CN113073542A - 一种陡坡地形桥基防护结构及构筑方法 - Google Patents

一种陡坡地形桥基防护结构及构筑方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种陡坡地形桥基防护结构及构筑方法，其中陡坡地形桥基防护结构包括围墙结构体，设置在桥梁墩台基础周围的边坡上；锚固结构体，顺着围墙结构体墙面方向间隔布置，且锚固结构体的两端分别与围墙结构体、边坡锚固固定；轻质混凝土，设置在围墙结构体与边坡形成的立体空间内；桥梁桩基，穿过轻质混凝土，且下部进入边坡稳定区域中；桥梁承台，设置在桥梁桩基顶部，并与桥梁桩基固定连接。本发明通过在陡坡地形的边坡上设置由围墙结构体和轻质混凝土形成的施工平台，解决桥梁桩基和承台施工困难问题，避免了切坡修建桥梁基础施工平台需要加固开挖高边坡及工程投资高的问题，解决了桥梁传统高桩基承台造成的刚度不足和变形控制困难问题。

Description

一种陡坡地形桥基防护结构及构筑方法
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，特别是一种陡坡地形桥基防护结构及构筑方法。
背景技术
陡坡地形在山区大量分布，当桥梁的墩台基础设置在陡坡地形时，目前的通常做法是在陡坡地形上开挖施工平台，在施工平台上进行桥梁桩基和承台的施工，为避免陡坡地形出现桥梁高桩承台变形和刚度难控制的问题，通常桥梁桩基础和承台埋设在天然边坡体内，这就形成了大量的桥梁墩台基础开挖高边坡，由于陡坡地形的影响，开挖边坡加固防护非常困难、投资巨大，有时甚至开挖高边坡无法加固，如顺层开挖高边坡。申请号为CN201220446402.0实用新型专利公开了一种顺层边坡桥梁敦台防护结构，解决了陡坡地形大开挖的问题，但是需要在陡边坡上开挖施工加固桩，由于陡边坡的存在，加固桩为了满足所需的保护边坡宽度，其设置长度必须加深，故造成工程投资较高，且加固桩桩井施工风险大、效率低。为解决日益增多的工程实际困难，提出一种更适宜陡坡地形的桥基防护结构及构筑方法具有重要意义，并应具有满足桥梁变形和刚度要求，施工方便、质量可控、经济性好、环境影响小和利于推广等特点。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种陡坡地形桥基防护结构及构筑方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明公开了一种陡坡地形桥基防护结构，包括
围墙结构体，设置在桥梁墩台基础周围的边坡上；
锚固结构体，顺着所述围墙结构体墙面方向间隔布置，且所述锚固结构体的两端分别与所述围墙结构体、所述边坡锚固固定；
轻质混凝土，设置在所述围墙结构体与所述边坡形成的立体空间内；
桥梁桩基，穿过所述轻质混凝土，且下部进入所述边坡稳定区域中；
桥梁承台，设置在所述桥梁桩基顶部，并与所述桥梁桩基固定连接。
本发明所述的陡坡地形桥基防护结构通过在陡坡地形的边坡上设置由围墙结构体和轻质混凝土形成的施工平台，解决桥梁桩基和承台施工困难问题，避免了传统的切坡修建桥梁基础施工平台需要加固开挖高边坡及工程投资很高的问题，同时解决了桥梁传统高桩基承台造成的刚度不足和变形控制困难问题；锚固结构体顺着所述围墙结构体墙面方向间隔布置，满足结构受力要求且二者的连接强度更好，使得围墙结构体具有很强的稳定性，从而可以有效约束桥梁桩基和桥梁承台的变形，解决了传统陡坡地形采用加固桩+填筑体而造成的施工困难和工程投资大等问题，围墙结构体还可以作为轻质混凝土的施工模板；轻质混凝土具有重量轻、抗压性能好的特点，浇筑在围墙结构体内，对围墙结构体产生的不利横向力较小，作为施工平台具有较好的承载性能，同时轻质混凝土具有孔隙大、抗冲击能力较弱的特点，后期的桥梁桩基施工时，钻机容易穿过、施工快速。
作为本发明的优选方案，所述锚固结构体包括第一锚固结构体，所述第一锚固结构体设置在所述围墙结构体的底部，且所述第一锚固结构体竖直设置。通过设置所述第一锚固体，增强了所述围墙结构体的竖向稳定性。
作为本发明的优选方案，所述第一锚固结构体为锚杆，所述锚杆进入边坡的深度大于或等于3m，且所述锚杆间隔1m-2m布置。如此设置，锚固效果较好。
作为本发明的优选方案，所述锚固结构体包括第二锚固结构体，所述第二锚固结构体设置在所述围墙结构体临近所述边坡的侧面，且所述第二锚固结构体的两端分别与所述围墙结构体、靠山侧的所述边坡锚固固定。通过设置所述第二锚固体，增强了所述围墙结构体的横向稳定性。
作为本发明的优选方案，所述第二锚固结构体为锚索，所述锚索锚固段的长度大于或等于8m，且所述锚索间隔2m-4m布置。如此设置，锚固效果较好。
作为本发明的优选方案，所述围墙结构体设置有台阶，所述台阶用于和所述边坡相连接。通过台阶进行连接，能够增大所述围墙结构体和所述边坡的连接面积，进而增强所述围墙结构体和所述边坡的连接强度。
本发明还公开了一种陡坡地形桥基防护结构的构筑方法，包括以下步骤：
步骤一：开挖围墙结构体与边坡之间的平台；
步骤二：施工锚固结构体，锚固结构体的一端与所述边坡锚固固定，所述锚固结构体的另一端出露1m-3m；
步骤三：绑扎所述围墙结构体的钢筋笼，并将所述锚固结构体的出露端与所述钢筋笼固定连接；
步骤四：立模浇筑所述围墙结构体混凝土；
步骤五：待所述围墙结构体混凝土达到设计强度的80％后，施工所述围墙结构体和所述边坡之间的轻质混凝土；
步骤六：待所述轻质混凝土达到设计强度后，在所述围墙结构体和所述轻质混凝土形成的施工平台上钻孔施工桥梁桩基；
步骤七：待所述桥梁桩基混凝土达到设计强度的80％后，施工桥梁承台，并与所述桥梁桩基固定连接。
本发明所述的构筑方法操作简单、质量易控、稳定性好，同时具有经济、环保和利于推广应用等特点。
作为本发明的优选方案，所述步骤二包括在所述平台上施工第一锚固结构体，所述第一锚固结构体竖直布置，所述第一锚固结构体的底部与所述边坡锚固固定，且对所述第一锚固结构体进行注浆加固。
作为本发明的优选方案，所述步骤二包括在靠山侧施工第二锚固结构体，所述第二锚固结构体倾斜或水平设置，所述第二锚固结构体的侧墙部与所述边坡锚固固定，且对所述第二锚固结构体进行注浆加固和张拉锁定。
所述第二锚固结构体(锚索)提前施加预应力锁定后再与围墙结构体临近所述边坡的侧面连接，施工平台处于预张拉受力，解决了围墙结构体与锚索结构的顺墙面方向张拉和连接问题，确保了锚索拉力有效传递给围墙结构体；锚索结构能提供较大的拉力，从而可以有效约束桥梁桩基和桥梁承台的横向变形，解决了传统陡坡地形采用加固桩+填筑体而造成的施工困难和工程投资大等问题。
作为本发明的优选方案，所述步骤五中，采用分层浇筑的方法浇筑所述轻质混凝土，如此，浇筑效果较好。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的陡坡地形桥基防护结构通过在陡坡地形的边坡上设置由围墙结构体和轻质混凝土形成的施工平台，解决桥梁桩基和承台施工困难问题，避免了传统的切坡修建桥梁基础施工平台需要加固开挖高边坡及工程投资很高的问题，同时解决了桥梁传统高桩基承台造成的刚度不足和变形控制困难问题；锚固结构体顺着所述围墙结构体墙面方向间隔布置，满足结构受力要求且二者的连接强度更好，使得围墙结构体具有很强的稳定性，从而可以有效约束桥梁桩基和桥梁承台的变形，解决了传统陡坡地形采用加固桩+填筑体而造成的施工困难和工程投资大等问题，围墙结构体还可以作为轻质混凝土的施工模板；轻质混凝土具有重量轻、抗压性能好的特点，浇筑在围墙结构体内，对围墙结构体产生的不利横向力较小，作为施工平台具有较好的承载性能，同时轻质混凝土具有孔隙大、抗冲击能力较弱的特点，后期的桥梁桩基施工时，钻机容易穿过、施工快速。
2、本发明所述的构筑方法操作简单、质量易控、稳定性好，同时具有经济、环保和利于推广应用等特点。
3、本发明所述的第二锚固结构体(锚索)提前施加预应力锁定后再与围墙结构体临近所述边坡的侧面连接，施工平台处于预张拉受力，解决了围墙结构体与锚索结构的顺墙面方便张拉和连接问题，确保了锚索接力有效传递给围墙结构体；锚索结构能提供较大的拉力，从而可以有效约束桥梁桩基和桥梁承台的横向变形，解决了传统陡坡地形采用加固桩+填筑体而造成的施工困难和工程投资大等问题。
附图说明
图1是本发明所述的陡坡地形桥基防护结构的结构示意图。
图2是图1的I-I剖视图。
图3是图1的II-II剖视图。
图4是传统方案的防护结构的结构示意图。
图标：1-围墙结构体，11-台阶，2-锚固结构体，21-第一锚固结构体，22-第二锚固结构体，3-轻质混凝土，4-桥梁桩基，5-桥梁承台，6-边坡，7-加固桩，8-桩体锚索。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-图3所示，一种陡坡地形桥基防护结构，包括围墙结构体1、锚固结构体2、轻质混凝土3、桥梁桩基4和桥梁承台5。
所述围墙结构体1包括相互连接的三面墙，三面墙形成槽型结构。所述围墙结构体1设置在桥梁墩台基础周围的边坡6上。所述围墙结构体1设置有台阶11，所述围墙结构体1通过所述台阶11和所述边坡6固定连接。
所述锚固结构体2包括第一锚固结构体21和第二锚固结构体22。
所述第一锚固结构体21顺着所述围墙结构体1三面墙的墙面方向竖直布置，所述第一锚固结构体21的两端分别锚固固定于所述围墙结构体1的底面以及所述边坡6。优选的，所述第一锚固结构体21为锚杆，所述锚杆进入所述边坡6的深度大于或等于3m，且所述锚杆间隔1m-2m布置。
第二锚固结构体22顺着所述围墙结构体1墙面方向水平或倾斜设置，所述第二锚固结构体22的两端分别锚固固定于所述围墙结构体1的侧面(紧挨所述边坡6的侧面)以及靠山侧的所述边坡6。优选的，所述第二锚固结构体22为锚索，所述锚索锚固段的长度大于或等于8m，且所述锚索间隔2m-4m布置。
所述轻质混凝土3设置在所述围墙结构体1与所述边坡6形成的立体空间内。
所述桥梁桩基4穿过所述轻质混凝土3，且所述桥梁桩基4的下部进入所述边坡6的稳定区域中。
所述桥梁承台5设置在所述桥梁桩基4顶部，且所述桥梁承台5与所述桥梁桩基4固定连接。
实施例2
一种陡坡地形桥基防护结构的构筑方法，包括以下步骤：
步骤一：在边坡6上对围墙结构体1进行平面定位，开挖施工围墙结构体1与边坡6之间的小平台。
步骤二：锚固结构体2平面和正视面定位，施工锚固结构体2，锚固结构体2的一端与所述边坡6锚固固定，所述锚固结构体2的另一端出露1m-3m。当锚固结构体2为锚杆时，对锚杆进行注浆加固，当锚固结构体2为锚索时，对锚索进行注浆加固，并在坡面对锚索结构按设计拉力值进行张拉锁定。
步骤三：绑扎所述围墙结构体1的钢筋笼，并将所述锚固结构体2的出露端与所述钢筋笼固定连接。
步骤四：立模浇筑所述围墙结构体1混凝土。
步骤五：待所述围墙结构体1混凝土达到设计强度的80％后，采用分层浇筑的方法施工所述围墙结构体1和所述边坡6之间的轻质混凝土3。
步骤六：待所述轻质混凝土3达到设计强度后，在所述围墙结构体1和所述轻质混凝土3形成的施工平台上钻孔施工桥梁桩基4。
步骤七：待所述桥梁桩基4混凝土达到设计强度的80％后，施工桥梁承台5，并与所述桥梁桩基4固定连接。
步骤八：施工桥梁承台5以上的桥梁结构。
某边坡坡度为45°，坡体岩石综合内摩擦角为50°，桥梁基础施工平台需要尺寸为20m×30m，由于桥梁结构变化很小，故只对传统方案与本发明方案施工平台的经济性进行比较。
一、传统方案如图4所示：
(1)土石方价格
20m(宽)×20m(高)×30m(长)×50元/m3/2＝48万元
(2)加固桩价格
纵向：6根×2m(宽)×3m(厚)×40m(深)×1500元/m3×1.2(锁口护壁综合系数)＝259.2万元
两侧横向：8根×1.5m(宽)×2.5m(厚)×30m(深)×1500元/m3×1.2(锁口护壁综合系数)＝162万元
(3)锚索价格
6根×3孔×35m(深)×600元/m＝37.8万元
投资小计：507万元
二、本发明方案：
(1)围墙结构体价格
(30m+19m+19m)×10m(平均高度)×1.0m(厚)×1500元/m3＝102万元
(2)锚杆结构价格
(30m+20m+20m)/2m(间距)×6m(长度)×400元/m＝8.4万元
(3)锚索结构价格
8根×3孔×25m(深)×600元/m＝36万元
(4)轻质混凝土价格
19m(宽)×19m(高)×30m(长)×400元/m3/2＝216.6万元
投资小计：363万元
本发明较传统方法，每个桥梁墩台施工平台的工程投资可节约30％左右，此外本发明对自然边坡体的影响小，开挖土石方量少、环境保护好，引发工程开挖的次生灾害风险小，桥梁基础的施工周期减少40％以上，并且避免了传统加固桩的施工风险，本发明具有很好的经济和社会效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陡坡地形桥基防护结构，其特征在于，包括
围墙结构体(1)，设置在桥梁墩台基础周围的边坡(6)上；
锚固结构体(2)，顺着所述围墙结构体(1)墙面方向间隔布置，且所述锚固结构体(2)的两端分别与所述围墙结构体(1)、所述边坡(6)锚固固定；
轻质混凝土(3)，设置在所述围墙结构体(1)与所述边坡(6)形成的立体空间内；
桥梁桩基(4)，穿过所述轻质混凝土(3)，且下部进入所述边坡(6)稳定区域中；
桥梁承台(5)，设置在所述桥梁桩基(4)顶部，并与所述桥梁桩基(4)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种陡坡地形桥基防护结构，其特征在于，所述锚固结构体(2)包括第一锚固结构体(21)，所述第一锚固结构体(21)设置在所述围墙结构体(1)的底部，且所述第一锚固结构体(21)竖直设置。
3.根据权利要求2所述的一种陡坡地形桥基防护结构，其特征在于，所述第一锚固结构体(21)为锚杆，所述锚杆进入所述边坡(6)的深度大于或等于3m，且所述锚杆间隔1m-2m布置。
4.根据权利要求2所述的一种陡坡地形桥基防护结构，其特征在于，所述锚固结构体(2)包括第二锚固结构体(22)，所述第二锚固结构体(22)设置在所述围墙结构体(1)临近所述边坡的侧面，且所述第二锚固结构体(22)的两端分别与所述围墙结构体(1)、靠山侧的所述边坡(6)锚固固定。
5.根据权利要求4所述的一种陡坡地形桥基防护结构，其特征在于，所述第二锚固结构体(22)为锚索，所述锚索锚固段的长度大于或等于8m，且所述锚索间隔2m-4m布置。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种陡坡地形桥基防护结构，其特征在于，所述围墙结构体(1)设置有台阶(11)，所述台阶(11)用于和所述边坡(6)相连接。
7.一种陡坡地形桥基防护结构的构筑方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：开挖围墙结构体(1)与边坡(6)之间的平台；
步骤二：施工锚固结构体(2)，锚固结构体(2)的一端与所述边坡(6)锚固固定，所述锚固结构体(2)的另一端出露1m-3m；
步骤三：绑扎所述围墙结构体(1)的钢筋笼，并将所述锚固结构体(2)的出露端与所述钢筋笼固定连接；
步骤四：立模浇筑所述围墙结构体(1)混凝土；
步骤五：待所述围墙结构体(1)混凝土达到设计强度的80％后，施工所述围墙结构体(1)和所述边坡(6)之间的轻质混凝土(3)；
步骤六：待所述轻质混凝土(3)达到设计强度后，在所述围墙结构体(1)和所述轻质混凝土(3)形成的施工平台上钻孔施工桥梁桩基(4)；
步骤七：待所述桥梁桩基(4)混凝土达到设计强度的80％后，施工桥梁承台(5)，并与所述桥梁桩基(4)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种陡坡地形桥基防护结构的构筑方法，其特征在于，所述步骤二包括在所述平台上施工第一锚固结构体(21)，所述第一锚固结构体(21)竖直布置，所述第一锚固结构体(21)的底部与所述边坡(6)锚固固定，且对所述第一锚固结构体(21)进行注浆加固。
9.根据权利要求7所述的一种陡坡地形桥基防护结构的构筑方法，其特征在于，所述步骤二包括在靠山侧施工第二锚固结构体(22)，所述第二锚固结构体(22)倾斜或水平设置，所述第二锚固结构体(22)的侧墙部与所述边坡(6)锚固固定，且对所述第二锚固结构体(22)进行注浆加固和张拉锁定。
10.根据权利要求7-9任一所述的一种陡坡地形桥基防护结构的构筑方法，其特征在于，所述步骤五中，采用分层浇筑的方法浇筑所述轻质混凝土(3)。
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