1.本技术涉及桥梁基础施工领域，特别涉及一种桥梁基础的施工方法及深水预制结构。


背景技术：

2.目前跨海桥梁一般为深水桥梁，大多采用大跨结构、深水基础；与内陆桥梁相比，深水桥梁的下部结构和基础除了承受自重荷载、交通荷载以外，还遭受破浪、水流等海洋动力荷载的侵袭；其中桥梁基础一般采用桩基础和设置基础的施工方式进行设置。
3.在一些相关技术中，桩基础的施工方式流程为：先设置钻孔平台，利用钻孔平台进行施工插打钻孔桩；然后设置围堰，并下沉着床，待着床后，利用钻孔桩形成施工平台，进行取土吸渣操作，直到到达设计深度；然后逐渐水下封底混凝土灌注，最终形成桥梁基础，但是存在以下问题：
4.(1)在一些无覆盖层的情况下，地基为岩层，承载力较好时，对地基进行打孔，设置钻孔桩，在打孔的过程中对地基本来稳定的结构进行了破坏，并且插打钻孔桩的操作也难以进行，施工成本较高。
5.(2)由于钻孔桩和钻孔平台的设置，导致临时结构增多，导致施工成本增加，施工步骤复杂，进而降低了效率；另外临时结构导致体积增大，使其受波浪力的影响增大。
6.在另一些相关技术中，采用设置基础的施工方式时，常利用气压沉箱进行施工，具体为：运送沉箱至下沉位置处，当把沉箱沉入水下时，在沉箱外用空气压缩机把压缩空气通过储气筒、油质分离器经输气管分别输入气闸和沉箱工作室，把工作室内的水压出室外；工作人员就可经人用变气闸，从中央气闸及气筒内的扶梯进到工作室内工作，进行清理地基，从而使沉箱下沉至设计位置，最后填充封灌混凝土，但是存在以下问题：
7.(3)设置基础对地基的整平度要求比较高，在沉箱下沉之前，需要将地基整体，若地基不平，增加了水下堵漏的难度，不便于操作。
8.(4)由于工作室内的气压是通过逐步改变闸内气压而使工作人员适应室内外的气压差，但气压相比地面仍然较高，长时间的在工作空间内进行操作施工，对施工人员的身体健康有一定的危害。


技术实现要素：

9.本技术实施例提供一种桥梁基础的施工方法及深水预制结构，以解决相关技术中采用桩基础的施工形式带来的影响。
10.第一方面，提供了一种深水预制结构，其包括：
11.沉箱，其顶部设有第一通道；
12.承台，其连接在所述沉箱的顶部，并覆盖于第一通道上，所述承台上开设有贯穿其的第二通道；以及，
13.所述第一通道、第二通道和所述沉箱的内腔连通，并共同形成用于施工的工作通
道。
14.一些实施例中，所述承台为箱体，所述箱体的内部中空，底部设有第二开口；
15.所述箱体的顶部设有纵横交叉设置的隔墙，所述隔墙之间形成第一开口，第一开口、第二开口和箱体内腔形成所述第二通道；
16.所述箱体的顶部为用于安装清理装置的工作平台部。
17.一些实施例中，所述承台为箱体，所述箱体的底部和顶部均开口；
18.所述箱体的内部中空，并设有多个均匀分布的隔板；所述隔板沿箱体的顶部延伸至底部，将箱体的内部空间分割成多个隔仓；所述隔仓与所述箱体的底部和顶部的开口形成所述第二通道；
19.所述箱体的顶部和隔板的顶部形成用于安装清理装置的工作平台部。
20.一些实施例中，所述承台的横截面积从与所述沉箱的连接处，向上逐渐减小。
21.一些实施例中，所述沉箱顶部的左右两侧均设有倒角；
22.其中一侧的所述倒角不大于另一侧的所述倒角。
23.一些实施例中，所述沉箱底部两侧的刃脚，其中一侧刃脚向下延伸的长度不小于另一侧刃脚向下延伸的长度。
24.一些实施例中，所述沉箱可为双壁钢壳结构，所述承台可为混凝土结构。
25.第二方面，提供了一种桥梁基础的施工方法，包括以下步骤：
26.制造如权利要求所述的深水预制结构，并浮运至第一设计位置；
27.从所述第一设计位置下沉并着床至第二设计位置；
28.对所述深水预制结构进行水下堵漏、排水和清渣操作；
29.向所述沉箱内灌注混凝土，进行封底；
30.将钢模板吊装在承台的顶部，与所述深水预制结构形成浇筑模型；
31.向所述浇筑模型内继续灌注混凝土，形成桥梁基础。
32.一些实施例中，对所述深水预制结构进行水下堵漏、排水和清渣操作，包括以下步骤：
33.在所述深水预制结构底部与地基接触的外围处，进行第一次堵漏；
34.将所述深水预制结构内的水进行抽出，抽水过程中所述深水预制结构的重力大于其抽水后所受的浮力；
35.在所述深水预制结构底部与地基接触的内侧，进行第二次堵漏；
36.对所述地基进行清渣操作。
37.一些实施例中，在整体制造所述深水预制结构之前，包括以下步骤：
38.对地基进行局部爆破，并清理表层砾石土及强风化岩；
39.确定第二设计位置的位置，并在所述第二设计位置处安装混凝土支撑块；
40.根据清理后所述地基的起伏情况和混凝土支撑块的安装位置，设置所述沉箱底部两侧刃脚的延伸长度。
41.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
42.本技术实施例提供了一种桥梁基础的施工方法及深水预制结构，由于在将沉箱的顶部设置第一通道，并在沉箱的顶部设置承台，承台的顶部设置工作平台部，并覆盖于第一通道上，用来安装清理装置，承台开设有贯穿其的第二通道，第一通道、第二通道和沉箱的
内腔连通，并共同形成用于施工的工作通道；在使用时，深水预制结构着床排水后，进行清理地基的过程中，将清理装置安装在承台的顶部，通过工作通道，进行取土和吸渣的操作；一方面，此种结构，不需要在地基上设置钻孔桩，利用钻孔桩形成取土平台，对坚实稳定的地基不会破坏；同样施工人员不需要长时间位于沉箱中，在承台顶部进行施工，因此，实现了避免桩基础对坚硬地基的破坏以及设置基础施工对操作人员的影响。
43.另一方面，在施工前期，深水预制结构作为施工平台和浇筑模板参与到清理地基施工和浇筑中；在施工后期作为桥梁基础的一部分，从而避免了材料浪费，减少施工步骤。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本技术实施例提供的深水预制结构的示意图；
46.图2为本技术实施例提供的桥梁基础的结构示意图。
47.图中：1、沉箱；2、承台；20、工作平台部；3、隔板；4、隔仓；5、倒角；6、地基；7、混凝土；8、混凝土支撑块；9、塔柱。
具体实施方式
48.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
49.本技术实施例提供了一种深水预制结构，以解决相关技术中采用桩基础的施工形式带来的影响。
50.请参阅图1和图2，一种深水预制结构，包括沉箱1和承台2，其中沉箱1的顶部设有第一通道，即沉箱1相比较一般的沉箱是没有上盖的；
51.承台2连接在沉箱1的顶部，并覆盖于第一通道上，承台2上开设有贯穿其的第二通道；以及第一通道、第二通道和沉箱1的内腔连通，并共同形成用于施工的工作通道。
52.在使用时，深水预制结构的沉箱1着床后，在排水、进行清理地基的过程中，清理装置可安装在承台2的顶部，通过工作通道，清理装置的工作部分进行排水取土和吸渣的操作；一方面，此种结构，不需要在地基6上设置钻孔桩，利用钻孔桩形成取土平台，对无覆盖层坚实稳定的地基不会破坏，利用地基本身结构稳定性；同样施工人员不需要长时间位于沉箱中，在承台顶部设置清理装置就可进行施工，因此，实现了避免桩基础对坚硬地基6的破坏以及设置基础施工对操作人员的影响。
53.另一方面，在施工前期，深水预制结构作为施工平台，为清理装置提供安装位置；
54.清理后进行浇筑桥梁基础时，深水预制结构作为浇筑模板，进行浇筑。
55.在施工后期，深水预制结构和其内灌注的混凝土形成桥梁基础，深水预制结构作为桥梁基础的一部分，从而避免了材料浪费，减少施工步骤。这种结构使设置桥梁基础时，
不需要浮运整体的桥梁基础，将桥梁基础分为深水预制结构和灌注的混凝土部分，相比较原先整体预制好的桥梁基础由于重量较大，产生难以进行浮运和定位的问题有所改善。
56.另外相比较桩基础的形式，不需要设置额外的临时结构，减少施工的成本，和施工周期，并且也减少了波浪力对其的影响。
57.在一些优选的实施例中，对承台2的结构形式进行了以下的设置：
58.第一种，承台2为箱体，箱体的内部中空，底部设有第二开口；箱体的顶部设有纵横交叉设置的隔墙，隔墙之间交叉形成第一开口，第一开口、第二开口和箱体内腔形成第二通道。
59.第二种，承台2为箱体，箱体的底部和顶部均开口；箱体的内部中空，并且内部设有多个均匀分布的隔板3，隔板3沿箱体的顶部延伸至底部，将箱体的内部空间分割成多个隔仓4，隔仓4与箱体的底部和顶部的开口形成第二通道。隔板3的使用是考虑到承台2整体结构的稳定性而设置的。
60.以上的两种结构，均可以进行采用，目的是扩大承台2内的空间，减轻承台2整体的重量。
61.在一些优选的实施例中，承台2的形状也可以是其它的形式，即可根据桥梁上部结构的形式进行匹配设计，例如图2所示，桥梁上部为塔柱9，为匹配塔柱9的形式，承台2的横截面积从与沉箱1的连接处，向上逐渐减小。这样的形式可使桥梁基础作为塔柱9的一部分。
62.在一些优选的实施中，考虑到水流的影响，对沉箱1顶部的左右两侧均设有倒角5，倒角5可以使弧形或者其他的形状，减小水流的影响。
63.同时也考虑到沉箱1两侧的水流速度不一致，其中一侧的倒角5不大于另一侧的倒角5，即有以下两种情况：
64.一侧倒角5的角度等于另一侧倒角5的角度；一侧倒角5的角度大于另一侧倒角5的角度。
65.进一步的，由于坚硬的地基的高低起伏的形状不一致，其两端的相对于水平面的高度差不一致，为不破坏地基，对沉箱1底部两侧的刃脚进行了设置：
66.其中一侧刃脚向下延伸的长度不小于另一侧刃脚向下延伸的长度，其具体的情况根据地基的情况进行设置，最大程度的利用地基。
67.这一设置，同样也避免了传统的设置基础中沉箱对地基整平度的要求，在高低起伏不平的地基时，不需要进行整平，使沉箱1底部两侧刃脚匹配设置即可，使堵漏也相对容易。
68.在以上的结构中沉箱1可以为双壁钢壳结构，承台2可为混凝土结构，沉箱1作为桥梁基础的一部分，减轻了深水预制结构的自身重力，便于进行浮运；另外承台2可为混凝土结构保证了其在施工抽水过程中，浮力不会使深水预制结构的位置偏移变化，即使深水预制结构的重力大于抽水后其受的浮力。
69.提出了一种桥梁基础的施工方法，其利用上述深水预制结构进行施工，包括以下步骤：
70.在工厂或者船坞制造深水预制结构，并浮运至第一设计位置；第一设计位置为所要着床的地基正上方的水平面处；地基为桥梁基础安装处。
71.然后将预制结构下沉，向其双壁钢壳之间灌注混凝土，加大重力，使其下降，达到
第二设计位置；第二设计位置为着床在地基上的位置。
72.在承台2的顶部设置清理装置，对深水预制结构进行堵漏、排水和清渣操作。
73.向深水预制结构的沉箱1内灌注混凝土7，进行封底操作。
74.将钢模板吊装在承台2的顶部，与深水预制结构形成浇筑模型。
75.向浇筑模型内继续灌注混凝土7，从而形成桥梁基础。
76.通过以上的步骤设置，利用深水预制结构，在施工前期，深水预制结构作为施工平台，为清理装置提供安装位置；清理后进行浇筑桥梁基础时，深水预制结构作为浇筑模板，进行浇筑。不需要另外进行设置模板，减少材料和成本的浪费。
77.在施工后期，深水预制结构和其内灌注的混凝土形成桥梁基础，深水预制结构作为桥梁基础的一部分，从而避免了材料浪费，减少施工步骤。
78.在一些优选的实施例中，对深水预制结构进行水下堵漏、排水和清渣操作，包括以下步骤：
79.在深水预制结构底部与地基6接触的外围处，进行周圈抛填吨袋(装填碎石或卵石)和块石，然后打一部分垫层，完成第一次堵漏。
80.抽水完成之后，工作人员可进入到沉箱1的内腔中，在深水预制结构底部与地基6接触的内侧，打一部分垫层进行第二次堵漏；此种操作在沉箱1内部所待的时间不长，完成堵漏之后即可；两次堵漏，保证了封底时内部没有水流，保证封底效果。抽水的过程中，深水预制结构的重力始终大于其抽水后所受的浮力。
81.利用清理装置对地基6进行清渣操作。清理装置具有排水、吸土、排渣的功能，可参考沉井施工所采取的装置。
82.在一些优选的实施中，在整体制造深水预制结构之前包括以下的步骤：
83.对地基6进行局部爆破，并仅清理表层砾石土及强风化岩部分，向下清理至2-5m，以达到地基达到适用要求为止；上述的排水，清理的操作，清理的这一步骤为清理残留的砾石土及强风化岩。
84.确定地基6上的第二设计位置，并在第二设计位置安装混凝土支撑块8，混凝土支撑块8的设置可参照附图1进行设置，混凝土支撑块8至少分为两组，每组中的两个混凝土支撑块8以设计间距设置，其中两个混凝土支撑块8之间的空间用于和沉箱1对应的一侧接触，用于加强沉箱1的准确定位。两组混凝土支撑块8之间的距离大致等于沉箱1的两侧之间的距离。
85.根据清理后地基6的起伏情况和混凝土支撑块8的设置情况和安装位置，设置沉箱1底部的两侧刃脚的延伸长度。
86.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
87.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将
一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
88.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。