一种水下混凝土桩施工的桩头切除方法技术

本发明专利技术公开了一种水下混凝土桩施工的桩头切除方法，对拟建场地水下部分地基处理范围进行第一次疏浚清淤，并预留高出地基标高不超过50CM厚的地基土；在施工区域进行地基混凝土桩的水上施工；在混凝土桩初凝之前，利用长臂挖机进行二次开挖疏浚，将预留的地基土连同桩头混凝土一起挖除，实现对混凝土桩桩头的切除，然后进行标高测量，确保二次开挖后的标高满足设计要求。采用本发明专利技术进行水下混凝土桩的桩头切除，施工难度大为降低，工作量大为减少，既能节省成本，又能更好的控制施工速率，缩短工期，减少资源浪费，一次性完成，无需二次调遣人员和设备，对环境影响较小，清除完毕后待混凝土达到设计强度即可进行后续工序。

A method of pile head cutting in underwater concrete pile construction

【技术实现步骤摘要】
一种水下混凝土桩施工的桩头切除方法
本专利技术涉及软土地基加固处理方法中的混凝土桩施工
，具体涉及水下混凝土桩地基的处理技术。
技术介绍
混凝土桩复合地基适用于处理黏性士、粉土、砂土、素填土和黄土等土层。对淤泥、淤泥质土地基应按地区经验或现场试验确定其适用性，刚性桩复合地基中的刚性桩应采用摩擦型桩。在使用过程中，常常在桩顶铺设一定厚度的褥垫层，通过桩与土变形协调使桩与土共同承担荷载是复合地基的本质和形成条件。由于端承型桩几乎没有沉降变形，只能通过垫层协调桩土相对变形，不可知因素较多，如地下水位下降引起地基沉降，由于各种原因，当基础与桩间土上垫层脱开后，桩间土将不再承担荷载。混凝土桩复合地基由桩、桩间土及褥垫层三部分构成。桩端一般穿透软弱土层，到达底部承载力较高的土层，桩与基础通过褥垫层(如砂、碎石等)和基础相联系，荷载通过桩身传递，并由桩土共同承担。褥垫层将上部基础传来的基底压力通过适当的变形以一定的比例分配给桩及桩间土，使二者共同受力。同时土体受到桩的挤密而提高承载力，而桩又由于周围土的侧应力的增加而改善了受力性能，二者共同工作，形成了一个复合地基的受力整体，共同承担上部基础传来的荷载。混凝土桩的施工常用的有长螺旋钻孔灌注成桩、震动沉管灌注成桩等，成桩后，待混凝土龄期和强度满足要求后需采用小型机械清除桩间土。然后采用环切工艺进行设计桩顶标高以上部分的桩头切除，即采用切割机人工切割，每边切割深度不小于15cm，切完后在桩头切缝处同一水平面按同一角度插入三根钢钎，用铁锤击打将桩头切除。因地基处理混凝土桩施工量一般较大，且为保证施工质量必须人工切除，所以施工效率十分低下。近年来随着水利水运行业的大力发展，水中构筑物对地基荷载要求越来越高，地基处理工艺和方法也广泛应用于水下软土的地基处理中，以加强水下软弱土层的地基承载力。如振冲碎石桩、挤密砂土桩、混凝土桩等等，用于处理水下软弱土层，以满足生产生活需要。水下混凝土桩的施工常常采用的方法是，混凝土桩机停放在大型平板驳船上进行水上施工，通过平板驳船的精确移位，达到精确施工的目的。当混凝土桩应用于水下软弱土地基处理时，不同于陆上施工，最关键的施工环节即是桩头处理，处理后的桩顶标高必须满足设计要求。当设计桩顶标高在水面以下时，若仍按照陆上施工方案，进行人工机械切割，无疑是难上加难。首先水下切割，施工安全性无法有效保障；其次潜水员水下作业费用高昂，当地基处理面积很大，桩数较多时，成本巨大；最后施工效率也会大大降低，根本无法保证按工期完工。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种可使水下混凝土桩地基处理变得更为简便、快捷，施工周期更短、成本更低，施工过程中对环境污染小，且不会造成资源浪费的水下混凝土桩施工的桩头切除方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种水下混凝土桩施工的桩头切除方法，其特征在于：按以下步骤进行，1)、按照施工规范和图纸设计要求，对拟建场地水下部分地基处理范围进行第一次疏浚清淤，并预留高出地基标高不超过50CM厚的地基土；2)、在施工区域进行地基混凝土桩的水上施工，混凝土桩的顶端凸出于标高以上；3)、在混凝土桩初凝之前，利用长臂挖机进行二次开挖疏浚，将预留的地基土连同桩头混凝土一起挖除，以实现对混凝土桩桩头的切除，切除混凝土桩桩头后达到设计标高；4)、二次开挖结束后，立即采用测量设备进行标高测量，确保二次开挖后的标高满足设计要求；重复步骤2)-步骤4)，直到整个地基处理范围施工完成，并满足图纸设计和施工规范要求，顺利交工验收为止。在步骤1)进行第一次疏浚清淤时，预留的地基土厚度为20-50CM。将两台桩机和一台长臂挖机牵引到平板驳船上，再利用拖轮移动驳船到施工区域，驳船四角利用定位锚桩或拖缆绳固定，驳船定位时，利用驳船上的卫星定位设备进行精确定位，以确保施工后的桩位满足施工规范和图纸设计要求，水平误差不超设计限值。在进行混凝土桩施工时，通过横向移动驳船上的两台桩机，逐排施工每一根混凝土桩；桩机移位时，利用桩机上的卫星定位设计进行精确定位，以满足水平精度要求；两台桩机分列在驳船两侧，在驳船两侧独立施工；桩机钻进到设计深度后，再利用放置在岸上的混凝土泵将混凝土通过桩机钻杆泵送灌注。第一次疏浚清淤操作亦通过长臂挖机实施。在二次开挖时，采用长臂挖机以单排桩挖除或双排桩挖除的方式进行开挖。在完成一个区域预留地基土的二次开挖及桩头切除并确认满足标高要求后，利用拖揽绳移动驳船，并配合卫星定位系统精确定位，使桩机移动到下一施工桩位，继续施工。采用本专利技术提供的方法进行水下混凝土桩的桩头切除，施工难度大为降低，工作量大为减少，既能节省成本，又能更好的控制施工速率，缩短工期，减少资源浪费，一次性完成，无需二次调遣人员和设备，对环境影响较小，清除完毕后待混凝土达到设计强度即可进行后续工序。附图说明图1为本专利技术施工过程的平面示意图；图2为本专利技术施工过程的断面示意图；图3为本专利技术在混凝土桩初凝前的开挖示意图。图中，1为驳船，2为长臂挖机，3为桩机，4为混凝土泵，5为混凝土桩，6为定位锚桩。具体实施方式下面结合附图通过具体实施例对本专利技术做进一步说明：参照图1、图2和图3，所述水下混凝土桩施工的桩头切除方法，按以下步骤进行，1)、按照规范和图纸要求，对拟建场地水下部分进行第一次疏浚清淤，本次清淤完工标高预留50cm左右，比如，图纸要求疏浚至-20.6m，本次疏浚至-20.1m；2)、调遣设备，进行地基处理范围的混凝土桩5水上施工。施工时务必确保设备稳定安全，如遇大风天气、水流或波浪影响机械正常作业，应立即停止施工；3)、首先结合设备情况和现场条件，将两台桩机3和一台长臂挖机2牵引到平板驳船1上，再利用拖轮移动驳船1到施工区域，驳船四角利用定位锚桩6(钢桩)或拖缆绳固定，驳船定位时，要利用驳船上的GPS定位设备精确定位。以确保施工后的桩位满足规范和图纸要求，水平误差不超限值；4)、通过横向移动驳船1上的两台桩机3，逐排施工每一根混凝土桩5。桩机3移位时，也必须利用桩机3上的GPS精确定位，满足水平精度要求。两台桩机3分列在驳船两侧，在驳船两侧独立施工。桩机3钻进到设计深度后，再利用放置在岸上的混凝土泵4将混凝土通过桩机3钻杆泵送灌注；5)、本次交工标高为-20.6m，也就是最终疏浚和切割桩头标高为-20.6m。混凝土桩5施工灌注完毕时的泥面标高为-20.1m，即施工到第一次疏浚清淤后的预留标高。为达到桩头切除的目的，需要在混凝土桩5施工完成后，混凝土初凝之前，利用长臂挖机2进行二次开挖疏浚，这时将预留的50cm地基土连同桩头混凝土一起挖除，达到切除桩头的目的。长臂挖机2开挖后的标高为-20.6m，即为本次地基处理交工标高；6)、地基处理范围内单排混凝土桩5施工完成后，在桩身混凝土初凝前，立即用停靠在驳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下混凝土桩施工的桩头切除方法，其特征在于：按以下步骤进行，/n1)、按照施工规范和图纸设计要求，对拟建场地水下部分地基处理范围进行第一次疏浚清淤，并预留高出地基标高不超过50CM厚的地基土；/n2)、在施工区域进行地基混凝土桩的水上施工，混凝土桩的顶端凸出于标高以上；/n3)、在混凝土桩初凝之前，利用长臂挖机进行二次开挖疏浚，将预留的地基土连同桩头混凝土一起挖除，以实现对混凝土桩桩头的切除，切除混凝土桩桩头后达到设计标高；/n4)、二次开挖结束后，立即采用测量设备进行标高测量，确保二次开挖后的标高满足设计要求；/n重复步骤2)-步骤4)，直到整个地基处理范围施工完成，并满足图纸设计和施工规范要求，顺利交工验收为止。/n

【技术特征摘要】
1.一种水下混凝土桩施工的桩头切除方法，其特征在于：按以下步骤进行，
1)、按照施工规范和图纸设计要求，对拟建场地水下部分地基处理范围进行第一次疏浚清淤，并预留高出地基标高不超过50CM厚的地基土；
2)、在施工区域进行地基混凝土桩的水上施工，混凝土桩的顶端凸出于标高以上；
3)、在混凝土桩初凝之前，利用长臂挖机进行二次开挖疏浚，将预留的地基土连同桩头混凝土一起挖除，以实现对混凝土桩桩头的切除，切除混凝土桩桩头后达到设计标高；
4)、二次开挖结束后，立即采用测量设备进行标高测量，确保二次开挖后的标高满足设计要求；
重复步骤2)-步骤4)，直到整个地基处理范围施工完成，并满足图纸设计和施工规范要求，顺利交工验收为止。


2.根据权利要求1所述的水下混凝土桩施工的桩头切除方法，其特征在于：在步骤1)进行第一次疏浚清淤时，预留的地基土厚度为20-50CM。


3.根据权利要求1所述的水下混凝土桩施工的桩头切除方法，其特征在于：将两台桩机和一台长臂挖机牵引到平板驳船上，再利用拖轮移动驳船到施工区域，驳船四角利用定位锚桩或拖缆绳固定，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴明，宇珂，王栋，黄志滨，
申请(专利权)人：中交第四航务工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44