CN117418558A - 一种高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及桥梁建筑的领域，尤其是涉及一种高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，包括步骤：以原有钻孔平台或山堑为骨架浇筑钢筋砼薄板；以钢筋砼薄板代替承台浇筑底模结构；承台底层砼等强形成深梁，深梁承载顶层承台砼浇筑；其中，所述钢筋砼薄板主要设置在半挖半悬臂山堑底端，所述钢筋砼薄板用于减少平台场地上石土开挖量。本申请具有使高桩承台的施工条件下也可以保证承台的平衡的效果。
Description
技术领域
本申请涉及桥梁建筑的领域，尤其是涉及一种高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法。
背景技术
基坑法是指一种用垂直开挖方式修建隧道的方法，该方法施工是指从地面向下开挖，并在欲建地下铁道结构的位置进行结构的修建，然后在结构上部回填土及恢复路面；或者从地而向下开挖，用大号型钢架于两侧钢桩或连续墙上，以维持原来路面的交通运行。其施工步骤是：先开挖基坑或堑壕,再以先边墙后拱圈（或顶板）的顺序施做衬砌和敷设防水层，最后进行洞顶回填。当地形和施工场地条件许可，边坡开挖后又能暂时稳定时,可采用带边坡的基坑或堑壕。如施工场地受限制，或边坡不稳定时，可采用直壁的基坑或堑壕，此时坑壁必须进行支护。
陆地承台大多数采用基坑法开挖施工，砼垫层兼具承台砼底模，但山区陡坡高桩承台无条件施工垫层，承台砼荷载集中且重量大，为解决类似干处高桩承台砼底模承载受力的问题。现有技术中有一种用于陡峭地形的承台的施工方法，包括开挖承台的基坑、在所述承台的悬空部分对应的一号坑内安装用于支承所述承台的悬空部分的底模、安装所述承台的钢筋骨架、安装承台侧模板、浇筑所述承台。该方法通过在承台的悬空部分下设置受力支架，加高悬空部分的底模至等高于非悬空部分的垫层的高度，使得承台的悬空部分得到支承，解决了现有技术存在的承台会有部分面积悬空，现有桩基无法承托承台的悬空部分，承台难以平衡的问题，同时也便于施工，利于加快施工效率。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在现有技术的施工方法不适应高桩承台、会影响承台受力的缺陷。
发明内容
为了使高桩承台的施工条件下也可以保证承台的平衡，本申请提供一种高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法。
本申请提供的一种高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，采用如下的技术方案：
一种高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，包括步骤：
以原有钻孔平台或山堑为骨架浇筑钢筋砼薄板；
以钢筋砼薄板代替承台浇筑底模结构；
承台底层砼等强形成深梁，深梁承载顶层承台砼浇筑；
其中，所述钢筋砼薄板主要设置在半挖半悬臂山堑底端，所述钢筋砼薄板用于减少平台场地上石土开挖量。
通过采用上述技术方案，钢筋砼薄板单元抗弯性能强，本方案由砼板适配钢筋承担上部荷载；由于钢筋砼薄板底模使得支架体系轻量化，则用来浇筑钢筋砼薄板底模支架仅承受钢筋砼薄板荷载，荷载小，结构简单轻便；且钢筋砼薄板施工用的支架材料利用率高，利用原钻孔平台型钢分配梁作为受力骨架，施工组织简单，造价降低；在半挖半悬臂山堑地段，钢筋砼薄板能显著减少平台场地土石方开挖量；本方法适用于带有钻孔平台的大体积高桩承台分次浇筑施工，以及适用于山区陡坡无法架设落地支架的高桩承台施工，实现了山区陡坡高桩承台施工支架设计轻量化，解决了高桩承台支架搭设资源投入成本过高的难题。
优选的，所述以原有钻孔平台或山堑为骨架浇筑钢筋砼薄板，包括步骤：
按照四边简支双向板计算承台高度；
得到首次钢筋砼薄板首次浇灌高度；
根据原有钻孔平台或山堑为骨架得到最大计算跨径，并选择计算宽度；
计算载荷值并计算最大弯矩；
对待浇筑的钢筋砼薄板进行设计；
对不同材料制成的底模结构计算强度数据并对比。
通过采用上述技术方案，得到钢筋砼薄板的基础数据，根据基础数据计算钢筋砼薄板的计算出砼载荷、施工载荷，以及总载荷，并根据载荷设计最大弯矩，根据横纵桥向不同状况设计钢筋砼薄板，对比不同材料制成的底模，并进行对比计算，确认施工成本。
优选的，所述对待浇筑的钢筋砼薄板进行设计，包括步骤：
确定所使用钢筋的间距长度、强度数据，以及直径尺寸；
确定钢筋砼薄板的设计高度以及保护层厚度；
计算钢筋砼薄板截面有效高度；
计算钢筋砼薄板截面受压区高度；
计算并比较钢筋砼薄板内的钢筋是否超筋；
计算最小配筋率并与实际配筋率对比；
对钢筋砼薄板的抗弯承载力进行复核。
通过采用上述技术方案，为了保证施工的效果和安全性，在施工过程中需要提前设置以及计算好钢筋布置、钢筋砼薄板浇筑数据，并根据数据确定钢筋砼薄板的安全系数，保证安全系数达到规范要求，确保施工过程中、施工过程后的建筑的安全性。
优选的，所述计算钢筋砼薄板截面受压区高度，包括：根据钢筋强度设计值、钢筋截面积、混凝土强度设计值，以及钢筋砼薄板宽度计算钢筋砼薄板截面受压区高度；其中，涉及到宽度相关的数值，宽度取1米。
通过采用上述技术方案，根据单位宽度计算截面受压区高度，得到施工数值。
优选的，所述对钢筋砼薄板的抗弯承载力进行复核，包括：确认安全系数，当安全系数达到2时，满足需求。
通过采用上述技术方案，计算安全系数，确保安全系数达标，增大安全性，减少意外发生。
优选的，所述对不同材料制成的底模结构计算强度数据并对比，包括步骤：
采用其他分配梁作为底模支架；
以多跨连续梁设计分配梁间距；
确定其他分配梁的载荷以及抗弯承载力；
确认其他分配梁的弯曲应力；
在安全系数范围内确认允许应力；
计算达到同样承载能力时，采用钢筋砼薄板的钢筋用量和材料成本。
通过采用上述技术方案，通过载荷计算抗弯承载力复核，并根据抗弯承载力复核数据计算出钢筋砼薄板材料的用量以及材料成本，并对材料成本进行对比。
优选的，所述以钢筋砼薄板代替承台浇筑底模结构，包括步骤：
在落地支架上采用钢筋砼薄板进行施工；
拆除钻孔平台上部结构；
对梁板的主、次肋框架进行制安；
配置垫层混凝土底模；
绑扎钢筋；
浇筑钢筋砼薄板；
对承台进行分层浇筑。
通过采用上述技术方案，本方法适用于带有钻孔平台的大体积高桩承台分次浇筑施工。
优选的，所述以钢筋砼薄板代替承台浇筑底模结构，包括步骤：
在山堑处采用钢筋砼薄板进行施工；
搭设悬臂支架；
对梁板的主、次肋框架进行制安；
配置垫层混凝土底模；
绑扎钢筋；
浇筑钢筋砼薄板；
对承台进行分层浇筑。
通过采用上述技术方案，本方法适合适用于山区陡坡无法架设落地支架的高桩承台施工。
优选的，承台位于钻孔平台面以下时拆除钻孔平台上部结构，拆除贝雷梁承重结构及桥面系，管桩拆至桩顶标高，保留桩顶分配梁用作梁板主肋；
一字型布置横向分配梁，在永久性护筒间增设次肋，主肋次肋将混凝土板设置为双向板；
垫层混凝土厚度为20-30cm，在主肋腹板上焊接小型钢并铺设方木竹胶板，竹胶板顶面须与主、次肋顶面齐平；
进行双向板双向配筋，在护筒周围布置剪力板增加板与护筒之间约束；
主体钢筋绑扎，一次立模，两次浇筑成型，分层浇筑。
通过采用上述技术方案，分层浇筑平衡受力，使高桩承台更加牢固稳定。
优选的，在桩基浇筑时预埋后锚点，后锚点采用小管桩；
灌入与承台同等标号的混凝土，借鉴平行式挂篮结构特征，根据混凝土浇筑方量计算所需主桁、主梁；
一字型布置横向分配梁，在永久性护筒间增设次肋，主肋次肋将混凝土板设置为双向板，梁板主肋位置配置适当弯起钢筋；
钢筋混凝土板与主肋间用塑料薄模隔开，并在主肋下设置垫块；
垫层混凝土厚度为20-30cm，在主肋腹板上焊接小型钢并铺设方木竹胶板，竹胶板顶面须与主、次肋顶面齐平；
进行双向板双向配筋，在护筒周围布置剪力板增加板与护筒之间约束；
护筒外设置抗剪键；
主体钢筋绑扎，一次立模，两次浇筑成型，分层浇筑。
通过采用上述技术方案，分层浇筑平衡受力，使高桩承台更加牢固稳定。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.钢筋砼薄板单元抗弯性能强，本方案由砼板适配钢筋承担上部荷载；由于钢筋砼薄板底模使得支架体系轻量化，则用来浇筑钢筋砼薄板底模支架仅承受钢筋砼薄板荷载，荷载小，结构简单轻便；且钢筋砼薄板施工用的支架材料利用率高，利用原钻孔平台型钢分配梁作为受力骨架，施工组织简单，造价降低；在半挖半悬臂山堑地段，钢筋砼薄板能显著减少平台场地土石方开挖量；本方法适用于带有钻孔平台的大体积高桩承台分次浇筑施工，以及适用于山区陡坡无法架设落地支架的高桩承台施工，实现了山区陡坡高桩承台施工支架设计轻量化，解决了高桩承台支架搭设资源投入成本过高的难题。
2.得到钢筋砼薄板的基础数据，根据基础数据计算钢筋砼薄板的计算出砼载荷、施工载荷，以及总载荷，并根据载荷设计最大弯矩，根据横纵桥向不同状况设计钢筋砼薄板，对比不同材料制成的底模，并进行对比计算，确认施工成本。
3.通过载荷计算抗弯承载力复核，并根据抗弯承载力复核数据计算出钢筋砼薄板材料的用量以及材料成本，并对材料成本进行对比。
附图说明
图1是本申请实施例中一种高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开了一种高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法。参照图1，高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法包括步骤：
S1、以原有钻孔平台或山堑为骨架浇筑钢筋砼薄板；
S1.1、按照四边简支双向板计算承台高度；
在一可选的实施例中，钢筋砼薄板按照四边简支双向板计算，承台高度5.5m。
S1.2、得到首次钢筋砼薄板首次浇灌高度；
在一可选的实施例中，首次浇筑高度为1米。
S1.3、根据原有钻孔平台或山堑为骨架得到最大计算跨径，并选择计算宽度；
在一可选的实施例中，原有钻孔平台型钢分配梁的最大计算跨径为5.6米，并选取1米的宽度进行计算。
S1.4、计算载荷值并计算最大弯矩；
计算最大弯矩的步骤包括，计算砼载荷，计算人群及施工载荷，将砼载荷和人群及施工载荷数值相加，计算出总载荷，设计最大弯矩，最后计算矩形板的长宽比。
S1.5、对待浇筑的钢筋砼薄板进行设计；
在一可选的实施例中，将横纵桥向配置间距为0.2米、直径为22毫米的HRB400钢筋，将钢筋砼薄板高度设计为0.2米，保护层取0.02米；
很久横纵桥向钢筋配置间距、钢筋直径，以及保护层计算截面的有效高度；
根据钢筋强度设计值、钢筋截面积、混凝土强度设计值，以及宽度计算截面受压区高度，其中，钢筋强度设计值取360兆帕，1米宽度内的截面积为1900mm2，混凝土强度设计值取9.6N/mm2；
计算钢筋砼薄板的钢筋是否超筋，确保不会发生超筋梁情况；
计算最小配筋率以及实际配筋率，使得配筋率可以满足要求；
对抗弯承载力复核，当安全系数达到2时，满足规范要求。
S1.6、对不同材料制成的底模结构计算强度数据并对比；
其中，若采用同工25a分配梁作为底模支架，以三跨连续梁计算，设采用间距a的工25a，则可计算出载荷数值，并德大工字钢的弯曲应力，计算安全系数，将安全系数取2，并得到允许应力；计算1米宽度范围内的工字钢重量，若用钢筋混凝土薄板，1米宽度范围内的钢筋用量横纵桥向各布置5根，并计算钢筋用量；
根据上述内容可知，达到同样承载能力，采用型钢类底模与钢筋砼薄板底模钢筋用量之比，即使考虑相应钢筋砼薄板的材料增加，型钢类底模材料成本也大大增加。
S2、以钢筋砼薄板代替承台浇筑底模结构；
以钢筋砼薄板代替承台浇筑底模结构包括步骤：
S2.1、在落地支架上采用钢筋砼薄板进行施工；
在落地支架上采用钢筋砼薄板进行施工包括步骤：
拆除钻孔平台上部结构；
其中，承台位于钻孔平台面以下时拆除钻孔平台上部结构，贝雷梁承重结构及桥面系拆除，管桩拆至桩顶标高，保留桩顶分配梁用作梁板主肋。
对梁板的主、次肋框架进行制安；
在一可选的实施例中，横向分配梁呈一字型布置，在永久性护筒间增设次肋，主肋次肋将混凝土板由单向板升级为双向板。
配置垫层混凝土底模；
在一可选的实施例中，垫层混凝土厚度宜为20-30cm，由于此部分荷载较小，在主肋腹板上焊接小型钢并铺设方木竹胶板，竹胶板顶面须与主、次肋顶面齐平。
绑扎钢筋；
在一可选的实施例中，双向板即进行双向配筋，根据首次浇筑层厚计算。在主肋位置配置弯起钢筋,在护筒周围布置剪力板增加板与护筒之间约束。
浇筑钢筋砼薄板；
其中，混凝土板浇筑完成后进行主体钢筋绑扎作业，钢筋一次绑扎成型，分层浇筑。
对承台进行分层浇筑；
在一可选的实施例中，承台钢筋绑扎到位，一次立模，两次浇筑成型。首次浇筑后，及时凿毛，第二次浇筑用高压水枪将垃圾碎屑冲洗干净。
S2.2在山堑处采用钢筋砼薄板进行施工；
搭设悬臂支架；
其中，对于只能采用人工挖孔的墩位，往往落地支架难以搭设，该类承台采用悬臂支架施工，在桩基浇筑时预埋后锚点，后锚点采用小管桩。
对梁板的主、次肋框架进行制安；
配置垫层混凝土底模；
灌入与承台同等标号的混凝土，借鉴平行式挂篮结构特征，根据混凝土浇筑方量计算所需主桁、主梁。
绑扎钢筋；
浇筑钢筋砼薄板；
对承台进行分层浇筑；
其中，钢筋混凝土板与主肋间用塑料薄模隔开，并在主肋下设置垫块，以便拆除，永久护筒外设置抗剪键、增强梁板抗剪性，在梁板主肋位置配置适当弯起钢筋。
S3、承台底层砼等强形成深梁，深梁承载顶层承台砼浇筑。
该工法还包括质量控制措施，质量控制措施包括：
梁板主肋次肋结合处应刨平顶紧再施以对接焊缝，主肋次肋水平高差不超过2mm；
钢筋混凝土板厚度允许偏差5mm，采用立模高度控制；
主筋保护层偏差±5mm，保证每平方米同标号垫块数量不小于4个；
混凝土强度不低于设计强度。
还设置有安全措施，安全措施包括：在砼板面四周设置沉降观测点，观测混凝土浇筑过程中板的变形；高边坡上下交叉作业时，设置警戒隔离带，并派专人巡视。
在施工过程中，施工现场垃圾渣土需要及时清理出现场，利用该种方法减少半填半挖坡开挖方量，采用钢量更少、木材消耗更少的施工方法，降低能耗，有效缓解运输压力，节能减排；在一可选的实施例中，钢筋砼薄板底模法与梁式支架法相比，分配梁及木方使用数量降低，虽增加配筋，总体钢材用量减少18%，方木用量减少60%，经济效益提升20%，单个大体积承台节省底模材料费用11.71万元，减少大量焊接工作，节能环保效益明显。
在一可选的实施例中，主线牛栏江特大桥上跨牛栏江，为跨 V 型深谷桥梁，谷深达到 90 米，桥梁孔跨主跨布置为（95m+178m+95m），左右线分离式布置，桥梁宽度为12.5米。其中主桥上部结构为预应力混凝土变高连续刚构箱梁，下部结构桥墩采用箱型薄壁墩、承台桩基础；引桥上部结构为现浇连续箱梁，下部结构采用桩柱式桥墩，桥台采用桩柱式桥台、桩基础。 左、右线2#墩共计2个承台，承台尺寸均为16.3×15.7×5.5m，混凝土标号为C30，单个承台所需混凝土1407.5m³。右幅3#墩承台尺寸7.6×7.6×2.8m，承台方量161.7m³，两墩均为裸岩高桩承台，岩面陡峭，倾角可达60°。3#墩承台为半悬臂半开挖式，采用悬臂支架配合钢筋砼薄板底模法施工，减少了土石方开挖量。
本申请实施例的实施原理为：钢筋砼薄板单元抗弯性能强，本方案由砼板适配钢筋承担上部荷载；由于钢筋砼薄板底模使得支架体系轻量化，则用来浇筑钢筋砼薄板底模支架仅承受钢筋砼薄板荷载，荷载小，结构简单轻便；且钢筋砼薄板施工用的支架材料利用率高，利用原钻孔平台型钢分配梁作为受力骨架，施工组织简单，造价降低；在半挖半悬臂山堑地段，钢筋砼薄板能显著减少平台场地土石方开挖量；本方法适用于带有钻孔平台的大体积高桩承台分次浇筑施工，以及适用于山区陡坡无法架设落地支架的高桩承台施工，实现了山区陡坡高桩承台施工支架设计轻量化，解决了高桩承台支架搭设资源投入成本过高的难题。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于，包括步骤：
以原有钻孔平台或山堑为骨架浇筑钢筋砼薄板；
以钢筋砼薄板代替承台浇筑底模结构；
承台底层砼等强形成深梁，深梁承载顶层承台砼浇筑；
其中，所述钢筋砼薄板主要设置在半挖半悬臂山堑底端，所述钢筋砼薄板用于减少平台场地上石土开挖量。
2.根据权利要求1所述的高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于：所述以原有钻孔平台或山堑为骨架浇筑钢筋砼薄板，包括步骤：
按照四边简支双向板计算承台高度；
得到首次钢筋砼薄板首次浇灌高度；
根据原有钻孔平台或山堑为骨架得到最大计算跨径，并选择计算宽度；
计算载荷值并计算最大弯矩；
对待浇筑的钢筋砼薄板进行设计；
对不同材料制成的底模结构计算强度数据并对比。
3.根据权利要求2所述的高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于：所述对待浇筑的钢筋砼薄板进行设计，包括步骤：
确定所使用钢筋的间距长度、强度数据，以及直径尺寸；
确定钢筋砼薄板的设计高度以及保护层厚度；
计算钢筋砼薄板截面有效高度；
计算钢筋砼薄板截面受压区高度；
计算并比较钢筋砼薄板内的钢筋是否超筋；
计算最小配筋率并与实际配筋率对比；
对钢筋砼薄板的抗弯承载力进行复核。
4.根据权利要求3所述的高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于：所述计算钢筋砼薄板截面受压区高度，包括：根据钢筋强度设计值、钢筋截面积、混凝土强度设计值，以及钢筋砼薄板宽度计算钢筋砼薄板截面受压区高度；其中，涉及到宽度相关的数值，宽度取1米。
5.根据权利要求3所述的高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于：所述对钢筋砼薄板的抗弯承载力进行复核，包括：确认安全系数，当安全系数达到2时，满足需求。
6.根据权利要求2所述的高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于：所述对不同材料制成的底模结构计算强度数据并对比，包括步骤：
采用其他分配梁作为底模支架；
以多跨连续梁设计分配梁间距；
确定其他分配梁的载荷以及抗弯承载力；
确认其他分配梁的弯曲应力；
在安全系数范围内确认允许应力；
计算达到同样承载能力时，采用钢筋砼薄板的钢筋用量和材料成本。
7.根据权利要求1所述的高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于：所述以钢筋砼薄板代替承台浇筑底模结构，包括步骤：
在落地支架上采用钢筋砼薄板进行施工；
拆除钻孔平台上部结构；
对梁板的主、次肋框架进行制安；
配置垫层混凝土底模；
绑扎钢筋；
浇筑钢筋砼薄板；
对承台进行分层浇筑。
8.根据权利要求1所述的高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于：所述以钢筋砼薄板代替承台浇筑底模结构，包括步骤：
在山堑处采用钢筋砼薄板进行施工；
搭设悬臂支架；
对梁板的主、次肋框架进行制安；
配置垫层混凝土底模；
绑扎钢筋；
浇筑钢筋砼薄板；
对承台进行分层浇筑。
9.根据权利要求7所述的高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于：承台位于钻孔平台面以下时拆除钻孔平台上部结构，拆除贝雷梁承重结构及桥面系，管桩拆至桩顶标高，保留桩顶分配梁用作梁板主肋；
一字型布置横向分配梁，在永久性护筒间增设次肋，主肋次肋将混凝土板设置为双向板；
垫层混凝土厚度为20-30cm，在主肋腹板上焊接小型钢并铺设方木竹胶板，竹胶板顶面须与主、次肋顶面齐平；
进行双向板双向配筋，在护筒周围布置剪力板增加板与护筒之间约束；
主体钢筋绑扎，一次立模，两次浇筑成型，分层浇筑。
10.根据权利要求8所述的高桩承台钢筋砼薄板底模施工方法，其特征在于：在桩基浇筑时预埋后锚点，后锚点采用小管桩；
灌入与承台同等标号的混凝土，借鉴平行式挂篮结构特征，根据混凝土浇筑方量计算所需主桁、主梁；
一字型布置横向分配梁，在永久性护筒间增设次肋，主肋次肋将混凝土板设置为双向板，梁板主肋位置配置适当弯起钢筋；
钢筋混凝土板与主肋间用塑料薄模隔开，并在主肋下设置垫块；
垫层混凝土厚度为20-30cm，在主肋腹板上焊接小型钢并铺设方木竹胶板，竹胶板顶面须与主、次肋顶面齐平；
进行双向板双向配筋，在护筒周围布置剪力板增加板与护筒之间约束；
护筒外设置抗剪键；
主体钢筋绑扎，一次立模，两次浇筑成型，分层浇筑。
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