CN113957881A - 一种适用于山区河流岩层面桥梁基础的施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种适用于山区河流岩层面的桥梁施工方法，其用于在河流的岩层面上进行桥梁施工，所述岩层面包括地势较高的第一区域和地势较低的第二区域，其包括以下步骤：在所述第二区域上的覆盖层施工钢管沉入桩直至所述钢管沉入桩抵持在所述第二区域上；在所述岩层面上的覆盖层开挖基坑直至所述基坑的坑底到达预设位置；在所述基坑内施工止水结构；在所述基坑内的第一区域上施工扩大基础；在所述扩大基础和所述钢管沉入桩上完成桥梁基础施工。解决了地势较高的岩层面覆盖层深度不足导致桥梁基础施工只得采取如钻孔等方案。本方案不需要使用重型吊机等大型设备，因地取材既节省了经济成本，也缩短了建造工期。

Description

一种适用于山区河流岩层面桥梁基础的施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种适用于山区河流岩层面桥梁基础的施工方法。

背景技术

在山区河流地段常发生山洪爆发，造成桥梁冲毁、交通中断。为不影响当地出行，快速恢复交通，常采用钢栈桥替代水毁桥梁满足当地交通需求。

然而山区河流地段地质多出现砂层岩层交接界面，交接界面多为斜岩面，由于岩层表面覆盖的泥沙或其他软质层厚度变化大，在地势较高的岩层面上泥沙等覆盖层较薄。因此在地势较高的岩层面施工桩位其插打的深度较浅。在考虑到河流地段水流冲刷等复杂环境，该深度往往无法满足沉桩深度要求，如果不进行钻孔加深桥梁有安全隐患。但由于岩层面强度高，若采用冲击钻等设备在岩层面上钻孔施工锚固桩较为困难，无法满足应急抢险过程尽快恢复交通的要求。因此，在高低不一的山区河流岩层面上快速施工桥梁基础成为从业人员亟待解决的难题。

发明内容

本申请实施例提供一种适用于山区河流岩层面桥梁基础的施工方法，以解决相关技术中在地势较高的岩层面上施工桥梁基础时，其可供插打的泥沙等覆盖层深度不够导致桥梁基础施工成本增加。工期变长的问题。

第一方面，提供了一种适用于山区河流岩层面的桥梁施工方法，其用于在河流的岩层面上进行桥梁施工，所述岩层面包括地势较高的第一区域和地势较低的第二区域，其包括以下步骤：

在所述第二区域施工钢管沉入桩，使所述钢管沉入桩固定于所述第二区域；

在所述岩层面上的覆盖层开挖基坑，使所述基坑的坑底到达所述第一区域；

在所述基坑内壁施工止水结构；

在所述基坑内的第一区域上施工扩大基础；

在所述扩大基础和所述钢管沉入桩上完成桥梁基础施工。

一些实施例中，所述施工止水结构，包括：

在施工区域填充石块形成第一止水层；

在所述第一止水层上浇筑混凝土，形成混凝土覆盖层。

一些实施例中，所述在所述基坑内壁施工止水结构，包括：

仅在所述基坑靠近河的侧壁施工止水结构。

一些实施例中，所述基坑侧壁的止水结构高于所述河流的水面。

一些实施例中，所述在所述基坑内壁内施工止水结构，包括：

仅在所述基坑靠近河的侧壁和基坑底面施工止水结构；或者，

在所述基坑的侧壁和底面施工止水结构。

一些实施例中，所述在所述基坑内的第一区域上施工扩大基础，包括：

在所述第一区域的止水结构上施工所述扩大基础。

一些实施例中，在所述岩层面上的覆盖层开挖基坑，使所述基坑的坑底到达所述第一区域，包括：

仅在所述第一区域上开挖基坑，并使所述基坑的坑底到达所述第一区域。

一些实施例中，在所述岩层面上的覆盖层开挖基坑，使所述基坑的坑底到达所述第一区域，包括：

在所述第一区域和所述第二区域上开挖基坑，并使所述基坑的坑底到达所述第一区域的深度。

一些实施例中，所述在所述第二区域施工钢管沉入桩，使所述钢管沉入桩固定于所述第二区域，在所述岩层面上的覆盖层开挖基坑之前；或者，

所述在所述第二区域施工钢管沉入桩，使所述钢管沉入桩固定于所述第二区域，在所述岩层面上的覆盖层开挖基坑之后。

一些实施例中，若所述第二区域上的覆盖层强度低于预设值，则在开挖所述基坑之前施工所述钢管沉入桩，并仅在所述第一区域上开挖基坑一些实施例中。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

(1)本发明通过在河流地段中地势较高的岩层面上开挖基坑并施工止水结构以建造扩大基础再施工桥梁桩，解决了地势较高的岩层面上施工桥梁基础时，其可供插打的泥沙等覆盖层深度不足导致桥梁基础施工只得采取如钻孔或其他高成本、长工期投入的方案。本方案不需要使用重型吊机等大型设备，因地取材既节省了经济成本，也缩短了建造工期。

(2)本发明通过回填碎石并浇筑混凝土层的快速有效的在基坑内修建止水结构，节省了常规围堰等施工所需要投入的经济成本和施工工期。为桥梁扩大基础的无水施工提供一个快速简便的施工方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的河流地段岩层面桥梁基础的施工方法流程图；

图2为本申请实施例提供的河流地段岩层面桥梁基础的示意图；

图3为本申请实施例提供的河流地段岩层面钢管沉入桩施工示意图。

图中：1、河流；2、覆盖层；3、止水结构；31、第一止水层；32、混凝土覆盖层；41、扩大基础；42、钢管沉入桩；5、岩层面；51、第一区域；52、第二区域；6、防冲刷组件；7、钢管横向连接系；8、型钢分配梁；9、桥面附属设施。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种适用于岩层面桥梁基础的施工方法，以解决相关技术中在地势较高的岩层面上施工桥梁基础时，其可供插打桩基础的泥沙覆盖层深度不够导致桥梁基础施工成本增加。工期变长的问题。

参见图1所示，本发明提供一种适用于山区河流岩层面的桥梁施工方法的具体实施例，其用于在河流1的岩层面5上进行桥梁施工，所述岩层面5包括地势较高的第一区域51和地势较低的第二区域52，其包括以下步骤：

S1.在所述第二区域52施工钢管沉入桩42，使所述钢管沉入桩42固定于所述第二区域52。

值得说明的是，如图2和图3所示山区河流段的岩层面5上会沉积大量的砂石，因此这些砂石组成了岩层面5的覆盖层2。因此覆盖层2较厚的区域其下方的岩层面5的地势就会较低为第二区域52。因此上述步骤S1中第二区域52的地势相对较低，其上方的覆盖层2较薄。在施工时，将设计标高设在第二区域的上，不需要大型钻机对地质较硬的第二区域52的岩层钻孔，同时钢管沉入桩42埋入覆盖层2后，承受水流冲击力，钢管桩通过土侧压力抵抗水流冲击力。

可以理解的是，步骤S1并不会对后续步骤造成影响，因此可以在后续扩大基础41施工完成后再进行步骤S1在工作中也可以被接收。本实施例只是提供常规从业人员施工的优选步骤。

优选地，所述在所述第二区域52施工钢管沉入桩42，使所述钢管沉入桩42固定于所述第二区域52，在所述岩层面5上的覆盖层2开挖基坑之前；或者，所述在所述第二区域52施工钢管沉入桩42，使所述钢管沉入桩42固定于所述第二区域52，在所述岩层面5上的覆盖层2开挖基坑之后。

一些优选实施例中，若所述第二区域52上的覆盖层2强度低于预设值，则在开挖所述基坑之前施工所述钢管沉入桩42，并仅在所述第一区域51上开挖基坑。覆盖层2的强度是否满足预设值指的是经过检测，如果开挖基坑时挖掉了部分位于第二区域52上的覆盖层2会不会对钢管沉入桩42埋入后的防冲刷和稳定性造成决定性影响。

S2.在所述岩层面5上的覆盖层2开挖基坑，使所述基坑的坑底到达所述第一区域51。

具体地，步骤S2中到达预设位置是指：在岩层面5上的覆盖层2的开挖基坑直至基坑的坑底达到预先设计好第一区域51上用于建造扩大基础41的位置.

可以理解的是，其开挖范围可以包括第一区域51上方的覆盖层2和钢管沉入桩42附近的覆盖层2(也就是第二区域52上方的覆盖层2)。当然了，如果出于节省成本和工期的要求。可以仅仅在第一区域51上的覆盖层2进行开挖将基坑开挖至用于施工扩大基础41的区域即可。

值得说明的是，基坑开挖根据地质条件、周围环境、开挖深度等条件选择放坡开挖、支护开挖，现场场地开阔，开挖深度在3米范围内，考虑经济性，直接采用成本最低的放坡开挖方式；放坡开挖范围大，包括沉桩区上部覆盖层，沉桩区覆盖层开挖至与扩大基础底面相同标高，基坑开挖的过程中不会影响钢管沉入桩42。

优选地，若所述第二区域上的覆盖层2强度低于预设值，则在开挖所述基坑之前施工所述钢管沉入桩42，并仅在所述第一区域51上开挖基坑。从业人员施工前需要对土质和插入深度造成的影响做出详细的调查和判断，避免因为开挖了钢管沉入桩42插入的部分因为基坑开挖而使其周围用以起防冲刷和固定作用的砂石等覆盖层2减少到影响安全的程度。

S3.在所述基坑内施工止水结构3。

具体地地，沿所述基坑放坡面回填石块直至石块堆积而成的第一止水层31高于河流1的水面以上；在所述第一止水层31上浇筑混凝土，包括：利用天泵浇筑水下混凝土，混凝土沿基坑顶面浇筑，混凝土浇筑后自行沿抛石空隙渗透。待混凝土强度达到抗渗要求后(一般第二天)形成不再渗水的混凝土覆盖层32。该止水结构3可以采用山区现场采集的石块以及水下混凝土组成，止水结构3的材料获取简单，施工工期短。材料当天可抵达现场，抛石及水下混凝土浇筑也可在当天完成。

优选地，出于节省工期快速施工的目的，仅在所述基坑靠近河的侧壁施工止水结构3。

值得说明的是，混凝土覆盖层32可以仅仅布置在第一止水层31靠近河流1的一侧。混凝土覆盖层32主要目的是为扩大基础41无水施工而建造的防水层。如果短期内施工的话，可以仅仅在靠近河流1一侧这些水流容易渗透的区域进行止水结构3整体施工。至于基坑的其他面为节省工期可以仅仅填充石块建造第一止水层31即可。

优选地，仅在所述基坑靠近河的侧壁和基坑底面施工止水结构3；或者，在所述基坑的侧壁和底面施工止水结构3。当在浇筑混凝土时，在基坑坑底也进行浇筑延伸所述混凝土覆盖层32。基坑底面的混凝土覆盖层32可以作为扩大基础41施工的垫层。

值得说明的是，还可以采用双壁钢围堰或钢套箱围堰，来实现止水结构3的施工。但这两种方法都需要提前联系工厂进行对应尺寸的制造，制造周期较长花费成本也过高。且制造完成后后期还涉及大型钢结构起重吊装，机械设备投入大。

一些实施例中，采用沉井技术施工止水结构，同样沉井相比本发明提供的优选方案存在需要现场预制、下沉，导致施工周期长，成本高的缺点。

S4.在所述基坑内的第一区域51上施工扩大基础41。

优选地，在止水结构3强度达到抗渗要求后抽干基坑内的水，吊装安装扩大基础钢筋骨架(一般为了节省施工时间，扩大基础41的钢筋骨架在基坑施工时可在桥位附近空旷位置进行加工并形成整体骨架，利用汽车吊吊装钢筋骨架完成钢筋骨架安装)，在钢筋骨架上架设扩大基础的安装模板。最后向安装模板浇筑混凝土。钢管桩打入岩层内主要是为了承受水流的水平推力，钢管桩能够承受的水平推力与打入覆盖层深度成正比，由于较浅的覆盖层2太浅，水流冲击后很容易推翻桥梁；本方案通过施工扩大基础41，扩大基础41底面与岩层面具有摩擦力可抵抗水流水平推力；同时扩大基础41两侧土侧压力也可以抵抗水流水平推力。

可以理解的是，若混凝土覆盖层32延伸至基坑的底部，则在混凝土覆盖层32上施工。

值得说明的是，在扩大基础41施工完成后，可以再次向基坑抛填石块作为防冲刷组件6，用来防止有水流的冲刷。

S5.在所述扩大基础41和所述钢管沉入桩42上完成桥梁基础施工。

具体地，进行钢管横向连接系7、型钢分配梁8、桥面附属设施9安装施工。

综上所述，本申请实施例的桥梁施工方法适用于复杂山区的斜岩层面地区。一般在抗洪抢险等时间紧和设备投入较少的情况下使用。由于岩层面5地区的山体高低不一致无法正常施工桥梁基础，而直接向岩层面5钻孔需要运送大型钻孔设备，因此常规桥梁施工无法应对紧急的险情。本申请中在岩层面5地势较低的第二区域52施工钢管沉入桩42，使钢管沉入桩42穿过岩层面5上的砂石覆盖层直接支撑于底部的岩层面5第二区域52上。而在地势较高的第一区域51上，开挖基坑施工由石块堆积成的第一止水层31和混凝土覆盖层32混合的止水结构3并抽干基坑内的水，快速便捷创造了无水施工环境。在第一区域51上直接施工扩大基础41作为第二个桩基础。至此以扩大基础41和钢管沉入桩42为桥梁基础施工桥上其他部分。本申请中施工较快，取材可用山区的石块较为方便。且不用使用钻机等大型设备，有效解决了斜岩层面5上桥梁施工，桩基础高低不平的问题。本方案通过施工扩大基础41，扩大基础41底面与岩层面具有摩擦力可抵抗水流水平推力；同时扩大基础41两侧土侧压力也可以抵抗水流水平推力。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种适用于山区河流岩层面的桥梁施工方法，其特征在于，其用于在河流(1)的岩层面(5)上进行桥梁施工，所述岩层面(5)包括地势较高的第一区域(51)和地势较低的第二区域(52)，其包括以下步骤：

在所述第二区域(52)施工钢管沉入桩(42)，使所述钢管沉入桩(42)固定于所述第二区域(52)；

在所述岩层面(5)上的覆盖层(2)开挖基坑，使所述基坑的坑底到达所述第一区域(51)；

在所述基坑内壁施工止水结构(3)；

在所述基坑内的第一区域(51)上施工扩大基础(41)；

在所述扩大基础(41)和所述钢管沉入桩(42)上完成桥梁基础施工。

2.如权利要求1所述的桥梁施工方法，其特征在于，所述施工止水结构(3)，包括：

在施工区域填充石块形成第一止水层(31)；

在所述第一止水层(31)上浇筑混凝土，形成混凝土覆盖层(32)。

3.如权利要求1所述的桥梁施工方法，其特征在于，所述在所述基坑内壁施工止水结构(3)，包括：

仅在所述基坑靠近河的侧壁施工止水结构(3)。

4.如权利要求3所述的桥梁施工方法，其特征在于：

所述基坑侧壁的止水结构(3)高于所述河流(1)的水面。

5.如权利要求1所述的桥梁施工方法，其特征在于，所述在所述基坑内壁内施工止水结构(3)，包括：

仅在所述基坑靠近河的侧壁和基坑底面施工止水结构(3)；或者，

在所述基坑的侧壁和底面施工止水结构(3)。

6.如权利要求5所述的桥梁施工方法，其特征在于，所述在所述基坑内的第一区域(51)上施工扩大基础(41)，包括：

在所述第一区域(51)的止水结构(3)上施工所述扩大基础(41)。

7.如权利要求1所述的桥梁施工方法，其特征在于，在所述岩层面(5)上的覆盖层(2)开挖基坑，使所述基坑的坑底到达所述第一区域(51)，包括：

仅在所述第一区域(51)上开挖基坑，并使所述基坑的坑底到达所述第一区域(51)。

8.如权利要求1所述的桥梁施工方法，其特征在于，在所述岩层面(5)上的覆盖层(2)开挖基坑，使所述基坑的坑底到达所述第一区域(51)，包括：

在所述第一区域(51)和所述第二区域(52)上开挖基坑，并使所述基坑的坑底到达所述第一区域(51)的深度。

9.如权利要求1所述的桥梁施工方法，其特征在于：

所述在所述第二区域(52)施工钢管沉入桩(42)，使所述钢管沉入桩(42)固定于所述第二区域(52)，在所述岩层面(5)上的覆盖层(2)开挖基坑之前；或者，

所述在所述第二区域(52)施工钢管沉入桩(42)，使所述钢管沉入桩(42)固定于所述第二区域(52)，在所述岩层面(5)上的覆盖层(2)开挖基坑之后。

10.如权利要求9所述的桥梁施工方法，其特征在于：

若所述第二区域上的覆盖层(2)强度低于预设值，则在开挖所述基坑之前施工所述钢管沉入桩(42)，并仅在所述第一区域(51)上开挖基坑。

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