CN109868746A - 一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法 - Google Patents

一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法 Download PDF

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连晖
张峰
梁锋
卢伟康
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Abstract

本发明公开了一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,包括步骤:在一个坡面上挖掘至少两级台阶,首先在坡面上挖掘出第一台阶,再在第一台阶的下方挖掘出第二台阶,并依次向下继续挖掘各级台阶,第一台阶的挖掘深度最大且后续各级台阶的挖掘深度逐级减小。有益效果:设置多级台阶可解决大斜度进洞、孔口偏心受压的施工问题,有利于降低周边土体位移,该施工方法合理可靠,可减少出渣的时间,加快施工进度。本发明涉及桥梁。

Description

一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁,特别涉及一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法。
背景技术
桥梁作为一种常见的跨越江河湖海的结构形式在每条交通路网上经常被采用。桥梁的基础形式种类越来越多。
裂隙破碎带的原地质为节理发育裂隙花岗岩,地质条件差,地下水丰富,河水补给迅速。一般的拱座施工方法难以适应裂隙破碎带。
拱座是在桥梁的拱圈与墩台及拱圈与空腹式拱上建筑的腹孔墩相连接处设置的现浇混凝土构造物。
整体嵌固式拱座基础具有断面大、深度大、斜度大的特点,且拱座基础大部分处于常水位以下。
现有技术中,整体嵌固式拱座基础的施工场地一般没有江河水的影响,可采用全断面台阶法开挖,且岩石完整性较好,不存在裂隙破碎,场地较为宽敞。现有技术中的整体嵌固式拱座基础施工方法难以适应裂隙破碎带的水位高差大、导水性极强的施工条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,可适应适应裂隙破碎带的地质条件。
为解决上述技术问题所采用的技术方案:
一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,包括以下步骤:
步骤一、第一段钻孔,包括钻出若干封底注浆孔和布置在封底注浆孔周围的若干帷幕注浆孔,封底注浆孔和帷幕注浆孔钻成后分别插入钢管;
步骤二、第一段注浆,对步骤一中钻成的封底注浆孔和帷幕注浆孔进行注浆;
步骤三、第二段钻孔,对步骤二中完成第一段注浆完成后帷幕注浆孔再次进行钻孔;
步骤四、第二段注浆,对步骤三中完成第二段钻孔后的帷幕注浆孔再次进行注浆;
步骤五、整体嵌固基础开挖施工,在一个坡面上挖掘至少两级台阶,首先在坡面上挖掘出第一台阶,再在第一台阶的下方挖掘出第二台阶,并依次向下继续挖掘各级台阶,第一台阶的挖掘深度最大且后续各级台阶的挖掘深度逐级减小;
步骤六、装渣运输施工,在步骤五中挖掘成的各级台阶的底部堆填渣料,使各级台阶上的渣料的顶面连成连续的路面;
步骤七、钢拱架及横撑施工,在步骤五挖掘台阶所形成的孔洞内安装钢拱架和横撑,钢拱架和横撑的两端分别与步骤五挖掘台阶所形成的孔洞内相对的两个内壁连接;
步骤八、挂网喷砼施工,在步骤五挖掘台阶所形成的孔洞的内壁上挂钢筋网并进行喷砼施工。
作为改进,步骤一和步骤四中的注浆过程包括三个注浆程序,将每三个相邻的封底注浆孔或帷幕注浆孔划分为一个注浆孔组,每个注浆孔组内的三个注浆孔依次记为第一注浆孔、第二注浆孔和第三注浆孔,在第一注浆程序中同时对各个注浆孔组内的第一注浆孔进行注浆,在第二注浆程序中同时对各个注浆孔组内的第二注浆孔进行注浆,在第三注浆程序中同时对各个注浆孔组内的第三注浆孔进行注浆。
作为改进,在步骤四中使用第一注浆管和第二注浆管同时插入帷幕注浆孔内进行注浆,第一注浆管插入到帷幕注浆孔的底部,第一注浆管的外壁与帷幕注浆孔的内壁之间设有止浆塞,第二注浆管插入到止浆塞的上部。
作为改进,步骤二和步骤四中的注浆材料为双液浆,双液浆的成分中包括水泥和水玻璃。
作为改进,在步骤二和步骤四中的注浆开始前对水泥浆和水玻璃进行泵送混合。
作为改进,在步骤五开始前,在步骤五的第一台阶挖掘位置的上方设置管棚,管棚遮盖第一台阶所在的位置并可阻挡管棚上方物料落入到第一台阶内。
作为改进,步骤五中的坡面与水平面的夹角为55°~85°,步骤五中的第一台阶的深度方向与水平面的夹角为35°~65°。
作为改进,步骤二和步骤四中的注浆过程中,对不含水的地层施工使用的双液浆中的水玻璃含量为11%~13%,注浆压力为1MPa~1.5MPa。
作为改进,步骤二和步骤四中的注浆过程中,对含水的地层施工使用的双液浆中的水玻璃含量为16%~18%,注浆压力为1.5MPa~2MPa。
有益效果:设置多级台阶可解决大斜度进洞、孔口偏心受压的施工问题,有利于降低周边土体位移,该施工方法合理可靠,可减少出渣的时间,加快施工进度。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明:
图1为本发明实施例的拱桥结构示意图;
图2为本发明实施例的图1的俯视图;
图3为本发明实施例的注浆孔分布示意图;
图4为本发明实施例的图3的俯视图;
图5为本发明实施例的第一注浆程序的示意图;
图6为本发明实施例的第二注浆程序的示意图;
图7为本发明实施例的第三注浆程序的示意图;
图8为本发明实施例的坡面的剖面示意图;
图9为本发明实施例的渣料的布置方式示意图;
图10为本发明实施例的止浆塞的布置方式示意图。
具体实施方式
参照图1至10,一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,可在坡面1上固定混凝土拱座基础2,包括以下步骤:
步骤一、第一段钻孔,包括钻出若干封底注浆孔3和布置在封底注浆孔3周围的若干帷幕注浆孔4,封底注浆孔3和帷幕注浆孔4钻成后分别插入钢管,钢管的外壁贴合注浆孔的内壁,钢管的作用一是保证前期成孔稳定,不塌孔,二是增加基坑侧向刚度,提高基坑稳定性。
步骤二、第一段注浆,对步骤一中钻成的封底注浆孔3和帷幕注浆孔4进行注浆。
步骤三、第二段钻孔,对步骤二中完成第一段注浆完成后帷幕注浆孔4再次进行钻孔。
步骤四、第二段注浆,对步骤三中完成第二段钻孔后的帷幕注浆孔4再次进行注浆。
步骤五、整体嵌固基础开挖施工,在一个坡面1上挖掘至少两级台阶,首先在坡面1上挖掘出第一台阶5,再在第一台阶5的下方挖掘出第二台阶6,并依次向下继续挖掘各级台阶,第一台阶5的挖掘深度最大且后续各级台阶的挖掘深度逐级减小。本实施例的台阶包括第一台阶5、第二台阶6、第三台阶7和第四台阶8,可解决大斜度进洞、孔口偏心受压的施工问题,有利于降低周边土体位移,该施工方法合理可靠,可减少出渣的时间,加快施工进度。
步骤六、装渣运输施工,在步骤五中挖掘成的各级台阶的底部堆填渣料9,使各级台阶上的渣料9的顶面连成连续的路面。
步骤七、钢拱架及横撑施工,在步骤五挖掘台阶所形成的孔洞内安装钢拱架和横撑,钢拱架和横撑的两端分别与步骤五挖掘台阶所形成的孔洞内相对的两个内壁连接。
步骤八、挂网喷砼施工,在步骤五挖掘台阶所形成的孔洞的内壁上挂钢筋网并进行喷砼施工。
裂隙破碎带地质条件下斜向整体嵌固式拱座基础开挖施工方法具有操作简单、安全可靠、止水效果好、占地面积少的显著特点和优势。
本实施例的注浆过程采用前进式分段注浆工艺,即由浅入深,由上往下,逐段加固,逐层推进。
帷幕注浆是一种注浆技术,注浆技术是用液压或气压将能凝固的浆液按设计的浓度通过特设的注浆钻孔,压送到规定的岩土层中,填补岩土体中的裂缝或孔隙,旨在改善注浆对象的物理力学性质,以满足各类工程的需要。按其功能不同可分为防渗注浆和加固注浆,防渗注浆是为增强各种基础抗渗能力而被广泛采用的一种方法,它是在具有合理孔距的钻孔中,注入浆液,使各孔中注浆体相互搭接以形成一道类似帷幕的混凝土防渗墙,以此截断水流,从而达到防渗堵漏的目的。
为了保证注浆效果,步骤一和步骤四中的注浆过程包括三个注浆程序,将每三个相邻的封底注浆孔3或帷幕注浆孔4划分为一个注浆孔组,每个注浆孔组内的三个注浆孔依次记为第一注浆孔10、第二注浆孔11和第三注浆孔12,在第一注浆程序中同时对各个注浆孔组内的第一注浆孔10进行注浆,在第二注浆程序中同时对各个注浆孔组内的第二注浆孔11进行注浆,在第三注浆程序中同时对各个注浆孔组内的第三注浆孔12进行注浆。在进行后一注浆程序时,可同时检测前一注浆程序的注浆效果,以实现边注边探,探注结合。
为了加强注浆孔的抗渗性能,在步骤四中使用第一注浆管13和第二注浆管14同时插入帷幕注浆孔4内进行注浆,第一注浆管13插入到帷幕注浆孔4的底部,第一注浆管13的外壁与帷幕注浆孔4的内壁之间设有止浆塞15,第二注浆管14插入到止浆塞15的上部。以上分层注浆工艺能具有良好的抗渗性能,有利于加快施工进度,达到安全高效的施工效果。
为了加强注浆材料凝固后的结构强度并便于调节注浆材料的凝固时间,步骤二和步骤四中的注浆材料为双液浆,双液浆的成分中包括水泥和水玻璃。
水玻璃即硅酸钠的水溶液,俗称泡花碱,是一种水溶性硅酸盐水溶液,是一种矿黏合剂。
为了使双液浆的成分便于控制,在步骤二和步骤四中的注浆开始前对水泥浆和水玻璃进行泵送混合。
在本实施例的在步骤五开始前,在步骤五的第一台阶5挖掘位置的上方设置管棚,管棚遮盖第一台阶5所在的位置并可阻挡管棚上方物料落入到第一台阶5内。
本实施例的步骤五中的坡面1与水平面16的夹角为55°~85°,本实施例的坡面1与水平面16的夹角为图8所示的70°。步骤五中的第一台阶5的深度方向与水平面16的夹角为35°~65°,本实施例的第一台阶5的深度方向与水平面16的夹角为图8所示的50°,且第二台阶6、第三台阶7和第四台阶8的深度方向都与第一台阶5的深度方向平行。
为了证注浆的有效性并控制凝胶时间,步骤二和步骤四中的注浆过程中,对不含水的地层施工使用的双液浆中的水玻璃含量为11%~13%,本实施例的水玻璃含量优选为12%,注浆压力为1MPa~1.5MPa。在对含水的地层施工使用的双液浆中的水玻璃含量为16%~18%,注浆压力为1.5MPa~2MPa,提高水玻璃含量和注浆压力可缩短凝胶时间,有利于保证在含水的地层中注浆的有效性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一、第一段钻孔,包括钻出若干封底注浆孔和布置在封底注浆孔周围的若干帷幕注浆孔,封底注浆孔和帷幕注浆孔钻成后分别插入钢管;
步骤二、第一段注浆,对步骤一中钻成的封底注浆孔和帷幕注浆孔进行注浆;
步骤三、第二段钻孔,对步骤二中完成第一段注浆完成后帷幕注浆孔再次进行钻孔;
步骤四、第二段注浆,对步骤三中完成第二段钻孔后的帷幕注浆孔再次进行注浆;
步骤五、整体嵌固基础开挖施工,在一个坡面上挖掘至少两级台阶,首先在坡面上挖掘出第一台阶,再在第一台阶的下方挖掘出第二台阶,并依次向下继续挖掘各级台阶,第一台阶的挖掘深度最大且后续各级台阶的挖掘深度逐级减小;
步骤六、装渣运输施工,在步骤五中挖掘成的各级台阶的底部堆填渣料,使各级台阶上的渣料的顶面连成连续的路面;
步骤七、钢拱架及横撑施工,在步骤五挖掘台阶所形成的孔洞内安装钢拱架和横撑,钢拱架和横撑的两端分别与步骤五挖掘台阶所形成的孔洞内相对的两个内壁连接;
步骤八、挂网喷砼施工,在步骤五挖掘台阶所形成的孔洞的内壁上挂钢筋网并进行喷砼施工。
2.根据权利要求1所述的一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,其特征在于:所述步骤一和步骤四中的注浆过程包括三个注浆程序,将每三个相邻的封底注浆孔或帷幕注浆孔划分为一个注浆孔组,每个注浆孔组内的三个注浆孔依次记为第一注浆孔、第二注浆孔和第三注浆孔,在第一注浆程序中同时对各个注浆孔组内的第一注浆孔进行注浆,在第二注浆程序中同时对各个注浆孔组内的第二注浆孔进行注浆,在第三注浆程序中同时对各个注浆孔组内的第三注浆孔进行注浆。
3.根据权利要求1所述的一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,其特征在于:在所述步骤四中使用第一注浆管和第二注浆管同时插入帷幕注浆孔内进行注浆,第一注浆管插入到帷幕注浆孔的底部,第一注浆管的外壁与帷幕注浆孔的内壁之间设有止浆塞,第二注浆管插入到止浆塞的上部。
4.根据权利要求1所述的一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,其特征在于:所述步骤二和步骤四中的注浆材料为双液浆,双液浆的成分中包括水泥和水玻璃。
5.根据权利要求4所述的一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,其特征在于:在所述步骤二和步骤四中的注浆开始前对水泥浆和水玻璃进行泵送混合。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,其特征在于:在所述步骤五开始前,在步骤五的第一台阶挖掘位置的上方设置管棚,管棚遮盖第一台阶所在的位置并可阻挡管棚上方物料落入到第一台阶内。
7.根据权利要求6所述的一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,其特征在于:所述步骤五中的坡面与水平面的夹角为55°~85°,步骤五中的第一台阶的深度方向与水平面的夹角为35°~65°。
8.根据权利要求4或5所述的一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,其特征在于:所述步骤二和步骤四中的注浆过程中,对不含水的地层施工使用的双液浆中的水玻璃含量为11%~13%,注浆压力为1MPa~1.5MPa。
9.根据权利要求4或5所述的一种整体嵌固式拱座基础开挖施工方法,其特征在于:所述步骤二和步骤四中的注浆过程中,对含水的地层施工使用的双液浆中的水玻璃含量为16%~18%,注浆压力为1.5MPa~2MPa。
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