CN101565931A - 钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构及构造方法 - Google Patents

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本发明公开了一种钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，它由基岩、墩台、钢筋束、钢筋混凝土框架、螺旋箍筋组成；墩台内部设置有竖向贯穿墩台并深入基岩内的多个钻孔；钢筋束设置在钻孔内并嵌入基岩内，钻孔、钢筋束、基岩通过现浇钢筋混凝土锚固；各根钢筋束的上端和墩台上表面通过钢筋混凝土框架锚固。本发明还公开了一种钻孔灌注桩加固桥梁墩台构造方法。本发明的有益技术效果是：对原有桥梁的墩台结构适应性强，适用面广，结构简单、牢固，加固效果显著。

Description

钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构及构造方法
技术领域
本发明涉及一种桥梁加固技术，尤其涉及一种钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构及构造方法。
背景技术
桥梁作为交通动脉的重要组成部分，在国家经济建设与社会发展中发挥着极为重要的作用。桥梁的墩台结构正常与否直接关系到桥梁的总体安全，一旦承载不足，必将存在极大的安全隐患，因此，对其采取合理的加固方法进行处理就显得尤为重要。通常，现有技术采用扩大墩台基础，或者增大墩台的截面面积来进行加固处治；但是，对于一些加固空间受限，墩台埋深较大的桥梁则不太适用，不具有明显的加固效果。
发明内容
本发明提出了一种钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，它由基岩、墩台、钢筋束、钢筋混凝土框架、螺旋箍筋组成；墩台固定在基岩上，墩台内部设置有竖向贯穿墩台并深入基岩内的多个钻孔；螺旋箍筋设置在钢筋束上；钢筋束设置在钻孔内，钢筋束下端嵌入基岩内，钻孔、钢筋束、基岩通过现浇钢筋混凝土锚固；各根钢筋束的上端和墩台上表面通过钢筋混凝土框架锚固。
钻孔在墩台上表面按梅花桩形式设置，钻孔直径20～30cm，钻孔数量与钢筋束数量相匹配。
钻孔深度，即钢筋束下端嵌入基岩内的深度，大于基岩内的弱风化岩层深度1m；钢筋束上端高出墩台顶部20～25cm。
钢筋束由3根直径为Φ20～Φ30的螺纹钢筋焊接而成，螺纹钢筋两两相切，钢筋束表面套箍直径为Φ8～Φ12的螺旋箍筋。
钢筋混凝土框架和现浇钢筋混凝土采用的水泥混凝土，按水泥重量的1％掺入减水率大于25％的减水剂，并使混凝土的28d标准强度不低于40MPa。
钢筋混凝土框架横截面为矩形，矩形尺寸与墩台上表面面积和钻孔位置相匹配，一般为30～40cm×30～40cm的矩形，且混凝土保护层厚度为3～5cm。
本发明还提出了一种钻孔灌注桩加固桥梁墩台构造方法，该方法步骤如下：
1)检测待加固墩台结构参数及基岩结构参数，根据理论计算和墩台顶部的实际结构形式和空间，确定钻孔大小、位置和深度并施工；
2)将3根螺纹钢筋竖向并排两两相切，焊接成钢筋束，在钢筋束外围套箍螺旋箍筋；将套箍了螺旋箍筋的钢筋束置于钻孔内，并现浇钢筋混凝土予以锚固，形成钻孔灌注桩；
3)钻孔灌注桩露出墩台表面的钢筋束和螺旋箍筋通过现浇混凝土铸成的钢筋混凝土框架锚固，使墩台、钢筋混凝土框架和钻孔灌注桩形成整体结构。
前述步骤中，各个构件的参数如下：钻孔在墩台上表面按梅花桩形式设置，钻孔直径20～30cm，钻孔数量与钢筋束数量相匹配；钻孔深度大于基岩内的弱风化岩层深度1m；钢筋束上端高出墩台顶部20～25cm；螺纹钢筋直径为Φ20～Φ30；钢筋混凝土框架横截面为30～40cm×30～40cm的矩形，且混凝土保护层厚度为3～5cm；螺旋箍筋直径为Φ8～Φ12；钢筋混凝土框架和现浇钢筋混凝土采用的水泥混凝土，按水泥重量的1％掺入减水率大于25％的减水剂，并使混凝土的28d标准强度不低于40MPa。
本发明的有益技术效果是：对原有桥梁的墩台结构适应性强，适用面广，结构简单、牢固，加固效果显著。
附图说明
图1、本发明的结构立面图；
图2、本发明的结构侧立面图；
图3、钻孔和钢筋混凝土框架设置位置平面图；
图4、钻孔灌注桩结构图；
图5、钢筋束和螺旋箍筋连接结构截面图；
图6、钢筋束结构截面图；
图7、钢筋混凝土框架平面构造配筋图；
图8、钢筋混凝土框架断面构造配筋图；
图9、钻孔设置位置示意图；
图中：墩台1、钢筋束2、钢筋混凝土框架3、螺旋箍筋4、螺纹钢筋5、钻孔灌注桩7、钢筋骨架10、纵筋11、箍筋12。
具体实施方式
参见图1、2，本发明的钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，它由基岩、墩台1、钢筋束2、钢筋混凝土框架3、螺旋箍筋4组成；墩台1固定在基岩上，墩台1内部设置有竖向贯穿墩台1并深入基岩的多个钻孔；螺旋箍筋4设置在钢筋束2上；钢筋束2设置在钻孔内，钢筋束2下端嵌入基岩内，钻孔、钢筋束2、基岩通过现浇钢筋混凝土锚固；各根钢筋束2的上端和墩台1上表面通过钢筋混凝土框架3锚固。
参见图3、9，钻孔在墩台1上表面按梅花桩形式设置，钻孔直径20～30cm，钻孔数量与钢筋束2数量相匹配；钢筋混凝土框架3横截面为矩形，矩形尺寸与墩台1上表面面积和钻孔位置相匹配，且混凝土保护层厚度为3～5cm；
参见图7，针对某一具体桥梁墩台1，本发明选用钢筋混凝土框架3横截面尺寸为30～40cm×30～40cm，此尺寸设置使钢筋混凝土框架3在墩台1上表面均匀对称布置，并使最靠近墩台1四个顶角的4个钻孔正好处于钢筋混凝土框架3的顶角上(所有钻孔都处于钢筋混凝土框架3的横截面积内)；参见图8，纵筋11和箍筋12共同形成钢筋混凝土框架3的钢筋骨架10，钢筋骨架10与钻孔灌注桩7的钢筋束2和螺纹钢筋5连接，共同形成钢筋混凝土框架3(纵筋11布置在钢筋混凝土框架3的四个角点位置)；纵筋11直径为Φ16～Φ20，箍筋12直径为Φ10～Φ14。
参见图6，钢筋束2由3根直径为Φ20～Φ30的螺纹钢筋5焊接而成，螺纹钢筋5两两相切，参见图5，钢筋束2表面套箍直径为Φ8～Φ12的螺旋箍筋4；参见图4，将外部套有螺旋箍筋4的钢筋束2置于钻孔内，通过现浇钢筋混凝土即形成钻孔灌注桩7，钻孔灌注桩7下部嵌入基岩的深度大于基岩内的弱风化岩层深度1m；钻孔灌注桩7冒出墩台1顶部的高度为20～25cm。
针对此钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，本发明提出的施工方法步骤如下：
1)检测桥梁墩台1结构的圬工质量，验算其稳定性，根据计算结果和墩台1顶部的结构形式和空间，选择合理的钻孔大小及位置进行施工；在钻孔施工过程中，根据设计位置和桥梁墩台1的圬工材料类型(混凝土或石料)，综合考虑钻孔位置，一般选择混凝土薄弱区域或石料的空隙位置，尽量减轻对原结构的损伤。
2)将3根螺纹钢筋5焊接成钢筋束2，预制螺旋箍筋4，将螺旋箍筋4套箍于钢筋束2上，一并置于钻孔内，现浇钢筋混凝土予以锚固，形成钻孔灌注桩7。其中，螺纹钢筋5直径为Φ20～Φ30，螺旋箍筋4直径为Φ8～Φ12，螺旋箍筋4的螺旋直径为(D+d)/2(D为钻孔直径，d为3根螺纹钢筋两两相切并排后的外切圆的直径)。钢筋混凝土框架3和现浇混凝土所采用的水泥混凝土，按水泥重量的1％掺入减水率大于25％的高效减水剂，混凝土的28d标准强度不低于40MPa。
3)现浇钢筋混凝土框架3结构，使钻孔灌注桩7露出墩台1表面的钢筋束2和螺旋箍筋4与墩台1形成整体结构，共同受力。

Claims (8)

1、一种钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，其特征在于：它由基岩、墩台(1)、钢筋束(2)、钢筋混凝土框架(3)、螺旋箍筋(4)组成；墩台(1)固定在基岩上，墩台(1)内部设置有竖向贯穿墩台(1)并深入基岩内的多个钻孔；螺旋箍筋(4)设置在钢筋束(2)上；钢筋束(2)设置在钻孔内，钢筋束(2)下端嵌入基岩内，钻孔、钢筋束(2)、基岩通过现浇钢筋混凝土锚固；各根钢筋束(2)的上端和墩台(1)上表面通过钢筋混凝土框架(3)锚固。
2、根据权利要求1所述的钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，其特征在于：钻孔在墩台(1)上表面按梅花桩形式设置，钻孔直径20～30cm，钻孔数量与钢筋束(2)数量相匹配。
3、根据权利要求1所述的钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，其特征在于：钻孔深度，即钢筋束(2)下端嵌入基岩内的深度，大于基岩内的弱风化岩层深度1m；钢筋束(2)上端高出墩台(1)顶部20～25cm。
4、根据权利要求1所述的钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，其特征在于：钢筋束(2)由3根直径为Φ20～Φ30的螺纹钢筋(5)焊接而成，螺纹钢筋(5)两两相切，钢筋束(2)表面套箍直径为Φ8～Φ12的螺旋箍筋(4)。
5、根据权利要求1所述的钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，其特征在于：钢筋混凝土框架(3)和现浇钢筋混凝土采用的水泥混凝土，按水泥重量的1％掺入减水率大于25％的减水剂，且混凝土的28d标准强度不低于40MPa。
6、根据权利要求1所述的钻孔灌注桩加固桥梁墩台结构，其特征在于：钢筋混凝土框架(3)横截面为矩形，矩形尺寸与墩台(1)上表面面积和钻孔位置相匹配，其尺寸为30～40cm×30～40cm的矩形，且混凝土保护层厚度为3～5cm。
7、一种钻孔灌注桩加固桥梁墩台构造方法，其特征在于：其步骤如下：
1)检测待加固墩台(1)结构参数及基岩结构参数，根据理论计算和墩台(1)顶部的实际结构形式和空间，确定钻孔大小、位置和深度并施工；
2)将3根螺纹钢筋(5)竖向并排两两相切，焊接成钢筋束(2)，在钢筋束(2)外围套箍螺旋箍筋(4)；将套箍了螺旋箍筋(4)的钢筋束(2)置于钻孔内，并现浇钢筋混凝土予以锚固，形成钻孔灌注桩(7)；
3)钻孔灌注桩(7)露出墩台表面的钢筋束(1)和螺旋箍筋(4)通过现浇混凝土铸成的钢筋混凝土框架(3)锚固，使墩台(1)、钢筋混凝土框架(3)和钻孔灌注桩形成整体结构。
8、根据权利要求7所述的钻孔灌注桩加固桥梁墩台构造方法，其特征在于：前述步骤中，各个构件的参数如下：钻孔在墩台(1)上表面按梅花桩形式设置，钻孔直径20～30cm，钻孔数量与钢筋束(2)数量相匹配；钻孔深度大于基岩内的弱风化岩层深度1m；钢筋束(2)上端高出墩台(1)顶部20～25cm；螺纹钢筋(5)直径为Φ20～Φ30；钢筋混凝土框架(3)横截面为30～40cm×30～40cm的矩形，且混凝土保护层厚度为3～5cm；螺旋箍筋(4)直径为Φ8～Φ12；钢筋混凝土框架(3)和现浇钢筋混凝土采用的水泥混凝土，按水泥重量的1％掺入减水率大于25％的减水剂，并使混凝土的28d标准强度不低于40MPa。
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