CN111411577A - 一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，包括承台和桩基，所述桩基顶部伸入至承台内部，所述承台侧面四周的张拉端设有单孔夹片锚和固定端挤压锚，所述承台的钢筋笼主筋上设有定位支架，缓粘结预应力钢筋穿过所述定位支架，所述缓粘结预应力钢筋的两端分别经单孔夹片锚和固定端挤压锚锚固成型。本发明的结构简单，操作方便，为市政桥梁和隧道地铁结合提供新承台结构，确保在同一路径下，两个工程具备可实施性，且不会因其中桥梁工程的实施而限制隧道的运营。

Description

一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑领域，具体涉及一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构及其施工方法。

背景技术

随着国民经济的不断发展，我国城市化进程的不断加快，市政工程建设及城市轨道交通开发利用受到相关单位的重视。

在同一路径上，不可避免的出现市政桥梁工程及地铁线路。地铁隧道一般穿过道路交叉口，而市政桥梁一般用于跨越道路。因此，在同一个路径上既有地铁隧道，又有市政桥梁。

在传统工艺下，一般会通过调整地铁车站位置或者调整市政桥梁的位置，避免在同一路径处共同设置。这样对市政桥梁和地铁车站而言，尽管实施起来会相对简单，但会降低市政桥梁的接驳功能，限制地铁车站的设置位置，不利于市政桥梁工程及轨道交通的发展。因此，市政桥梁工程的建设过程中在有些情况下将不得已在既有地铁隧道上部进行承台基坑的开挖以及桥墩和上部桥梁结构的施工。而在施工过程中，桥墩和上部桥梁结构对于承台来讲，是上部荷载。随着上部荷载的不断增加，承台所承受的压力逐步增大，使得承台挠度变形越来越大，对于下部地铁隧道产生严重的影响，无法保证对地铁隧道的正常运营。

发明内容

为解决上述技术问题，对于现存的承台结构的性能缺失，提出一种改良方案，即提供一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，通过张拉缓粘结预应力钢筋，最大程度上阻碍承台的挠度变形，以达到抵抗上部荷载对地铁隧道的影响，使得地铁可以正常运营的目的。其承台是可分阶段张拉的缓粘结预应力钢筋混凝土结构。主要设备包括张拉端单孔夹片锚、固定端挤压锚、张拉设备、缓粘结预应力钢筋、定位支架、挠度测量仪、数据采集与控制系统。所述承台绑扎成型的钢筋笼主筋上预设定位支架，供缓粘结预应力钢筋从中穿过。缓粘结预应力钢筋两端分别使用单孔夹片锚和挤压锚，将其锚固成型。通过挠度测量仪观测后续施工上部结构各荷载对于承台挠度变形的大小，由数据采集与控制系统智能计算出各种上部荷载(桥墩荷载、桥面荷载、车辆荷载等)对承台的影响，进而使用张拉设备有针对性的分阶段进行张拉操作，从而达到抵抗上部各荷载对承台的影响，使得承台恢复原状且不影响下面地铁隧道的运维的目的。

本发明的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，所述的承台是一种低桩承台，即要求承台底面位于地面以下。

本发明的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，所述的钢筋笼根据图纸进行绑扎，在主筋两端预设定位支架，供缓粘结预应力钢筋从中穿过，且在水平方向上纵横铺设，使其与钢筋笼固定，实现张拉同步目的。

本发明的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，所述的缓粘结预应力钢筋中通过调整内部的缓粘结剂配合比，可以控制其凝固时间，进而实现缓粘结功能。其内部缓粘结剂从液态转为固态的过程中，进行分阶段张拉，进而改变承台的承重能力，而抵抗上部荷载的影响。

本发明的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，所述的单孔夹片锚和挤压锚分别锚固在承台侧面四周两端。

本发明还提供一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：承台基坑开挖工作：测量人员根据地面高程、地质情况及承台尺寸，计算承台基坑开挖深度、开挖坡度及基坑开挖点，采用挖掘机从基坑开挖点开挖，挖至距承台底20cm左右，改为人工开挖，以减少对原状土的扰动。基坑底设置集水井和排水沟，用水泵排出坑外，基坑底面四周设置截水沟，防止地表水流入坑内，冲刷坑壁造成塌方。

步骤2：垫层施工及桩头处理工作：桩头强度达到2.5MPa后，根据设计桩顶标高，采用环切法凿除多余桩头。将桩顶钢筋设置弯钩，根据测量的基坑底高程及承台高程，再浇筑C15素砼承台垫层，要求垫层尺寸大于承台底面尺寸。

步骤3：桩基检测工作：桩身混凝土强度达到设计强度的70％且不低于15MPa后，采用低应变反射波法或声波透射法逐桩进行无损检测。

步骤4：承台钢筋绑扎工作：承台钢筋在钢筋加工厂统一加工制作并绑扎成型运至施工现场，在钢筋笼主筋两端预设定位支架，并将编束后的缓粘结预应力钢筋穿过定位支架，将其固定。要求测量人员放线确定承台底面标高，同时桩顶钢筋伸入承台钢筋笼10cm左右。

步骤5：模板安装及浇筑混凝土工作，采用定型钢模板施工，安装前进行除锈处理并涂刷脱模剂在模板横肋上穿入套有PVC管的对拉杆并拧紧螺栓，安装完成后进行校核。随后采用流槽直接入模方式，边浇边捣一次连续浇筑完成，将单孔夹片锚和挤压锚固定在承台侧面四周。随后采用洒水措施进行养护，期间满足混凝土施工技术要求。

步骤6：缓粘结预应力钢筋张拉工作：随后进行桥墩及其上部结构施工，在后续工作中，特别是随着桥墩荷载、桥面荷载以及其他活荷载的增加，使用挠度测量仪和数据采集与控制系统发现承台挠度变形越来越大，使用张拉设备分阶段依次进行缓粘结预应力钢筋张力操作，通过逐渐加大缓粘结预应力钢筋张拉强度，从而保证下面隧道的正常运维。待上部结果全部施工完成后，进行最后一次张拉强度至100％，随后将完成封锚工作。

步骤7：承台基坑回填工作：基坑回填前将坑内积水抽干，回填时采取对称、分层填筑，分层夯实的方式一般要求每层厚度一般不超过30cm，回填后表面平整密实。本发明的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构至少具有如下有益效果：

本发明的结构简单，操作方便，为市政桥梁和隧道地铁结合提供新承台结构，确保在同一路径下，两个工程具备可实施性，且不会因其中桥梁工程的实施而限制隧道的运营。这样的结构体系在满足市政桥梁的交通功能，地铁车站的使用功能的前提下，能克服传统工艺下保证地铁隧道的正常运营的情况。本发明的一种分阶段张拉缓粘结预应力上跨地铁构筑物大跨度市政桥梁承台结构，所述承台是一种可分阶段张拉的缓粘结预应力钢筋混凝土结构，以抵抗各阶段上部荷载的影响，有效保证施工中最大程度降低对下面地铁隧道的挠度变化，保证隧道的正常运维，适于推广。

附图说明

图1为一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构体系的简图；

图2为一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构钢筋笼的侧面简图；

图3为一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构的局部俯视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构体系主要包括：承台1、位于承台1上部的桥墩及其上部结构2、位于承台1下部的桩基3、位于承台1和桩基之间为垫层4，位于承台1侧面四周的张拉端单孔夹片锚5、固定端挤压锚6以及张拉设备7、用于测量承台挠度变形程度的挠度测量仪8以及数据采集与控制系统9。其中，如图1所示，要求承台1底面位于地面10以下，按照施工要求开挖基坑11，桩基3的顶部伸入至承台1内部10cm左右且桩基打入至施工规定的坚实土层内部12。

如图2所示，承台1绑扎成型的钢筋笼主筋13上预设定位支架14，供缓粘结预应力钢筋15从中穿过。缓粘结预应力钢筋15两端分别使用单孔夹片锚5和挤压锚6，将其锚固成型。

如图3所示，承台1侧面四周中一侧使用单孔夹片锚5，另一侧使用挤压锚6。承台1上部为桥墩及其上部结构2，下部为桩基3。

本发明还提供一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：承台基坑开挖工作：测量人员根据地面高程、地质情况及承台1尺寸，计算承台基坑11开挖深度、开挖坡度及基坑开挖点，采用挖掘机从基坑开挖点开挖，挖至距承台1底20cm左右，改为人工开挖，以减少对原状土的扰动。基坑底设置集水井和排水沟，用水泵排出坑外，基坑底面四周设置截水沟，防止地表水流入坑内，冲刷坑壁造成塌方。

步骤2：垫层施工及桩头处理工作：桩头强度达到2.5MPa后，根据设计桩顶标高，采用环切法凿除多余桩头。将桩顶钢筋设置弯钩，根据测量的基坑11底高程及承台1高程，再浇筑C15素砼承台垫层4，要求垫层4尺寸大于承台1底面尺寸。

步骤3：桩基检测工作：桩身混凝土强度达到设计强度的70％且不低于15MPa后，采用低应变反射波法或声波透射法逐桩进行无损检测

步骤4：承台钢筋绑扎工作：承台钢筋在钢筋加工厂统一加工制作并绑扎成型运至施工现场，在钢筋笼主筋13两端预设定位支架14，并将编束后的缓粘结预应力钢筋15穿过定位支架14，将其固定。要求测量人员放线确定承台1底面标高，同时桩顶钢筋伸入承台钢筋笼10cm左右。

步骤5：模板安装及浇筑混凝土工作，采用定型钢模板施工，安装前进行除锈处理并涂刷脱模剂在模板横肋上穿入套有PVC管的对拉杆并拧紧螺栓，安装完成后进行校核。随后采用流槽直接入模方式，边浇边捣一次连续浇筑完成，将单孔夹片锚5和挤压锚6固定在承台侧面四周。随后采用洒水措施进行养护，期间满足混凝土施工技术要求。

步骤6：缓粘结预应力钢筋张拉工作：随后进行桥墩及其上部结构2施工，在后续工作中，特别是随着桥墩荷载、桥面荷载以及其他活荷载的增加，使用挠度测量仪8和数据采集与控制系统9发现承台1挠度变形越来越大，使用张拉设备7分阶段依次进行缓粘结预应力钢筋张力操作，通过逐渐加大缓粘结预应力钢筋15张拉强度，从而保证下面隧道的正常运维。待上部结果全部施工完成后，进行最后一次张拉强度至100％，随后将完成封锚工作。

步骤7：承台基坑回填工作：基坑11回填前将坑内积水抽干，回填时采取对称、分层填筑，分层夯实的方式一般要求每层厚度一般不超过30cm，回填后表面平整密实。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，其特征在于，包括承台和桩基，所述桩基顶部伸入至承台内部，所述承台侧面四周的张拉端设有单孔夹片锚和固定端挤压锚，所述承台的钢筋笼主筋上设有定位支架，缓粘结预应力钢筋穿过所述定位支架，所述缓粘结预应力钢筋的两端分别经单孔夹片锚和固定端挤压锚锚固成型。

2.如权利要求1所述的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，其特征在于，所述的承台是一种低桩承台，即承台底面位于地面以下。

3.如权利要求1所述的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，其特征在于，所述钢筋笼主筋的两端预设定位支架，所述缓粘结预应力钢筋从中穿过，且所述缓粘结预应力钢筋在水平方向上纵横铺设。

4.如权利要求1所述的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，其特征在于，所述的单孔夹片锚和挤压锚分别锚固在承台侧面四周两端。

5.如权利要求1所述的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，其特征在于，所述承台和桩基之间设有垫层。

6.如权利要求5所述的一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构，其特征在于，所述垫层尺寸大于承台底面尺寸。

7.一种保护既有地铁隧道的市政桥梁承台结构的施工方法，其特征在于，施工过程包括以下步骤：

步骤1：承台基坑开挖工作：测量人员根据地面高程、地质情况及承台尺寸，计算承台基坑开挖深度、开挖坡度及基坑开挖点，采用挖掘机从基坑开挖点开挖，挖至距承台底20cm左右，改为人工开挖，以减少对原状土的扰动，基坑底设置集水井和排水沟，用水泵排出坑外，基坑底面四周设置截水沟，防止地表水流入坑内，冲刷坑壁造成塌方；

步骤2：垫层施工及桩头处理工作：桩头强度达到2.5MPa后，根据设计桩顶标高，采用环切法凿除多余桩头，将桩顶钢筋设置弯钩，根据测量的基坑底高程及承台高程，再浇筑C15素砼承台垫层，要求垫层尺寸大于承台底面尺寸；

步骤3：桩基检测工作：桩身混凝土强度达到设计强度的70％且不低于15MPa后，采用低应变反射波法或声波透射法逐桩进行无损检测；

步骤4：承台钢筋绑扎工作：承台钢筋在钢筋加工厂统一加工制作并绑扎成型运至施工现场，在钢筋笼主筋两端预设定位支架，并将编束后的缓粘结预应力钢筋穿过定位支架，将其固定，要求测量人员放线确定承台底面标高，同时桩顶钢筋伸入承台钢筋笼10cm左右；

步骤5：模板安装及浇筑混凝土工作，采用定型钢模板施工，安装前进行除锈处理并涂刷脱模剂在模板横肋上穿入套有PVC管的对拉杆并拧紧螺栓，安装完成后进行校核，随后采用流槽直接入模方式，边浇边捣一次连续浇筑完成，将单孔夹片锚和挤压锚固定在承台侧面四周，随后采用洒水措施进行养护，期间满足混凝土施工技术要求；

步骤6：缓粘结预应力钢筋张拉工作：随后进行桥墩及其上部结构施工，在后续工作中，特别是随着桥墩荷载、桥面荷载以及其他活荷载等各种荷载的增加时，使用挠度测量仪和数据采集与控制系统发现承台挠度变形越来越大，使用张拉设备分阶段依次进行缓粘结预应力钢筋张力操作，通过逐渐加大缓粘结预应力钢筋张拉强度，从而保证下面隧道的正常运维，待上部结果全部施工完成后，进行最后一次张拉强度至100％，随后将完成封锚工作；

步骤7：承台基坑回填工作：基坑回填前将坑内积水抽干，回填时采取对称、分层填筑，分层夯实的方式一般要求每层厚度一般不超过30cm，回填后表面平整密实。

Images