[发明专利]柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法

说明书

桥梁桩柱防冲刷一直未能有最好的防治方法，在发明人的潜心研究下，发明了柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法，其防治桥梁桩柱冲刷效果好。本申请提供的柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法通过铺排船、平板驳定位；铺设砂袋，其中，砂袋选择子母袋的设计，通过砂袋之间搭接，上下层错缝，确保了砂袋之间紧密连接；砂袋充填等步骤，实现了柔性复合袋装砂的回填，使得桥梁桩柱四周能承受每昼两潮冲刷不受影响，有效解决桥梁桩柱防冲刷问题。

技术领域

本发明涉及桥梁桩柱防冲刷的技术领域，更具体地涉及柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法。

背景技术

管线桥工程是洋口港区的重要基础设施工程之一，是LNG油登陆及其它液体化工物资进出的重要依托。工程位于黄海大桥的西侧。主桥与黄海大桥平行，中心间距为230m，两端有引桥与接岸、接岛引堤相连，桥梁总长度为10763m，标准桥宽13m。

桥梁上部管廊带为简支梁结构，维修及消防通道钻孔桩基础段为结构简支—桥面连续结构，打入桩基础段为简支梁结构。引桥上部结构为标准跨径30m组合箱梁，主桥上部结构为标准跨径40m组合箱梁。两端引桥及近岸段约3.1km主桥采用双柱式门架墩、桩柱式台、钻孔灌注桩基础。其余主桥下部采用排架式墩、PHC管桩基础。

管线桥197#～231#桥墩位于南水道中，桩基础位置从2006年12月至2015年3月冲刷坑位置、深度(坐标系统：1954年北京坐标系；高程系统：当地理论最低潮面，)其中216#～222#桥墩桩基河床整体冲刷严重，其中219#墩桩基整体冲刷了4.2m，冲刷坑深2.3m。

桥梁桩柱使此区域原来波浪、海流等水动力条件发生改变,打破原本已经建立的泥沙输运平衡,从而使桩柱周围海底发生冲刷。海流遇到桩柱的阻碍发生绕流,桩柱周围流速加大,在桩柱周围形成的马蹄形漩涡以及桩柱后方的剥蚀漩涡是对桩基形成冲刷的主要动力。马蹄形漩涡形成的原因是来流剖面上的水质点发生旋转。当海底表层土颗粒所受重力及颗粒间粘结力无法抵御漩涡对其施加的作用力,则土颗粒发生起动,从而在桩柱周围形成了冲刷坑,桩柱两侧流体流动时发生绕流,流速加大,将会使已起动的泥沙处于悬浮状态。桩柱后方的水质点发生裂流,形成向海面运动的尾流,进而将泥沙颗粒带出冲刷坑。在波浪的联合作用下,更有利于漩涡的形成与发展。当漩涡紊流带走的泥沙总量与推移质和悬移质带入冲刷坑的泥沙总量相等时，冲刷坑就达到了平衡,冲刷停止,这时冲刷坑保持稳定的形状。

目前，针对冲刷坑的防治做了一些尝试，比如抛下护桩，由于块石抛入桩基坑内，石头之间缝隙仍然阻止不了潮汐抽流带走下面的沙土后导致块石下沉，由于块石有棱角沉至电缆后，电缆被潮汐抽空流荡使电缆受损，通过一年后扫测发现，块石下沉、基坑仍在增大，其防冲刷效果并不好。

发明内容

本发明的目的提供柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

本发明提供柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法，包括以下步骤：

铺排船、平板驳定位：利用GPS-RTK软件绘制袋体平面位置图，指导铺排船、平板驳在下袋位置进行定位；

铺设砂袋：利用GPS定位，充灌砂袋，采用船舶对拉形式对袋体前侧位置进行连接固定，其中，所述砂袋为环形袋体，环形内外侧设置子袋，圆环加工时为开口环，环头环尾预留搭接长度及搭接系结环；

砂袋充填：充填坑内砂袋时，先充填内圈子袋，使得砂袋缓慢下沉且与基桩结合紧密，然后再充填母袋，直至整体砂袋充填饱满；充填表层环状砂袋时，先充填外环子袋，使得砂袋与周围滩面紧密结合，然后再充填内环子袋，最后充填母袋，确保表层砂袋充填平整。

在一些实施方式中，铺排船、平板驳定位步骤之前还包括以下步骤：施工前先利用大比例水下地形测量图，通过绘制横断面图，根据地形计算层数、每层排列个数和充砂袋排列组合方式，控制袋装砂工程量。