CN111719585A - 一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构，利用阶地地形设置基础埋深位于最高水位上方，切断基坑内外水力联系，锚碇基础支护形式为放坡支护+咬合桩支护+冠梁，咬合桩围护结构沿锚碇基础边线嵌入下部岩体层；素混凝土垫层设置在锚碇基础下方，持力层地基加固体设置在素混凝土垫层下方，加固体设置在锚碇基础前趾抗力区域。本发明通过调整各区域的注浆间距、注浆深度和注浆参数，使地基加固体分区的刚度与基础刚度和荷载协调，减小不均匀沉降；根据注浆加固后的地基刚度，在浅埋重力式锚碇基础内设置后浇带以减小地基不均匀沉降对悬索桥主体结构的影响；在前趾抗力区设置加固体，增加运营期的水平抗力和基础的抗滑移稳定性。
Description
技术领域
本发明属于桥梁工程领域，具体涉及一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构及其方法。
背景技术
山区悬索桥通常采用重力式锚碇和隧洞式锚碇。隧洞式锚碇是将主缆中的拉力直接传递给周围的基岩，当基岩较为破碎时不宜使用。
重力式锚碇基础依靠基础底摩擦力抵抗主缆水平向作用力，依靠自身重力抵抗主缆竖向作用力，为严格控制重力式锚碇基础的沉降和水平位移，通常选用深埋的锚碇基础，使锚碇基础底部坐落在岩层上以满足地基强度和刚度要求。重力锚碇基础通常采用深基坑方式或沉井方式，对于主跨超过1000米的大跨悬索桥以及岩层埋置较深的情况，重力式锚碇基础混凝土用量大，埋深大，造成开挖支护代价不菲，特别是地下水的控制难度大，造成施工工期加长等不利因素。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构及其方法，适用于位于阶地地形上的跨江、河悬索桥，基础埋深位于最高江（河）水水位上方的浅埋式锚碇组合基础可减小基坑开挖工程量，降低施工难度，缩短工期；同时还能调整地基刚度与基础刚度和荷载协调，减小不均匀沉降。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构，包括埋深高于江（河）水最高水位的浅埋重力式锚碇基础、咬合桩围护结构、持力层地基加固体一、持力层地基加固体二、素混凝土垫层和加固体。锚碇基础支护形式为放坡支护+咬合桩支护+冠梁，所述咬合桩围护结构沿浅埋重力式锚碇基础边线布置且嵌入下部岩体层；所述咬合桩围护结构在其桩顶设有冠梁以增加围护结构刚度；所述素混凝土垫层设置在浅埋重力式锚碇基础下方，两个持力层地基加固体设置在素混凝土垫层下方，所述加固体设置在锚碇基础前趾抗力区域。本发明根据持力层土体的厚度和性质分区，通过调整各区域的注浆间距、注浆深度和注浆参数，使两个持力层地基加固体分区的刚度与基础刚度和荷载协调，减小不均匀沉降；根据注浆加固后的地基刚度分析，通过在浅埋重力式锚碇基础内设置后浇带以减小地基不均匀沉降对悬索桥主体结构的影响。通过在前趾抗力区设置加固体，增加了运营期的水平抗力和基础的抗滑移稳定性。
作为本发明的优选方案，所述咬合桩围护结构的横截面为圆形，且隔桩布置钢筋。
作为本发明的优选方案，所述咬合桩围护结构需嵌入下部岩体1~2m。
作为本发明的优选方案，所述咬合桩围护结构的直径和间距根据实际受力确定。
作为本发明的优选方案，尽可能抽排基坑坑内地下水。
作为本发明的优选方案，浅埋重力式锚碇基础底现浇50cm厚的素混凝土垫层。
作为本发明的优选方案，根据持力层土体的厚度和性质分区，通过调整各区域的注浆间距、注浆深度和注浆参数，使地基刚度与基础刚度和荷载协调，减小不均匀沉降。
作为本发明的优选方案，在浅埋重力式锚碇基础前趾抗力区域注浆加固，以基础前趾区为中心，对称加固1/4倍的基础周长的区域形成加固体，以增加地基的水平抗力和基础的抗滑移稳定性。
本发明还提供一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础的施工方法，包括以下几个步骤：
1）在悬索桥锚碇位置开挖锚碇基坑，包括放坡段分层开挖、喷锚、养护，咬合桩围护结构施工、养护，桩顶冠梁施工、养护，直立支护段分层开挖；
2）在基底现浇50cm厚的素混凝土垫层并养护；
3）根据持力层土体的厚度和性质对基底范围进行分区，确定各分区的注浆间距、注浆深度和注浆参数，完成钻孔、注浆工序后养护28天；
4）施工锚碇基础、养护，并回填；
5）在锚碇基础前趾抗力区域注浆加固。
相比深埋式重力锚碇基础，本发明中的悬索桥锚碇组合基础可大大减少了基坑工程量，降低施工难度，缩短工期，同时还能调整地基刚度与基础刚度和荷载协调，减小均匀沉降和不均匀沉降。
本发明的有益效果是：
1、相比深埋式重力锚碇基础，本发明中的悬索桥锚碇组合基础可大大减少了基坑工程量，降低施工难度，缩短工期，同时还能调整地基刚度与基础刚度和荷载协调，减小不均匀沉降。
2、本发明中悬索桥锚碇组合基础基底位于江、河水位之上，可减小江、河水位的变化对锚碇基础的影响，切断其不利影响；咬合桩围护结构沿锚碇基坑边线布置且嵌入下部岩体层形成封闭的止水帷幕，可减小山体地表水对锚碇基础的影响。
附图说明
图1为本发明中的悬索桥浅埋式锚碇组合基础的平面图。
图2为图1的A-A断面图。
附图标记列表：
1-浅埋式锚碇基础，2-咬合桩，3-岩土分界面，4-放坡，5-基底加固分区一，6-基底加固分区二，7-锚碇基础后浇带，8-冠梁，9-垫层，10-加固体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图所示，本发明所述的一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构，包括浅埋重力式锚碇基础1、咬合桩围护结构2、持力层地基加固体一5、持力层地基加固体二6、素混凝土垫层9和加固体10。所述素混凝土垫层9设置在浅埋重力式锚碇基础1下方，两个持力层地基加固体5、6设置在素混凝土垫层9下方，所述加固体10设置在锚碇基础前趾抗力区域。所述咬合桩围护结构2沿浅埋重力式锚碇基础1边线布置且嵌入下部岩体层；所述咬合桩围护结构2在其桩顶设有冠梁8以增加围护结构刚度；锚碇基础的支护形式为放坡4支护+咬合桩2支护+冠梁8，根据持力层土体的厚度和性质分区，通过调整各区域的注浆间距、注浆深度和注浆参数，使两个持力层地基加固体5、6分区的刚度与基础刚度和荷载协调，减小不均匀沉降；根据注浆加固后的地基刚度分析，通过在浅埋重力式锚碇基础1设置后浇带7以减小地基不均匀沉降对悬索桥主体结构的影响。通过在前趾抗力区注浆加固10，增加了运营期的水平抗力和基础的抗滑移稳定性。
实施例1
如图1所示一种悬索桥锚碇组合基础设置方法用于长江二级阶地的地层条件中，基础埋深位于最高江（河）水水位上方，将缩短施工工期，降低工程造价，减小施工难度。
（1）基坑支护采取放坡+咬合桩直立支护的方式，咬合桩嵌入岩体层以形成封闭的止水帷幕；
（2）在咬合桩形成封闭止水帷幕后，基坑开挖至坑底，尽可能抽排坑内地下水；
（3）现浇50cm厚的素混凝土垫层以保证孔口封堵效果以及最终的注浆效果；
（4）根据持力层土体的厚度和性质对基底范围进行分区注浆，以使地基刚度与基础刚度和荷载协调，减小不均匀沉降；
（5）在锚碇基础前趾抗力区域注浆加固；
（6）施工锚碇基础，施加主缆拉力。
实施例2：
如图1所示一种悬索桥锚碇组合基础设置方法用于长江二级阶地的地层条件中，包括以下几个步骤：
（1）根据实际工程情况确定基坑支护方案，包括放坡高度、坡度，咬合桩桩径、桩长、桩间距、配筋，冠梁尺寸、配筋。基坑分层开挖，随挖随降；
（2）开挖至基底后，现浇50cm厚的素混凝土垫层并养护，同时尽可能抽排坑内地下水；
（3）根据持力层土体的厚度和性质对基底范围进行分区，各分区的注浆深度均至基岩顶面，粗颗粒土体区域及荷载较小区域按2米的注浆间距注浆，细颗粒土体区域及荷载较大区域按1.5米的注浆间距注浆，注浆过程严格控制注浆压力及注浆终止条件，待注浆完成后养护28天；
（4）在锚碇基础前趾抗力区域注浆加固；
（5）施工锚碇基础、养护，并回填，施加主缆拉力。
Claims (6)
1.一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构，其特征在于：包括基础埋深位于最高水位上方的浅埋重力式锚碇基础（1）、咬合桩围护结构（2）、持力层地基加固体一（5）、持力层地基加固体二（6）、素混凝土垫层（9）和加固体（10），所述素混凝土垫层（9）设置在浅埋重力式锚碇基础（1）下方，两个持力层地基加固体（5）、（6）设置在素混凝土垫层（9）下方，所述加固体（10）设置在锚碇基础前趾抗力区域，所述咬合桩围护结构（2）沿浅埋重力式锚碇基础（1）边线布置且嵌入下部岩体层；所述咬合桩围护结构2在其桩顶设有冠梁（8）；锚碇基础的支护形式为放坡（4）支护+咬合桩（2）支护+冠梁（8），在浅埋重力式锚碇基础（1）内设置后浇带（7）。
2.根据权利要求1所述的一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构，其特征在于：所述咬合桩围护结构（2）的横截面为圆形，且隔桩布置钢筋。
3.根据权利要求1所述的一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构，其特征在于：所述咬合桩围护结构（2）嵌入下部岩体1~2m。
4.根据权利要求1所述的一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构，其特征在于：浅埋重力式锚碇基础（1）底现浇50cm厚的素混凝土垫层（9）。
5.根据权利要求1所述的一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础结构，其特征在于：在浅埋重力式锚碇基础前趾抗力区域注浆加固，以基础前趾区为中心，对称加固1/4倍的基础周长的区域形成加固体。
6.根据权利要求1所述的一种阶地地形上悬索桥锚碇组合基础的施工方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
1）在悬索桥锚碇位置开挖锚碇基坑，包括放坡段分层开挖、喷锚、养护，咬合桩围护结构施工、养护，桩顶冠梁施工、养护，直立支护段分层开挖；
2）在基底现浇50cm厚的素混凝土垫层并养护；
3）根据持力层土体的厚度和性质对基底范围进行分区，确定各分区的注浆间距、注浆深度和注浆参数，完成钻孔、注浆工序后养护28天；
4）施工锚碇基础、养护，并回填；
5）在锚碇基础前趾抗力区域注浆加固。
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