CN111254843A - 一种桥梁桩基础拔高结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁桩基础拔高结构，包括既有桥梁桩基础、静压桩、注浆孔、新浇筑承台和稳定碎石层，同时，还公开了其施工方法，包括浇筑新浇筑承台、安装临时支撑立柱、压入静压桩、连接静压桩与新浇筑承台、切断桥梁桩柱式桥墩、安装反力支撑架、安装液压千斤顶，将既有桥梁桩基础拔高至需要的高程、注入浆液、浇筑混凝土、拆除临时支撑立柱10个步骤；能够将桩柱式桥墩的桩基拔高一定距离，从而避开与隧道或地铁的相互干扰；桩基础拔高后，通过对周边地基及桩基孔位进行加固，保证桥梁结构安全的同时消除地下施工障碍，拔高的结构具有较强承载能力。

Description

一种桥梁桩基础拔高结构及其施工方法

技术领域

本发明属于既有桥梁基础改造技术领域，具体涉及一种桥梁桩基础拔高结构及其施工方法。

背景技术

目前在城市中修建地铁或地下管廊方兴未艾。规划及设计中经常会与桥梁布置位置发生冲突，尤其是与桥梁基础会相互干扰。

桥梁基础是桥梁承受上部活载及恒载并将其传递给地基的重要构件。桩基础是最常见的桥梁基础形式，且荷载越大桩基础越长。桥梁下方修建构筑物(如隧道、地铁、地下管廊等)时，发生冲突的概率就越大。

通常在这种情况下，为了保证桥梁安全和地下施工安全，在规划阶段会调整线路，工程造价高、线路不合理。如隧道或地铁规划一定，甚至需要拆桥或移动桥梁位置等。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种将桥梁既有桩基拔高结构，该结构能够通过适当的加固措施补强桥梁桩基础承载能力，同时还提供了相应的施工方法，该方法能够将桩柱式桥墩的桩基拔高一定距离，从而避开与隧道或地铁的相互干扰；桩基础拔高后，通过对周边地基及桩基孔位进行加固，从而在保证桥梁结构安全的同时消除地下施工障碍。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种桥梁桩基础拔高结构，包括既有桥梁桩基础，它还包括静压桩、注浆孔、新浇筑承台和稳定碎石层，所述既有桥梁桩基础包括拔高桩基及未拔高桩基，每个所述既有桥梁桩基础的桩基两侧都对称设置一个静压桩，所述新浇筑承台置于既有桥梁基础周边的地面上，所述静压桩垂直贯通新浇筑承台且顶端与新浇筑承台连接，底端压入既有桥梁基础周边的地面以下，若干所述注浆孔均匀布置在新浇筑承台上，所述新浇筑承台与既有桥梁基础周边的地面之间设有稳定碎石层。

进一步的，所述稳定碎石层的厚度为10cm。

进一步的，所述静压桩与既有桥梁桩基础的桩基垂直距离相同，所述拔高桩基的外部设有隔离护筒。

一种桥梁桩基础拔高结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤S1、将既有桥梁基础周边的地面清理、夯实后，摊铺水泥稳定碎石压实，然后绑扎钢筋网，浇筑新浇筑承台，所述新浇筑承台内预留静压桩孔位、注浆孔和隔离护筒位，顶面预埋放置千斤顶和临时支撑立柱的钢板，所述隔离护筒设置与拔高桩基的外部；

步骤S2、在所述新浇筑承台的顶面安装临时支撑立柱，所述临时支撑立柱用于支撑桥梁的盖梁；

步骤S3、利用反压法在新浇筑承台预留的静压桩孔位内压入静压桩；

步骤S4、将所述静压桩的顶部埋入新浇筑承台内，绑扎钢筋网并浇筑混凝土，使得静压桩的顶端与新浇筑承台连接为整体；

步骤S5、将桥梁桩柱式桥墩切断，并将上部结构转移至临时支撑立柱上，所述上部结构包括桥面系及附属设置、主梁、桥墩切割面以上部分；

步骤S6、在桥梁桩柱式桥墩的下部安装反力支撑架；

步骤S7、在新浇筑承台及反力支撑架之间两侧同步安装液压千斤顶，再通过液压千斤顶施加顶升力，将拔高桩基至需要的高程，未拔高桩基不进行施工；

步骤S8、向注浆孔内注入浆液；

步骤S9、对桥梁桩柱式桥墩绑扎钢筋后，安装桥梁桩柱式桥墩的模板，最后浇筑混凝土，使得拔高桩基顶部与上部结构重新连接为整体，再进行养护；

步骤S10、待所述浆液固化后，拆除临时支撑立柱，完成施工，开放桥面交通。

进一步的，所述步骤S1中，所述新浇筑承台的尺寸根据拔高桩基进行拔高时的反力大小设计，且新浇筑承台完全覆盖既有桥梁桩基础。

进一步的，所述步骤S3中，所述静压桩的承载力不小于1.5倍系数的预拔出的拔高桩基与土体之间的摩擦力。

进一步的，所述步骤S5，还需将与地下构筑物相互冲突处的需要把该的既有桥梁桩基础在新浇筑承台上方截断，截断处距离新浇筑承台的顶面不低于1.5m，截断时，保留内部钢筋以便后期恢复连接。

进一步的，所述步骤S6中，反力支撑架与既有桥梁桩基础可靠连接，抗剪设计强度满足拔高桩基的拔高需要。

进一步的，所述步骤S8中，浆液的浇筑范围包括新浇筑承台的覆盖范围和拔高桩基的下方。

进一步的，所述步骤S9中，所述混凝土为细粒式自密实混凝土，将桥墩上下连接并养护。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明能够实现对既有桩柱式桥墩中桥梁桩基础的拔高,并通过将桩柱式桥墩的桩基拔高一定距离，避开与隧道或地铁的相互干扰。

(2)本发明通过具体的加固措施，能够保证桩基础拔高后基础承载能力不降低，进而在保证桥梁结构安全的同时消除地下施工障碍。

(3)通过将既有桥梁桩基础拔高，避免桩基础对地下构筑物规划、设计及施工的影响。

(4)施工简便，可操作性强。

(5)不用调整线路，工程造价低，应用推广前景好。

附图说明

图1是本实施例步骤S1的新浇筑承台横向结构示意图；

图2是本实施例步骤S1的新浇筑承台纵向结构示意图；

图3是本实施例步骤S2的安装临时支撑立柱的横向结构示意图；

图4是本实施例步骤S2的安装临时支撑立柱的纵向结构示意图；

图5是本实施例步骤S3-S4的压入静压桩的横向结构示意图；

图6是本实施例步骤S3-S4的压入静压桩的纵向结构示意图；

图7是本实施例步骤S5-S6的桥墩截断的横向结构主视图；

图8是本实施例步骤S5-S6的桥墩截断的横向结构侧视图；

图9是本实施例步骤S7的施工布置图；

图10是本实施例步骤S8的注浆的横向结构示意图；

图11是本实施例步骤S8的注浆的纵向结构示意图；

图12是本实施例步骤S9的既有桥梁桩基础与上部结构连接的横向结构示意图；

图13是本实施例步骤S9的既有桥梁桩基础与上部结构连接的纵向结构示意图；

图14是本实施例步骤S10的桥梁桩基础拔高后的结构示意图。

附图标记说明：1、静压桩；2、隔离护筒；3、未拔高桩基；4、注浆孔；5、新浇筑承台；6、稳定碎石层；7、临时支撑立柱；8、盖梁；9、静压桩孔位；10、拔高桩基；11、截断的桥梁桩柱式桥墩；12、反力支撑架；13、千斤顶；14、注浆；15、预埋管内注浆；16、压力灌浆；17、墩柱连接。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1、13和14所示，一种桥梁桩基础拔高结构，包括既有桥梁桩基础，既有桥梁桩基础包括未拔高桩基3和拔高桩基10，还包括静压桩1、注浆孔4、新浇筑承台5和稳定碎石层6，稳定碎石层6的厚度为10cm，每个既有桥梁桩基础的桩基的两侧都对称设置一个静压桩1，所述新浇筑承台5置于既有桥梁基础周边的地面上，所述静压桩1垂直贯通新浇筑承台5且顶端与新浇筑承台5连接，底端压入既有桥梁基础周边的地面以下，若干所述注浆孔4均匀布置在新浇筑承台5上，所述新浇筑承台5与既有桥梁基础周边的地面之间设有稳定碎石层6，静压桩1与既有桥梁桩基础的桩基垂直距离相同，所述未拔高桩基3的外部设有隔离护筒2。

上述桥梁桩基础拔高结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤S1、将既有桥梁基础周边的地面清理、夯实后，摊铺水泥稳定碎石压实，然后绑扎钢筋网，浇筑新浇筑承台5，所述新浇筑承台5内预留静压桩孔位9、注浆孔4和隔离护筒2位，顶面预埋放置千斤顶13和临时支撑立柱7的钢板，所述隔离护筒2位用于设置拔高桩基10外部的隔离护筒2，新浇筑承台5的尺寸根据拔桩反力大小设计，且新浇筑承台5完全覆盖既有桥梁的基础，新浇筑承台5的浇筑平面布置，如图1所示，预埋的注浆孔4的断面，如图2中左侧视图所示，预留静压桩1孔位的断面，如图2右侧视图所示；

步骤S2、在所述新浇筑承台5的顶面安装临时支撑立柱7，所述临时支撑立柱7用于支撑桥梁的盖梁8，该临时支撑立柱7为钢结构，具体安装在在新浇筑承台5与既有桥梁盖梁8之间，临时支撑立柱7应采用预埋或后锚固技术与新浇筑承台5和盖梁8连接为整体，以替换既有桥梁桩基础的墩柱，保证墩柱在截断后，能够将上部结构的反力转移到临时支撑上，临时支撑立柱7横断面布置，如图3所示，临时支撑立柱7平面布置，如图4所示；

步骤S3、利用反压法在新浇筑承台5预留静压桩孔位9内压入静压桩1，静压桩1压入到位后，顶部应与新浇筑的承台连接为整体，连接方式可以通过承台内预留钢筋，静压桩1与钢筋焊接连接，静压桩1内灌注水泥混凝土并与承台顶部预留部分同时浇筑等方式，静压桩1的承载力应不小于1.5倍系数的预拔出的未拔高桩基3与土体之间的摩擦力，静压桩1的平面布置，如图5所示；

步骤S4、将所述静压桩1的顶部埋入新浇筑承台5内，绑扎钢筋网并浇筑混凝土，使得静压桩1的顶端与新浇筑承台5连接为整体，静压桩1的压入立面布置，如图6所示；

步骤S5、将桥梁桩柱式桥墩切断，并将上部结构转移至临时支撑立柱7上，所述上部结构包括桥面系及附属设置、主梁、桥梁桩柱式桥墩切割面以上部分，还需将拔高桩基10(即与地下构筑物相互冲突处的需要拔高的既有桥梁桩基础)，在新浇筑承台上方截断，截断处距离新浇筑承台5的顶面不低于1.5m，截断时，保留内部钢筋以便后期恢复连接，桥梁桩柱式桥墩切断的横截面，如图7所示，桥梁桩柱式桥墩截断立面，如图8左侧视图所示；

步骤S6、在桥梁桩柱式桥墩的下部安装反力支撑架12，反力支撑架12与拔高桩基10可靠连接，抗剪设计强度满足拔桩(对拔高桩基10进行拔高)的需要(可靠连接是指将反力有效、均匀地传递到桩基上)，临时支撑立面，如图8右侧视图所示；

步骤S7、在截断的既有桥梁桩基处，安装反力支撑架12，在新浇筑承台5及反力支撑架12之间两侧同步安装液压千斤顶13，再通过液压千斤顶13施加顶升力，将拔高桩基10拔高至需要的高程，拔高桩基10上拔后下方存在空洞或桩基与周边土体间存在缝隙，需要通过浆液填充饱满，反力支撑架12及千斤顶13的布置，如图9所示；

步骤S8、向注浆孔4内注浆14，浆液的浇筑范围包括新浇筑承台5的覆盖范围和拔高桩基10下方(拔高桩基10下方采用压力灌浆16)，具体需要向拔高桩基10与隔离护筒2之间、预留注浆孔4内注入水泥浆、预埋管内注浆15，注浆横断面，如图10所示，注浆立面，如图11所示；

步骤S9、对桥梁桩柱式桥墩绑扎钢筋后，安装桥梁桩柱式桥墩的模板，最后浇筑混凝土，使得拔高桩基10顶部与上部结构重新连接为整体，反力支撑架12应通过植入钢筋或与拔高桩基10内的主筋连接为整体的方式，与拔高桩基10固定连接，拔高桩基10抬升反力反作用于千斤顶13、新浇筑承台5、静压桩1等，桥梁桩柱式桥墩的连接横断面，如图12所示，桥梁桩柱式桥墩连接立面，如图13所示，再进行养护；

步骤S10、在所述浆液固化后，待注浆14强度、墩柱连接17混凝土浇筑强度达到强度要求后，拆除临时支撑立柱7，完成施工，开放桥面交通，最终得到桥梁桩基础拔高结构，如图14所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种桥梁桩基础拔高结构，包括既有桥梁桩基础，其特征在于，它还包括静压桩、注浆孔、新浇筑承台和稳定碎石层，所述既有桥梁桩基础包括拔高桩基及未拔高桩基，每个所述既有桥梁桩基础的桩基两侧都对称设置一个静压桩，所述新浇筑承台置于既有桥梁基础周边的地面上，所述静压桩垂直贯通新浇筑承台且顶端与新浇筑承台连接，底端压入既有桥梁基础周边的地面以下，若干所述注浆孔均匀布置在新浇筑承台上，所述新浇筑承台与既有桥梁基础周边的地面之间设有稳定碎石层。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁桩基础拔高结构，其特征在于，所述稳定碎石层的厚度为10cm。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁桩基础拔高结构，其特征在于，所述静压桩与既有桥梁桩基础的桩基垂直距离相同，所述拔高桩基的外部设有隔离护筒。

4.基于权利要求1的一种桥梁桩基础拔高结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、将既有桥梁基础周边的地面清理、夯实后，摊铺水泥稳定碎石压实，然后绑扎钢筋网，浇筑新浇筑承台，所述新浇筑承台内预留静压桩孔位、注浆孔和隔离护筒位，顶面预埋放置千斤顶和临时支撑立柱的钢板，所述隔离护筒设置与拔高桩基的外部；

步骤S2、在所述新浇筑承台的顶面安装临时支撑立柱，所述临时支撑立柱用于支撑桥梁的盖梁；

步骤S3、利用反压法在新浇筑承台预留的静压桩孔位内压入静压桩；

步骤S4、将所述静压桩的顶部埋入新浇筑承台内，绑扎钢筋网并浇筑混凝土，使得静压桩的顶端与新浇筑承台连接为整体；

步骤S5、将桥梁桩柱式桥墩切断，并将上部结构转移至临时支撑立柱上，所述上部结构包括桥面系及附属设置、主梁、桥墩切割面以上部分；

步骤S6、在桥梁桩柱式桥墩的下部安装反力支撑架；

步骤S7、在新浇筑承台及反力支撑架之间两侧同步安装液压千斤顶，再通过液压千斤顶施加顶升力，将拔高桩基至需要的高程，未拔高桩基不进行施工；

步骤S8、向注浆孔内注入浆液；

步骤S9、对桥梁桩柱式桥墩绑扎钢筋后，安装桥梁桩柱式桥墩的模板，最后浇筑混凝土，使得拔高桩基顶部与上部结构重新连接为整体，再进行养护；

步骤S10、待所述浆液固化后，拆除临时支撑立柱，完成施工，开放桥面交通。

5.根据权利要求4所述的一种桥梁桩基础拔高结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述新浇筑承台的尺寸根据拔高桩基进行拔高时的反力大小设计，且新浇筑承台完全覆盖既有桥梁桩基础。

6.根据权利要求4所述的一种桥梁桩基础拔高结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述静压桩的承载力不小于1.5倍系数的预拔出的拔高桩基与土体之间的摩擦力。

7.根据权利要求4所述的一种桥梁桩基础拔高结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S5，还需将与地下构筑物相互冲突处的需要把该的既有桥梁桩基础在新浇筑承台上方截断，截断处距离新浇筑承台的顶面不低于1.5m，截断时，保留内部钢筋以便后期恢复连接。

8.根据权利要求4所述的一种桥梁桩基础拔高结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S6中，反力支撑架与既有桥梁桩基础可靠连接，抗剪设计强度满足拔高桩基的拔高需要。

9.根据权利要求4所述的一种桥梁桩基础拔高结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S8中，浆液的浇筑范围包括新浇筑承台的覆盖范围和拔高桩基的下方。

10.根据权利要求4所述的一种桥梁桩基础拔高结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S9中，所述混凝土为细粒式自密实混凝土，将桥墩上下连接并养护。

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