[发明专利]裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法

说明书

技术领域：

本发明涉及港口建筑施工技术领域，特别涉及一种裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法。

背景技术：

现有技术着重在离岸深水浅覆盖层条件下，嵌岩桩的桩套筒在施工期没有足够的入土深度，而离岸深水环境下的潮流都较大，因此套筒自身的稳定成为决定施工进度、安全和施工质量重要的因素，因此有必要研究并提出合理的稳桩措施。

配合工程施工的开展，课题组首先针对目前国内外常用的几种稳桩措施进行比较，从中选择人造基床作为工程实际采用的稳桩方法，然后通过模型试验和理论计算的结果，提出人造基床设计的大致参数范围，并按照规范的相关要求进行人造基床设计，最后通过对人造基床抛填施工方法的调整和改进，实现了工程的单桩和群众的稳桩目的，保证了工程的顺利安全开展。

目前国内常用的主要稳桩技术有混凝土套箱稳桩技术、导管架技术等，这几种方法各有利弊，适合于不同的施工环境。

混凝土套箱稳桩技术：国内某试桩工程采用了混凝土套箱稳桩技术，稳桩套箱外形尺度8.5×16×7m，单个套箱混凝土方量约126m³，约重320t。每个套箱内需利用导管水下填砂约1200m³，工程量大。该方案取得了成功，同时也暴露了几个问题，如水下潜水工程量大、需大型浮吊安装套箱、套箱水下定位困难、工期长、施工难度大、工程造价较高等；并且在施工时还需要另外搭设施工平台。

导管架技术：该技术是用钢管制作成一个导管支架并能浮于水上，一般为每3个排架范围制作一榀导管架。每榀钢导管支架由双层水平横向撑和竖向导管组成，钢导管支架整体成型后可浮放在水中，制作完成后，用起重船将钢导管支架吊放在水中浮运到现场安装。钢导管支架现场定位后，与已沉定位钢管桩之间采用型钢电焊联结进行限位加固，用起重船将钢支撑桩插入钢导管架的竖向导管内，并支撑在基床上，然后乘高潮或用起重船将导管架吊起后，将竖向导管与支撑桩锁死，形成水上工作平台，最后在钢导管支架的上下层横向支撑管之间设置两层导向架，吊打嵌岩桩套管。该方案在某工程中得到成功应用，主要解决了在松散块石层上搭设平台的难题，并且导管架也可以作为施工平台的支撑结构。但是，该方案需大型浮吊，工艺复杂，用钢量大，造价较高。

人造基床技术：即在嵌岩桩区域抛设袋装砂和袋装碎石层形成人工覆盖层来满足施工期的稳桩需求。在裸露的岩基上施工嵌岩桩，采用人造基床的方式是一种很好的思路。对于高低不平的基岩可采用水下炸礁的办法将基岩炸平，也可根据当时的地质、地貌的特点，用袋装砂或者袋装混凝土在水下围一圈潜堤，中间抛填砂或细石，顶部用袋装砂封顶，以防水流将潜堤内的砂子掏空。抛砂层的厚度与稳定钢护筒有关，如采用钢护筒作为钻孔平台的支撑，则应根据水流、波浪、靠船力等外荷载进行设计，并按施工期单桩稳定、汛期的平台整体稳定进行计算。本课题研究过程中依托的宝钢马迹山港区卸船码头工程施工中，就是以钢护筒作为钻孔平台的支撑。

人造基床稳桩方法具有工艺简单、施工方便、成本造价低等优点。但是在岩基落差较大时，较难保证人工基床的坡度。

发明内容：

为了解决离岸深水浅覆盖层条件下嵌岩桩施工期的稳桩问题。通过对常见几种单桩稳桩技术的比较分析，本发明提出了一种裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法。该方法结合数模和物模计算结果，通过利用人工基床稳桩技术解决单桩的稳桩问题，另外采用挑梁稳桩的施工工艺解决码头前排桩的稳桩问题。

该方法具体方案包括如下步骤：

(1)人造基床的结构设计；

(2)人造基床抛投及成型；

(3)钢套筒沉放；

(4)群桩的稳桩施工。

其特征在于，

所述步骤(1)中，人造基床的厚度范围为7m～8m，基床设计成三层结构：第一层(底)为袋装碎石混粘土，厚度1.5m；第二层(中)为袋装中粗砂，厚度为3.5m；第三层(顶)为护面袋装碎石，厚度为2m；基床边坡为1∶1.5，码头后沿钢套筒中心线离基床顶边沿距按3m控制，以保证稳桩足够的侧向约束；同时考虑到码头前沿有水深要求，为避免人造基床抛投后影响码头前沿水深，码头前沿第一排桩采用上下结合的稳桩方案，即桩尖用3～4m基床约束，桩顶利用挑梁加固。