CN115506375B - 临近桥梁桩基u型槽基坑开挖支护体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供临近桥梁桩基U型槽基坑开挖支护体系及施工方法，包括隔离钢板、钢垫板、定型化拼接导沟、桩头连接抱箍、纵向联结型钢和横向钢支撑；隔离钢板紧邻桥梁既有墩柱打入土体内；钢垫板沿导向沟的两侧铺设；定型化拼接导沟截面呈U型，两侧的条形翼板搭在导向沟两侧的钢垫板上，定型化拼接导沟上设有支撑杆进行横向支撑加固，定型化拼接导沟上设有导向板；桩头连接抱箍由对接钢筒、纵向联结肋、横向对接法兰组成，纵向联结肋位于对接钢筒顶部，横向对接法兰垂直固定于对接钢筒侧壁，桩头连接抱箍通过对接钢筒套在钻孔灌注桩桩顶的导向钢护筒上；相邻钻孔灌注桩通过纵向联结型钢联结固定；U型槽基坑两侧的钻孔灌注桩通过横向钢支撑支撑固定。

Description

临近桥梁桩基U型槽基坑开挖支护体系及施工方法

技术领域

本发明涉及U型槽基坑开挖支护体系施工领域，尤其是涉及临近桥梁桩基U型槽基坑开挖支护体系及施工方法。

背景技术

在邻近既有建筑施工时，为避免对既有建筑产生影响，尤其是基坑等地下工程施工时，通常采取预注浆或抗滑桩、钢板桩等对既有建筑进行隔离保护。在进行下穿既有线桥梁基坑施工过程中，为避免基坑开挖施工对现役桥梁桩基产生影响，需要对土体进行预加固。常采用预注浆的方式进行加固，通过向邻近桥梁桩基的土体内注入水泥浆液，在土体内形成加固体，降低基坑开挖活动对桥梁桩基的影响。但是现有的预注浆加固技术会导致土体内的压力增大，从而引起周围的土体隆起，在下穿工程尚未开挖施工前就对桥梁桩基产生影响。另外，在进行钻孔灌注桩施工时，由于需要开挖导沟、浇筑导墙，然后再施工桩顶冠梁及横向支护体系，施工效率慢、施工周期长，施工周期越长，对既有建筑物的影响越大。施工完成后，需要对各种临时支护体系进行破拆，进一步增加了建造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决上述技术问题的临近桥梁桩基U型槽基坑开挖支护体系及施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种临近桥梁桩基U型槽基坑开挖支护体系及施工方法，包括以下步骤：

步骤一、清除地面的垃圾，对地面进行整平处理；

步骤二、沿领近桥梁既有墩柱一侧施作引孔，并注入水泥浆，在水泥浆凝结硬化前，向土体内打入隔离钢板，并在隔离钢板的两侧焊接锚拉钢板，锚拉钢板通过锚拉钢筋固定在地面；

步骤三、沿导向沟的两侧摊铺素混凝土垫层，然后在素混凝土垫层上铺设钢垫板，并使用土钉对钢垫板进行固定；

步骤四、以钢垫板为边线开挖导向沟，导向沟开挖至设计深度后，将定型化拼接导沟安放在开挖好的导向沟内，定型化拼接导沟两侧的翼板搭在钢垫板上，定型化拼接导沟纵向连接，定型化拼接导沟安放就位后，使用支撑杆对定型化拼接导沟进行支撑固定；

步骤五、移除待施工钻孔灌注桩所在桩位的支撑杆，并向导向孔内打入导向钢护筒，然后将导向板搭在定型化拼接导沟上，将钻杆从导向板上的限位环内穿出，接着以导向板为施工平台，进行钻孔灌注桩桩孔的施工，桩孔施工完成后，进行钻孔灌注桩的浇筑作业，待钻孔灌注桩全部施工完成后，拆除定型化拼接导沟；

步骤六、钻孔灌注桩达到设计强度后，进行桩头连接抱箍的安装作业，将对接钢筒套在导向钢护筒上，并使用螺栓一固定至导向钢护筒上，然后安装纵向联结型钢，并使用螺栓二将纵向联结型钢与纵向联结肋固定；接着安装横向钢支撑，并调整液压千斤顶进行顶推，然后在横向钢支撑与横向对接法兰之间安放钢垫块，并使用螺栓三将钢垫块与横向对接法兰与横向钢支撑固定；

步骤七、纵向联结型钢以及横向钢支撑安装就位后，进行U型槽基坑的开挖作业。

本发明的有益效果在于：

1、在既有墩柱周围施工隔离钢板，可避免高压注浆对土体的扰动，可有效保护既有桥梁桩基的安全。

2、采用定型化拼接导沟进行钻孔灌注桩的施工，定型化拼接导沟结构简单可靠，现场可以进行快速安装拼接，减少现场工作量，提升施工效率；另外，定型化导沟上预留的导向孔，可为钻孔灌注桩施工提供精确的定位，避免桩位发生偏移。

3、支撑基坑侧壁的钻孔灌注桩采用纵向联结型钢联结形成一个整体，横向通过横向钢支撑进行支撑固定，可有效保证支护结构的抗倾覆稳定性，提升基坑作业的安全。

4、在钻孔灌注桩桩顶设置桩头连接抱箍，可为纵向联结型钢以及横向钢支撑体统稳定可靠的连接节点，从而保证了结构的安全性。

附图说明

图1是临近桥梁桩基基坑防护体系施工示意图；

图2是U型槽基坑与临近桥梁桩基平面位置示意图；

图3是既有桥梁桩基防护结构平面示意图；

图4是导向沟槽壁支撑板三维结构示意图；

图5是支撑杆三维结构示意图；

图6是槽壁支撑板与导向板三维结构示意图；

图7是导向板三维结构示意图；

图8是临近桥梁桩基基坑开挖支护体系结构示意图；

图9是钻孔灌注桩桩头纵横向连接体系示意图；

图10是桩头连接抱箍三维结构示意图；

图11是钢垫块三维结构示意图。

图中标注：11-U型槽基坑，12-既有墩柱，13-桥梁，2-隔离钢板，21-引孔，22-水泥浆，23-锚拉钢板，24-锚拉钢筋，3-钢垫板，31-土钉，32-素混凝土垫层，33-导向沟，4-定型化拼接导沟，41-导向孔，42-限位肋，43-支撑杆，44-锁定块，45-导向板，46-支撑肋，47-限位环，48-钻杆，5-钻孔灌注桩，51-导向钢护筒，6-桩头连接抱箍，61-对接钢筒，62-螺栓一，63-纵向联结肋，64-纵向联结型钢，65-螺栓二，66-横向对接法兰，67-横向钢支撑，68-液压千斤顶，69-钢垫块，610-条形凹槽，611-螺栓三。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1-11所述，本发明提供了一种临近桥梁桩基U型槽基坑开挖支护体系的施工方法，包括如下施工步骤：

步骤1. 清除地面的垃圾，对地面进行整平处理，各种施工材料进场；

步骤2. 沿领近桥梁13既有墩柱12一侧施作引孔21，并注入水泥浆22，在水泥浆22凝结硬化前，向土体内打入隔离钢板2，并在隔离钢板2的两侧焊接锚拉钢板23，锚拉钢板23通过锚拉钢筋24固定在地面；

步骤3. 沿导向沟33的两侧摊铺素混凝土垫层32，然后在素混凝土垫层32上铺设钢垫板3，并使用土钉31对钢垫板3进行固定；

步骤4. 以钢垫板3为边线开挖导向沟33，导向沟33开挖至设计深度后，将定型化拼接导沟4安放在开挖好的导向沟33内，定型化拼接导沟4两侧的翼板搭在钢垫板3上，定型化拼接导沟4纵向焊接连接，定型化拼接导沟4安放就位后，使用支撑杆43对定型化拼接导沟4进行支撑固定；

步骤5. 移除待施工钻孔灌注桩5所在桩位的支撑杆43，并向导向孔41内打入导向钢护筒51，然后将导向板45搭在定型化拼接导沟4上，将钻杆48从导向板45上的限位环47内穿出，接着以导向板45为施工平台，进行钻孔灌注桩5桩孔的施工，桩孔施工完成后，进行钻孔灌注桩5的浇筑作业，待钻孔灌注桩5全部施工完成后，拆除定型化拼接导沟4；

步骤6. 钻孔灌注桩5达到设计强度后，进行桩头连接抱箍6的安装作业，将对接钢筒61套在导向钢护筒51上，并使用螺栓一62固定至导向钢护筒51上，然后安装纵向联结型钢64，并使用螺栓二65将纵向联结型钢64与纵向联结肋63固定；接着安装横向钢支撑67，并调整液压千斤顶68进行顶推，然后在横向钢支撑67与横向对接法兰66之间安放钢垫块69，并使用螺栓三611将钢垫块69与横向对接法兰66与横向钢支撑67固定；

步骤7. 纵向联结型钢64以及横向钢支撑67安装就位后，进行U型槽基坑11的开挖作业。

其中，临近桥梁桩基U型槽基坑开挖支护体系包括隔离钢板2、钢垫板3、定型化拼接导沟4、桩头连接抱箍6、纵向联结型钢64和横向钢支撑67；

所述隔离钢板2呈圆弧形，紧邻桥梁13既有墩柱12打入土体内；

所述钢垫板3沿导向沟33的两侧铺设；

所述定型化拼接导沟4截面呈U型，两侧设有条形翼板，条形翼板搭在导向沟33两侧的钢垫板3上，定型化拼接导沟4底部设有钻头导向孔41，导向钢护筒51插入导向孔41内，定型化拼接导沟4上设有支撑杆43进行横向支撑加固，定型化拼接导沟4上设有导向板45，为钻杆提供钻进导向；

所述桩头连接抱箍6包括对接钢筒61、纵向联结肋63、横向对接法兰66，纵向联结肋63位于对接钢筒61顶部，横向对接法兰66垂直固定于对接钢筒61侧壁，桩头连接抱箍6通过对接钢筒61套在钻孔灌注桩5桩顶的导向钢护筒51上；

相邻钻孔灌注桩5通过纵向联结型钢64联结固定，纵向联结型钢64固定在纵向联结肋63上；

U型槽基坑11两侧的钻孔灌注桩5通过横向钢支撑67支撑固定，横向钢支撑67与横向对接法兰66连接固定。

优选的，所述定型化拼接导沟4的两侧翼板上设有限位肋42，支撑杆43端部设有锁定块44，锁定块44卡入相邻两限位肋42之间，保证支撑杆稳定地支撑在定型化拼接导沟上；所述导向板45的端部设有支撑肋46，支撑肋46紧贴定型化拼接导沟4的两侧，导向板45的中部设有限位环47，钻杆48从限位环47内穿过，通过设置导向板为钻进作业提供施工平台，同时为钻杆提供约束导向作用，避免钻进过程中钻杆发生晃动。

具体的，锁定块44呈“L”型结构，以适应定型化拼接导沟4两侧翼板的拐角位置，同时限位肋42也呈“L”型结构设于定型化拼接导沟4两侧翼板的拐角位置，限位环47突出设置于导向板45的上表面，以增加限位环47的边缘厚度，提高对钻杆48的约束效果。

优选的，所述钢垫板3下方设有素混凝土垫层32，钢垫板3通过土钉31进行固定，土钉31穿过钢垫板3、素混凝土垫层32打入土体内；通过设置素混凝土垫层提升钢垫板的承载力，避免施工过程中出现下陷的情况。

优选的，所述隔离钢板2轴线处设有引孔21，引孔21内注入水泥浆22，既方便隔离钢板2打入，又可以加固土体，隔离钢板2上端通过锚拉钢板23拉结固定，锚拉钢板23上设有锚拉钢筋24，锚拉钢筋24穿设经过锚拉钢板23后植入土体内，通过设置锚拉钢板和锚拉钢筋，提升隔离钢板的稳定性。

优选的，对接钢筒61上有螺栓孔，通过螺栓一62穿设对接钢筒61上的螺栓孔固定在导向钢护筒51上，避免桩头连接抱箍从钻孔灌注桩顶部脱落；纵向联结型钢64通过螺栓二65固定在纵向联结肋63上，通过纵向联结型钢将相邻钻孔灌注桩5联结形成一个整体，提升结构的可靠性及水平承载能力；横向对接法兰66与横向钢支撑67之间设有液压千斤顶68及钢垫块69，液压千斤顶68的一端支撑在横向钢支撑67上，液压千斤顶68另一端支撑在横向对接法兰66上，钢垫块69上设有条形凹槽610，条形凹槽610与液压千斤顶68对齐，螺栓三611依次穿过横向对接法兰66、钢垫块69和横向钢支撑67上的螺栓孔将其固定；液压千斤顶横向伸缩顶推为钻孔灌注桩提供稳定可靠的支撑，顶推就位后在横向对接法兰与横向钢支撑之间设置钢垫块并卸除液压千斤顶上的荷载，避免液压千斤顶长期持荷发生损坏。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种临近桥梁桩基U型槽基坑开挖支护体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、清除地面的垃圾，对地面进行整平处理；

步骤二、沿领近桥梁（13）既有墩柱（12）一侧施作引孔（21），并注入水泥浆（22），在水泥浆（22）凝结硬化前，向土体内打入隔离钢板（2），并在隔离钢板（2）的两侧焊接锚拉钢板（23），锚拉钢板（23）通过锚拉钢筋（24）固定在地面；

步骤三、沿导向沟（33）的两侧摊铺素混凝土垫层（32），然后在素混凝土垫层（32）上铺设钢垫板（3），并使用土钉（31）对钢垫板（3）进行固定；

步骤四、以钢垫板（3）为边线开挖导向沟（33），导向沟（33）开挖至设计深度后，将定型化拼接导沟（4）安放在开挖好的导向沟（33）内，定型化拼接导沟（4）两侧的翼板搭在钢垫板（3）上，定型化拼接导沟（4）纵向连接，定型化拼接导沟（4）安放就位后，使用支撑杆（43）对定型化拼接导沟（4）进行支撑固定；

步骤五、移除待施工钻孔灌注桩（5）所在桩位的支撑杆（43），并向导向孔（41）内打入导向钢护筒（51），然后将导向板（45）搭在定型化拼接导沟（4）上，将钻杆（48）从导向板（45）上的限位环（47）内穿出，接着以导向板（45）为施工平台，进行钻孔灌注桩（5）桩孔的施工，桩孔施工完成后，进行钻孔灌注桩（5）的浇筑作业，待钻孔灌注桩（5）全部施工完成后，拆除定型化拼接导沟（4）；

步骤六、钻孔灌注桩（5）达到设计强度后，进行桩头连接抱箍（6）的安装作业，将对接钢筒（61）套在导向钢护筒（51）上，并使用螺栓一（62）固定至导向钢护筒（51）上，然后安装纵向联结型钢（64），并使用螺栓二（65）将纵向联结型钢（64）与纵向联结肋（63）固定；接着安装横向钢支撑（67），并调整液压千斤顶（68）进行顶推，然后在横向钢支撑（67）与横向对接法兰（66）之间安放钢垫块（69），并使用螺栓三（611）将钢垫块（69）与横向对接法兰（66）与横向钢支撑（67）固定；

步骤七、纵向联结型钢（64）以及横向钢支撑（67）安装就位后，进行U型槽基坑（11）的开挖作业；

所述隔离钢板（2）呈圆弧形，紧邻桥梁（13）既有墩柱（12）打入土体内；所述钢垫板（3）沿导向沟（33）的两侧铺设；所述定型化拼接导沟（4）截面呈U型，两侧设有条形翼板，条形翼板搭在导向沟（33）两侧的钢垫板（3）上，定型化拼接导沟（4）底部设有钻头导向孔（41），定型化拼接导沟（4）上设有支撑杆（43），定型化拼接导沟（4）上设有导向板（45）；

所述桩头连接抱箍（6）包括对接钢筒（61）、纵向联结肋（63）、横向对接法兰（66），纵向联结肋（63）位于对接钢筒（61）顶部，横向对接法兰（66）垂直固定于对接钢筒（61）侧壁，桩头连接抱箍（6）通过对接钢筒（61）套在钻孔灌注桩（5）桩顶的导向钢护筒（51）上；

相邻钻孔灌注桩（5）通过纵向联结型钢（64）联结固定，纵向联结型钢（64）固定在纵向联结肋（63）上；U型槽基坑（11）两侧的钻孔灌注桩（5）通过横向钢支撑（67）支撑固定，横向钢支撑（67）与横向对接法兰（66）连接固定；

所述定型化拼接导沟（4）的两侧翼板上设有限位肋（42），支撑杆（43）端部设有锁定块（44），锁定块（44）卡入相邻两限位肋（42）之间；所述导向板（45）的端部设有支撑肋（46），支撑肋（46）紧贴定型化拼接导沟（4）的两侧，导向板（45）的中部设有限位环（47）；

所述隔离钢板（2）轴线处设有引孔（21），引孔（21）内注入水泥浆（22），隔离钢板（2）上端通过锚拉钢板（23）拉结固定，锚拉钢板（23）上设有锚拉钢筋（24），锚拉钢筋（24）穿设经过锚拉钢板（23）后植入土体内；

对接钢筒（61）上有螺栓孔，通过螺栓一（62）穿设对接钢筒（61）上的螺栓孔固定在导向钢护筒（51）上；横向对接法兰（66）与横向钢支撑（67）之间设有液压千斤顶（68）及钢垫块（69），液压千斤顶（68）的一端支撑在横向钢支撑（67）上，液压千斤顶（68）另一端支撑在横向对接法兰（66）上，钢垫块（69）上设有条形凹槽（610），条形凹槽（610）与液压千斤顶（68）对齐，螺栓三（611）依次穿过横向对接法兰（66）、钢垫块（69）和横向钢支撑（67）上的螺栓孔将其固定。

2.根据权利要求1所述的临近桥梁桩基U型槽基坑开挖支护体系的施工方法，其特征在于：土钉（31）穿过钢垫板（3）、素混凝土垫层（32）打入土体内。