一种埋置式承台的施工方法与流程

本发明用于水电站库区内埋置式承台施工技术领域，特别是涉及一种埋置式承台的施工方法。

背景技术：

近年来，拱桥作为跨越能力较大、耐久性好且养护和维修费用少的桥梁，在各路网中被越来越频繁地采用。对于拱桥桥型来说，基本上所有桥梁结构及运输荷载都要通过主梁和吊杆传递给拱肋结构，而拱肋结构以轴向力的形式通过拱座基础传递给基岩，这种轴向力是非常大的，因此拱座基础必须支撑到基岩上，而基岩往往深淹在水下。国内对于深水施工往往是想办法变水中施工为陆地施工，通过抛填筑岛方式加宽工作面，或采用围堰施工的方法开挖基坑，并在基坑上安装围堰后再进行施工。

深水埋置式承台指的是承台施工完成后承台主体基本埋入河床面或边坡内，且承台顶部标高远低于常水位线。当采用围堰施工的方法对埋置式承台进行施工时，需在深水中开挖基岩并吊装围堰，由于在水电站库区内不通航，施工场地狭小，边坡陡峭，无法进场大型水上吊装设备，导致无法通过大型水上吊装设备直接吊装围堰进行安装，使得围堰安装非常困难，承台施工受到极大阻碍，影响施工效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种埋置式承台的施工方法，其能够在无法进场大型水上吊装设备的前提下完成双壁围堰安装，施工安全可靠，节省施工成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种埋置式承台的施工方法，包括以下步骤：

步骤10：在基岩上设置基坑；

步骤20：将多个浮箱沿第一方向连接成浮箱组，沿第二方向间隔放置所述浮箱组，采用连接结构将相邻两个所述浮箱组连接为一个整体，在相邻两个所述浮箱组之间搭设水上施工平台；

步骤30：在所述水上施工平台上拼装底层双壁围堰节，抬升底层双壁围堰节，拆除所述水上施工平台，将所述底层双壁围堰节下降至水中，并浮于水面；

步骤40：将所述底层双壁围堰节移动至所述基坑上方；

步骤50：在所述底层双壁围堰节上拼装上层双壁围堰节，形成双壁围堰，将所述双壁围堰下沉到所述基坑中，并使所述双壁围堰支撑于所述基岩上；

步骤60：在所述双壁围堰中安装钢护筒，在所述钢护筒中设置桩基础；

步骤70：在所述桩基础上施工承台。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，步骤30中，安装起吊桁架和千斤顶，所述起吊桁架沿第二方向横跨所述水上施工平台，并安装在相邻两个浮箱组上，所述千斤顶安装在起吊桁架的顶部，通过所述千斤顶抬升所述底层双壁围堰节。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，还包括步骤31，在所述底层双壁围堰节的内壁和外壁之间填充混凝土，使所述底层双壁围堰节在水中下沉，且所述底层双壁围堰节的顶面高于水面。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，还包括步骤41，在所述底层双壁围堰节的内壁和外壁之间填充混凝土，且所述上层双壁围堰节安装在所述底层双壁围堰节上时，所述上层双壁围堰节与所述底层双壁围堰节相连接的部位高于水面。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，步骤41中，在所述底层双壁围堰节上连接多个用于限制所述底层双壁围堰节往第一方向和第二方向运动的牵引线。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，所述底层双壁围堰节包括围堰节块和内支撑结构，多个所述围堰节块拼接成封闭的环形结构，所述内支撑结构安装在所述围堰节块的内部，并支撑所述围堰节块。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，步骤10中，还包括在所述基岩上钻多个炸药孔，在所述炸药孔中安装炸药，并爆破成基坑。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，步骤60中，设置桩基础前，在所述钢护筒和所述底层双壁围堰节之间填充混凝土，以固定所述钢护筒。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，还包括步骤61，在所述钢护筒和所述底层双壁围堰节之间填充混凝土，以封住所述底层双壁围堰节的底部。

结合上述实现方式，在本发明的某些实现方式中，还包括步骤32，拆除所述连接结构。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：施工承台前，通过浮箱组搭建出水上施工平台，并在水上施工平台拼装底层双壁围堰节，底层双壁围堰节拼装好后将其抬起，拆除水上施工平台，再将底层双壁围堰节下放至水中，在无需大型水上吊装设备即可将底层双壁围堰节放入水中并移动至基坑上，再在底层双壁围堰节上拼装上层双壁围堰节，该技术方案的埋置式承台的施工方法,利用水上施工平台来拼装底层双壁围堰节后，可直接将底层双壁围堰节下降至水中，能够在无法进场大型水上吊装设备的前提下完成双壁围堰安装，施工安全可靠，节省施工成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明一个实施例承台和桩基础的结构示意图；

图2是本发明一个实施例浮箱组相连接的俯视图；

图3是本发明一个实施例浮箱组和水上施工平台的俯视图；

图4是本发明一个实施例起吊桁架、千斤顶和水上施工平台的截面示意图；

图5是本发明一个实施例底层双壁围堰节的结构示意图；

图6是本发明一个实施例底层双壁围堰节移动至基坑上方的运输示意图；

图7是本发明一个实施例限制底层双壁围堰节往第一方向和第二方向运动的俯视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1，埋置式承台指的是承台1施工完成后承台主体基本埋入河床面或边坡内，且承台1顶部标高远低于常水位线。施工埋置式承台时，承台1通常设置在深水下的基岩上，以得到基岩的支撑。在不通航的水电站库区内，承台1施工场地狭小，边坡陡峭，无法进场大型水上吊装设备，导致无法通过大型水上吊装设备直接吊装围堰进行安装以施工承台1。围堰是一种临时性围护结构，其作用是防止水和/或土进入施工位置，以便在围堰内施工承台1。

参见图3、图4和图6，本发明的实施例提供了一种埋置式承台1的施工方法，包括以下步骤：

步骤10：在基岩上设置基坑，基坑为承台1施工所在的位置；

步骤20：将多个浮箱沿第一方向x连接成浮箱组2，沿第二方向y间隔放置浮箱组2，采用连接结构将相邻两个浮箱组2连接为一个整体，保证两个浮箱组2之间能够保持相对静止的状态，在相邻两个浮箱组2之间搭设水上施工平台3，参见图2和图3，其中，第一方向x为浮箱组2的长度方向，第二方向y为排布相邻两个浮箱组2的方向；

步骤30：在水上施工平台3上拼装底层双壁围堰节4，参见图4和图5，将底层双壁围堰节4拼装好后，抬升底层双壁围堰节4，拆除水上施工平台3，将水上施工平台3拆除后底层双壁围堰节4直接位于水的上方，即可将底层双壁围堰节4下降至水中，并浮于水面，以进行后续的运输工作，可以理解的是，底层双壁围堰节4的拼装工作可由岸上吊机和/或拼装式水上履带吊机等完成，拼装式水上履带吊机可由履带吊机安装在水上的浮箱后拼装完成，其中，水上施工平台3可采用但不限于如脚手架、行走格栅和分配梁等等搭设而成。

步骤40：将底层双壁围堰节4移动至基坑上方，可以采用如卷扬机5、拖轮6等可牵引的设备对底层双壁围堰节4进行移动，使底层双壁围堰节4位于基坑上方，方便后续的施工工作；

步骤50：在底层双壁围堰节4上拼装上层双壁围堰节，形成双壁围堰，将双壁围堰下沉到基坑中，并使双壁围堰支撑于基岩上，可以理解的是，上层双壁围堰节可设有1个或多个，上层双壁围堰节的数量可根据实际施工场地的水深情况进行设置；

步骤60：在双壁围堰中安装钢护筒，在钢护筒中设置桩基础7，钢护筒的安装位置与施工设计中桩基础7的位置一一对应；

步骤70：在桩基础7上施工承台1，由桩基础7对承台1进行支撑，使承台1所承受的负荷通过桩基础7传递给基岩，保证承台1的稳固性。

参见图3、图4和图6，施工承台1前，通过浮箱组2搭建出水上施工平台3，并在水上施工平台3拼装底层双壁围堰节4，底层双壁围堰节4拼装好后将其抬起，拆除水上施工平台3，再将底层双壁围堰节4下放至水中，在无需大型水上吊装设备即可将底层双壁围堰节4放入水中并移动至基坑上，再在底层双壁围堰节4上拼装上层双壁围堰节，该技术方案的埋置式承台1的施工方法,利用水上施工平台3来拼装底层双壁围堰节4后，可在原处直接将底层双壁围堰节4下降至水中，能够在无法进场大型水上吊装设备的前提下完成双壁围堰安装，施工安全可靠，节省施工成本。

在一些实施例中，步骤10中，还包括在基岩上钻多个炸药孔，在炸药孔中安装炸药，并爆破成基坑，通过炸药孔定向爆破基岩，可一次性爆破出基坑，有效地清除了陡峭边坡下的岩石，且步骤10可以不限制于步骤20、步骤30的完成情况，可将拼装底层双壁围堰节4和爆破基坑同步进行，提高工作效率，节省工期。其中，基岩上爆破区域中的炸药孔应根据实际基岩的形状以及周围环境的情况进行分批延时引爆，以减少对边坡和周围结构物的影响，保障施工的安全性。

将底层双壁围堰节4抬升可通过如千斤顶8、气动葫芦、平衡吊等起重装置，参见图4，在一些实施例中，步骤30中，安装起吊桁架9和千斤顶8，起吊桁架9沿第二方向y横跨水上施工平台3，并安装在相邻两个浮箱组2上，千斤顶8安装在起吊桁架9的顶部，通过起吊桁架9的设置可避免千斤顶8直接安装在水上施工平台3，同时也为底层双壁围堰节4的抬升提供了升降的空间，通过千斤顶8抬升底层双壁围堰节4，将底层双壁围堰节4抬升后即可拆除水上施工平台3，再通过千斤顶8将底层双壁围堰节4下放至水中，操作简单方便，无需大型吊装设备的协助，满足施工要求。其中，千斤顶8可采用穿心式千斤顶与螺纹钢筋10或钢绞线配合的方式，通过螺纹钢筋10或钢绞线将千斤顶8与底层双壁围堰节4连接起来，即可利用千斤顶8将底层双壁围堰节4进行抬升或下放，千斤顶8及起吊桁架9的数量、具体位置可根据底层双壁围堰节4大小和抬升牵引点进行设置。

在一些实施例中，还包括步骤31，在底层双壁围堰节4的内壁和外壁之间填充混凝土，使底层双壁围堰节4在水中下沉，保证底层双壁围堰节4在水中运输的平衡性，且底层双壁围堰节4的顶面高于水面，方便后续工作中上层双壁围堰节与底层双壁围堰节4的安装。

在一些实施例中，还包括步骤32，拆除连接结构11，水上施工平台3位于相邻两个所述浮箱组2，为方便将底层双壁围堰节4移动至基坑上方，将连接相邻两个所述浮箱组2的连接结构11拆除，参见图3，使底层双壁围堰节4能够从相邻两个浮箱组2之间通行，方便运输底层双壁围堰节4。参见图6，可以理解的是，底层双壁围堰节4可通过拖轮6、多个卷扬机5等进行牵引、移动并摆放到位。

在一些实施例中，还包括步骤41，在底层双壁围堰节4的内壁和外壁之间填充混凝土，使底层双壁围堰节4在基坑上方下沉，以进一步将底层双壁围堰节4靠近基坑，且上层双壁围堰节安装在底层双壁围堰节4上时，上层双壁围堰节与底层双壁围堰节4相连接的部位高于水面，方便安装。

由于填充混凝土的过程会引起底层双壁围堰节4受力不均，从而导致底层双壁围堰节4波动、移位，参见图7，在一些实施例中，步骤41中，在底层双壁围堰节4上连接多个用于限制底层双壁围堰节4往第一方向x和第二方向y运动的牵引线12，通过限制双壁围堰节往第一方向x和第二方向y运动，可保证底层双壁围堰节4整体的稳定性，从而保证底层双壁围堰节4始终位于施工区域范围内。其中，位于水面上的牵引线可呈八字形设置，参见图7，可起到加固底层双壁围堰节4的作用。

在一些实施例中，步骤60中，设置桩基础7前，在钢护筒和底层双壁围堰节4之间填充混凝土，以固定钢护筒，再利用钢护筒搭设钻孔平台，以对桩基础7进行施工，通过一次封底可加固钢护筒，保证钻孔平台搭设的稳定性，提高桩基础7施工的安全可靠性。

在一些实施例中，还包括步骤61，在钢护筒和底层双壁围堰节4之间填充混凝土，以封住底层双壁围堰节4的底部，通过二次封底可防止水渗漏，保证承台1的施工环境为干施工环境，施工安全可靠。当二次封底的混凝土等强度后，即可切割钢护筒，将双壁围堰内的水抽干，并开始施工承台1。

参见图5，在一些实施例中，底层双壁围堰节4包括围堰节块41和内支撑结构42，多个围堰节块41拼接成封闭的环形结构，在各围堰节块41的内壁和外壁之间填充混凝土，使环形壁面的刚度增强，同时，围堰的重量增大，方便下沉。内支撑结构42安装在围堰节块41的内部，并支撑围堰节块41，可在深水高压环境下，保证承台1施工环境的安全。

在一些实施例中，步骤30中，拼装底层双壁围堰节4时，可采用大小里程对称组装、先安装大件再安装小件的方式，可利用拼装式水上履带吊机和岸上吊机对称拼装围堰节块41以及安装内支撑结构42。具体地，拼装前，可在水上施工平台3上放样出底层双壁围堰节4的壁板组装轮廓线及相邻围堰节块41间的组装接线，并在外侧轮廓边线上焊制定位部件，以定位出底层双壁围堰节4的安装位置，并采用拼装式水上履带吊机和岸上吊机将各围堰节块41吊至对称的安装位置并固定，最后安装内支撑结构42。其中，上层双壁围堰节也可采用相同的安装方法，即采用大小里程对称组装、先安装大件再安装小件的方式在底层双壁围堰节4上进行拼装。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。