一种软弱淤泥质粉质黏土河道水上波浪桩施工方法

技术领域

本发明涉及河道施工的技术领域，尤其涉及一种软弱淤泥质粉质黏土河道水上波浪桩施工方法。

背景技术

为了建造生态护岸，可以通过波浪桩作为水上施工的桩基基础。波浪桩是一种截面呈半圆环形，混凝土强度不小于C80的新型的预应力混凝土构件，它改变了传统水利工程使用材料造价高、成型慢、限制条件多、质量不稳定等缺点，目前被广泛应用于水利生态护岸施工建设中。

但是在软弱淤泥质粉质黏土河道施工中，波浪桩的施工精确度不高。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种软弱淤泥质粉质黏土河道水上波浪桩施工方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种软弱淤泥质粉质黏土河道水上波浪桩施工方法，具体步骤为：

S1、施工船舶、设备进场

船舶驾驶员先将船舶停在岸边，通过放下利用滑轮和绳索控制的升降机将船上的两根定位桩插入水下土层中稳定船身；

打桩机驾驶员控制打桩机从岸边贴近船舶边缘处准备上船，打桩机上船后驶入预先由测量人员根据打桩机尺寸大小为其设置的安置区域，待船身、机身稳定后陆续安排施工人员进场；

S2、水钻机作业

S21、水钻机的安装与定位

首先保持水钻机基础的稳定，根据钻机所需尺寸安装匹配的水钻头，随后调整方位至事先测量确定的位置，操作人员放下船舶上的两根定位桩稳定船身，最后利用打桩机桩顶固定水钻机的位置后启动电源进行钻孔作业；

S22、水钻机钻孔

水钻机在开始钻孔时，钻头不能垂直钻，首先斜着磨墙，按下开关一段时间后松开，利用停电时惯性磨墙，当墙上磨出一个月牙形槽的时候，钻头调直，直至完全磨成一个圆形，当磨成圆形后按下开关，施加力下压；

S3、放置导向架

导向架包括导向架横梁，导向架横梁两端焊接有L形导向板，L形导向板底部设有支腿；

先打入第一根波浪桩，以打入水底土层的第一根波浪桩为支点，用吊车起吊导向架并准备进行放置，导向架横梁放置在第一根波浪桩的桩顶，导向架的支腿插入水下土层中；两个L形导向板之间设有导向轮，导向轮通过手拉葫芦与导向架横梁连接，吊车悬臂通过夹嘴夹紧第二根波浪桩，第二根波浪桩的下端插入导向架横梁与导向轮之间的导向槽中，并且尽可能使后一根波浪桩靠近前一根，接着将导向轮移动至第二根波浪桩旁边，然后拉紧手拉葫芦，让导向轮与第二根波浪桩紧密贴合，并使第二根波浪桩与第一根波浪桩紧密接触，然后振动锤体施打第二根波浪桩；

S4、打入沉桩至设计标高

待所有沉桩都被打入水中后，继续击打这些沉桩至指定标高，然后松开手葫芦使导向轮移动至下一个桩位击打，直至施打导向架内波浪桩桩顶标高与指定标高一致，接着吊起导向架向上一步已经完成的，桩顶达到指定标高的波浪桩方向移动，重复以上步骤直至所有桩的桩顶标高与设计标高一致。

步骤S1中施工船舶、设备进场之前，先勘察施工区域内河道的长度、宽度、深度及河道周边的环境情况，据施工现场实际情况制定设备进场流程方案。

步骤S3中，在整个沉桩过程中，导向轮始终对后一根桩起导向作用，使得后一根桩与前一根桩无纵向缝隙。

步骤S3中，应根据施工采用的桩型进行焊接制作相应规格的导向架及导向轮。

步骤S3中，第一根桩沉桩至设计标高后，依据放线位置吊装导向架就位后，需保证导向架中心线与设计波浪桩中线一致，桩机起吊第二根波浪桩，桩下缘放入导向架内，桩身与钢制横向限位导向轮靠紧，由专人扶正，保证桩身与前一根桩的桩身靠紧。

在波浪桩施工完成后，测量人员对桩体的标高及垂直度进行复测，记录有问题的桩体并反馈给施工人员，待调整这些桩体的标高及垂直度至满足要求后，测量人员再通过测量进行核实，确保合格后下一步进行混凝土压顶工作。

本发明的有益效果是：本发明施工船舶经过定位测量将定位桩插入水下的土层中保持船身稳定后，通过打桩机控制水钻机钻孔使波浪桩更容易进入水下土层中，接着利用导向架定位施打波浪桩使前后桩基贴紧平齐，最后打入水中沉桩至设计标高。水上沉桩过程中，桩基直接使土体产生冲切破坏，桩周孔隙水受此冲切挤压作用形成不均匀水头，产生超孔隙水压力，扰动了土体结构，使桩周约一倍桩径范围内的一部分土体抗剪强度降低，发生严重软化(黏土)或稠化(粉土、砂土)，出现土体重塑现象，从而可容易地连续将波浪桩送入很深的地基土层中。

附图说明

图1为本发明的施工流程图；

图2为本发明中波浪桩的结构示意图；

图3为本发明中导向架的结构示意图；

图中：1-导向架横梁；2-L形导向板；3-支腿；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1至图3所示，一种软弱淤泥质粉质黏土河道水上波浪桩施工方法，具体步骤为：

S1、施工船舶、设备进场

施工船舶、设备进场之前，先勘察施工区域内河道的长度、宽度、深度及河道周边的环境情况，据施工现场实际情况制定设备进场流程方案；管理人员根据方案内容安排具有船舶国籍证书、适航证书的施工船舶和拥有产品合格证的打桩机等机械设备进场；

船舶驾驶员先将船舶停在岸边，通过放下利用滑轮和绳索控制的升降机将船上的两根定位桩插入水下土层中稳定船身；

打桩机驾驶员控制打桩机从岸边贴近船舶边缘处准备上船，打桩机上船后驶入预先由测量人员根据打桩机尺寸大小为其设置的安置区域，待船身、机身稳定后陆续安排施工人员进场；

S2、水钻机作业

S21、水钻机的安装与定位

首先保持水钻机基础的稳定，根据钻机所需尺寸安装匹配的水钻头，随后调整方位至事先测量确定的位置，操作人员放下船舶上的两根定位桩稳定船身，最后利用打桩机桩顶固定水钻机的位置后启动电源进行钻孔作业；

S22、水钻机钻孔

水钻机在开始钻孔时，钻头不能垂直钻，首先斜着磨墙，按下开关一段时间后松开，利用停电时惯性磨墙，当墙上磨出一个月牙形槽的时候，钻头调直，直至完全磨成一个圆形，当磨成圆形后按下开关，施加力下压；

S3、放置导向架

应根据施工采用的桩型进行焊接制作相应规格的导向架及导向轮，导向架包括导向架横梁1，导向架横梁1两端焊接有L形导向板2，L形导向板2底部设有支腿3；

先打入第一根波浪桩，以打入水底土层的第一根波浪桩为支点，用吊车起吊导向架并准备进行放置，导向架横梁1放置在第一根波浪桩的桩顶，导向架的支腿3插入水下土层中，保证打桩过程中导向架横平竖直并且不会出现移位；两个L形导向板2之间设有导向轮，导向轮通过手拉葫芦与导向架横梁1连接，吊车悬臂通过夹嘴夹紧第二根波浪桩，第二根波浪桩的下端插入导向架横梁1与导向轮之间的导向槽中，并且尽可能使后一根波浪桩靠近前一根，接着将导向轮移动至第二根波浪桩旁边，然后拉紧手拉葫芦，让导向轮与第二根波浪桩紧密贴合，并使第二根波浪桩与第一根波浪桩紧密接触，然后振动锤体施打第二根波浪桩；在整个沉桩过程中，导向轮始终对后一根桩起导向作用，使得后一根桩与前一根桩无纵向缝隙；

第一根桩沉桩至设计标高后，依据放线位置吊装导向架就位后，需保证导向架中心线与设计波浪桩中线一致，桩机起吊第二根波浪桩，桩下缘放入导向架内，桩身与钢制横向限位导向轮靠紧，由专人扶正，保证桩身与前一根桩的桩身靠紧；

S4、打入沉桩至设计标高

待所有沉桩都被打入水中后，继续击打这些沉桩至指定标高，然后松开手葫芦使导向轮移动至下一个桩位击打，直至施打导向架内波浪桩桩顶标高与指定标高一致，接着吊起导向架向上一步已经完成的，桩顶达到指定标高的波浪桩方向移动，重复以上步骤直至所有桩的桩顶标高与设计标高一致；

在波浪桩施工完成后，测量人员对桩体的标高及垂直度进行复测，记录有问题的桩体并反馈给施工人员，待调整这些桩体的标高及垂直度至满足要求后，测量人员再通过测量进行核实，确保合格后下一步进行混凝土压顶工作。

本发明施工船舶经过定位测量将定位桩插入水下的土层中保持船身稳定后，通过打桩机控制水钻机钻孔使波浪桩更容易进入水下土层中，接着利用导向架定位施打波浪桩使前后桩基贴紧平齐，最后打入水中沉桩至设计标高。水上沉桩过程中，桩基直接使土体产生冲切破坏，桩周孔隙水受此冲切挤压作用形成不均匀水头，产生超孔隙水压力，扰动了土体结构，使桩周约一倍桩径范围内的一部分土体抗剪强度降低，发生严重软化(黏土)或稠化(粉土、砂土)，出现土体重塑现象，从而可容易地连续将波浪桩送入很深的地基土层中。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。