底混凝土9-1浇筑完成后，立刻沿中间竖直钢管桩吊装箱式预制承台至设计标高，并进行挤压止水；

ⅴ.浇筑第二期水下封底混凝土

沿箱式预制承台外围与水下封底混凝土模板8之间的空档浇筑二期水下封底混凝土9-2；

ⅵ.切除钢管桩导向段

待水下的封底混凝土9达到设计强度后，抽干箱式预制承台中隔仓3内的海水，将中间竖直钢管桩顶部的导向段切除；

ⅶ.分层浇筑箱式预制承台隔仓混凝土

对预制承台中隔仓3进行分层浇筑，直至隔仓混凝土10高于预制承台的顶盖2；

ⅷ.海底基坑回填

拆除封水下封底混凝土模板8，对海底基坑进行回填。

步骤ⅰ中中间竖直钢管桩的桩身7顶部高出海平面施工水位，中间竖直钢管桩的桩身7高出四周钢管斜桩的部分作为对预制承台进行安装导向的导向段。

步骤ⅳ中的一期水下封底混凝土9-1与步骤ⅴ中的二期水下封底混凝土9-2共同组成封底混凝土9。

步骤ⅱ中的水下封底混凝土模板8高度大于封底混凝土9高度。

步骤ⅲ中一期水下封底混凝土9-1的顶面高程高于预制承台底设计高程。

步骤ⅳ中的挤压止水包括以下过程：

首先，预制承台的吊装要在在一期水下封底混凝土9-1凝固前进行，

然后，吊装的预制承台底部刺入一期水下封底混凝土9-1内，实现挤压止水。

步骤ⅴ中的二期水下封底混凝土9-2呈环状，保证预制承台、一期水下封底混凝土9-1的密封效果。

步骤ⅶ中隔仓混凝土10高于顶盖2，使隔舱3顶部的混凝土在一定的压力下更加密实。

步骤ⅷ回填完成后，进行后续空心墩底节墩身4的剩余节段安装，浇筑墩底实体段。

其中，预制承台包括位于四周和内部的隔墙1，隔墙1上端有顶盖2，预制承台顶部与预制空心墩墩身底节连成整体，预制承台的底部敞开，隔墙1将预制承台的内部分隔为多个隔仓3，每个隔仓3可容纳相应的桩身7，并实现与桩身之间的浇筑固结。

所述预制承台的内部隔墙3上端设置进人孔6，所述进人孔6将相邻的两个隔仓3连通。

所述预制承台的内部隔墙1中还设置有剪力槽5。

又一实施例

本实施例中结合具体参数进行论述

一种海上箱式预制承台的施工方法，包括以下步骤：

ⅰ.开挖海底基坑，施工钢管桩

挖泥船开挖海底基坑至设计高程，打桩船就位先插打四周钢管斜桩至设计标高，再插打中间竖直钢管桩；

ⅱ.换填碎石垫层，安装水下封底混凝土模板

海底基坑填充碎石垫层，采用浮吊吊装安装水下封底混凝土模板8；

ⅲ.浇筑第一期水下封底混凝土

在水下封底混凝土模板8内浇筑一期水下封底混凝土9-1，并用振动棒振动整平；

ⅳ.沿导向桩吊装箱式预制承台

一期水下封底混凝土9-1浇筑完成后，立刻沿中间竖直钢管桩吊装箱式预制承台至设计标高，并进行挤压止水；

ⅴ.浇筑第二期水下封底混凝土

沿箱式预制承台外围与水下封底混凝土模板8之间的空档浇筑二期水下封底混凝土9-2；

ⅵ.切除钢管桩导向段

待水下的封底混凝土9达到设计强度后，抽干箱式预制承台中隔仓3内的海水，将中间竖直钢管桩顶部的导向段切除；

ⅶ.分层浇筑箱式预制承台隔仓混凝土

对预制承台中隔仓3进行分层浇筑，直至隔仓混凝土10高于预制承台的顶盖2；

ⅷ.海底基坑回填

拆除封水下封底混凝土模板8，对海底基坑进行回填。

步骤ⅰ中中间竖直钢管桩的桩身7顶部高出海平面施工水位，中间竖直钢管桩的桩身7高出四周钢管斜桩的部分作为对预制承台进行安装导向的导向段。

步骤ⅳ中的一期水下封底混凝土9-1与步骤ⅴ中的二期水下封底混凝土9-2共同组成封底混凝土9。

步骤ⅱ中的水下封底混凝土模板8高度大于封底混凝土9高度。

步骤ⅲ中一期水下封底混凝土9-1的顶面高程高于预制承台底设计高程。

步骤ⅳ中的挤压止水包括以下过程：

首先，预制承台的吊装要在在一期水下封底混凝土9-1凝固前进行，

然后，吊装的预制承台底部刺入一期水下封底混凝土9-1内，实现挤压止水。

步骤ⅴ中的二期水下封底混凝土9-2呈环状，保证预制承台、一期水下封底混凝土9-1的封装效果。

步骤ⅶ中隔仓混凝土10高于顶盖2，使隔舱3顶部的混凝土在一定的压力下更加密实。

步骤ⅷ回填完成后，进行后续空心墩底节墩身4的剩余节段安装，浇筑墩底实体段。

其中，步骤ⅰ中间竖直钢管桩桩顶需高出海平面施工水位3m~4m，兼作施工阶段临时导向桩。

其中，水下封底混凝凝土模板8高度为封底混凝土9厚度的1.2~1.5倍。

进一步的，水下封底混凝土模板8连接处设置有插销，封底结束后可通过预先连接好的钢丝绳将插销拔出打开模板吊装拆除。

插销模式的水下封底混凝土模板8制造方便，精度要求低，方便拆除，并且能够重复利用。

其中，一期水下封底混凝土9-1顶面高程高于预制承台底设计高程0.5m~1.0m。一期水下封底混凝土9-1顶面高程高于预制承台底设计高程是为实现箱式预制承台下降至设计高程时能够刺入未凝固前的封底混凝土内，达到挤压止水的目的。

其中，二期水下封底混凝土9-2厚度为0.5m~1m。

二期水下封底混凝土9-2进行二次反向封底，确保箱式预制承台与一期水下封底混凝土9-1之间的密封效果。

步骤ⅳ和步骤ⅴ实现了挤压反向式封底。

其中，隔舱混凝土10达到设计强度，实现了箱式预制承台与桩头之间的固结。

本发明的箱式预制承台不需要在干环境下进行施工，箱式预制承台刺入凝固前的封底混凝土后，再在承台外围二次浇筑封底混凝土，实现了挤压反向式封底，箱式预制承台结构自身充当了施工过程中的围堰，实现了永临结合，节省了抗水压的钢围堰，降低了施工风险和工程投资，具有良好的技术效果和广阔的应用前景。