CN204000844U - 基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，包括由上至下开挖形成的上部开挖孔段、支撑于上部开挖孔段内的孔内支撑架和采用水磨钻由上至下分段钻成的下部钻孔段，上部开挖孔段和下部钻孔段均呈竖直向布设且二者形成钻孔桩的桩孔；上部开挖孔段的内壁上设置有一层混凝土护壁或砂浆护壁；上部开挖孔段的深度与钻孔桩所处位置处软土层的厚度相同；上部开挖孔段的横截面形状为圆形；下部钻孔段的内壁由多个沿圆周方向布设的半圆形侧壁组成；下部钻孔段由上至下分为多个钻孔节段。本实用新型结构设计合理、施工方便且施工效果好、施工过程对外界干扰小，能简便、快速对临近既有铁路线钻孔桩进行成孔施工，且施工过程安全。
Description
技术领域
本实用新型属于钻孔桩成孔施工技术领域，具体涉及一种基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构。
背景技术
黄(陵)韩(城)侯(马)铁路北塬至芝阳段左线沙家河4号大桥的全长为442.1m。如图1、图2所示，所述沙家河4号大桥为所施工桥梁1，该桥横跨河流8(即沙家河)并与既有隧道2(具体是北塬隧道左线)的进口相连，位于R＝600m的曲线和R＝800m的缓和曲线上。所述沙家河4号大桥的全桥孔跨布置有13孔长度32m的预应力混凝土梁。其中，所述沙家河4号大桥的第一桥台7位于既有铁路线3的既有桥台锥坡4上，第一桥台7的承台基础靠既有铁路线3的一侧距既有铁路线3桥台侧壁的最小距离为5.34m，桥台锥坡4处原地面标高为704.537m，第一桥台7的承台底标高为696.58m且其承台高度为2.5m，第一桥台7的承台下方为钻孔桩基础，且该钻孔桩基础采用8根直径为Φ125cm的钻孔桩5。所述沙家河4号大桥的1#桥墩的承台靠既有铁路线3的一侧距既有铁路线3桥台侧壁的最小距离为18.08m。所述沙家河4号大桥的2#桥墩的承台靠既有铁路线3的一侧距既有铁路线3桥台侧壁的最小距离为23.63m，另外2#桥墩的承台距离另一侧的区民居住区6(即李家河村民房屋)仅20m。所述既有铁路线3的一侧为所施工桥梁1且其另一侧为既有道路9。这样，实际施工时，由于第一桥台7、1#桥墩和2#桥墩距离既有铁路线3均在30m范围内，因而第一桥台7、1#桥墩和2#桥墩的施工过程均为营业线施工；并且，第一桥台7、1#桥墩和2#桥墩的桩基均为钻孔桩5，所施工区域原地面以下3m～5m范围为砂质黄土和黏质黄土，原地面5m～16.5m以下为砂岩、砂岩夹泥岩。也就是说，第一桥台7、1#桥墩和2#桥墩墩位处的工程地质情况如下，设计桩底标高以上5m～16.5m米范围为砂岩、砂岩夹泥岩，桩底16.5m以上部位到原地面范围以砂质黄土为主且以黏质黄土为辅(即软土层)。
现如今，进行钻孔桩成孔施工时，通常采用钻爆成孔工艺或冲击钻等大型钻孔设备进行成孔施工。其中，采用钻爆成孔工艺进行钻孔桩成孔施工时，对既有铁路线3的运营安全和区民居住区6的居民房屋均存在安全隐患；而采用冲击钻等大型钻孔设备进行成孔施工时，不仅作业空间有限，而且因冲击钻振动影响对居民房屋和既有铁路线3的运营也存在安全隐患。因而，第一桥台7、1#桥墩和2#桥墩的钻孔桩成孔施工难度非常大，采用钻爆成孔工艺或冲击钻等大型钻孔设备进行成孔施工时，既无法满足既有铁路线3的运营安全要求，并且成孔过程中均存在噪音和振动，外界施工干扰因素较多。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其结构设计合理、施工方便且施工效果好、施工过程对外界干扰小，能简便、快速对临近既有铁路线钻孔桩进行成孔施工，并且施工过程安全。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征在于：包括由上至下开挖形成的上部开挖孔段、支撑于上部开挖孔段内的孔内支撑架和采用水磨钻由上至下分段钻成的下部钻孔段，所述上部开挖孔段和下部钻孔段均呈竖直向布设，所述上部开挖孔段位于下部钻孔段的正上方且二者连通形成钻孔桩的桩孔，所述钻孔桩距既有铁路线的距离小于30m，所述钻孔桩的横截面为圆形；所述上部开挖孔段的内壁上设置有一层混凝土护壁或砂浆护壁；所述上部开挖孔段的深度为H1，其中H1为所施工钻孔桩所处位置处软土层的厚度；所述下部钻孔段的深度H2＝L-H1，其中L为所施工钻孔桩的桩长；所述下部钻孔段的内壁由多个沿圆周方向布设的半圆形侧壁连接而成，多个所述半圆形侧壁所在圆周线的半径均为r，多个所述半圆形侧壁所在圆周线的圆心均位于同一圆周线C上，所述圆周线C的直径与所施工钻孔桩的桩径相同；所述上部开挖孔段的横截面形状为圆形，所述上部开挖孔段的孔径不小于L1，其中L1＝D+2r，D为所施工钻孔桩的桩径；所述下部钻孔段由上至下分为多个钻孔节段，每个所述钻孔节段的高度均为0.5m～0.8m。
上述基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征是：所施工钻孔桩的桩径D＝Φ220cm～Φ280cm，r＝12cm～18cm。
上述基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征是：所述孔内支撑架包括多道纵向支撑杆和将多道所述纵向支撑杆紧固连接为一体的横向支撑杆，多道所述纵向支撑杆均呈平行布设，所述横向支撑杆与纵向支撑杆呈垂直布设；所述横向支撑杆与多道所述纵向支撑杆均布设在同一水平面上，所述横向支撑杆和纵向支撑杆的两端均支顶在上部开挖孔段的内侧壁上。
上述基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征是：所述纵向支撑杆包括螺纹套筒和同轴安装在所述螺纹套筒内前后两端的螺纹杆。
上述基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征是：所述横向支撑杆的数量为一道，所述纵向支撑杆的数量为两道。
上述基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征是：多个所述钻孔节段的高度均相同。
上述基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征是：所述钻孔节段的高度为0.6m。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且投入施工成本较低。
2、上部开挖孔段采用风镐、铁锹进行人工开挖，开挖速度快且成孔质量能得到保证，并且开挖过程中对所开挖孔壁进行混凝土护壁，能有效保证施工安全和成孔质量。同时，所采用的孔内支撑架结构简单、设计合理且拆装方便，支撑效果好。
3、下部钻孔段的施工进度较快且施工质量好，施工作业空间小，并且施工过程中对周侧居民房屋和既有铁路线的运营影响较小，成孔过程中产生的噪音和振动均较小。实际对下部钻孔段进行钻孔时，采用水磨钻由上至下分多个所述钻孔节段进行钻取。对各钻孔节段进行钻取时，先周边后中间，具体是采用水磨钻先沿所施工钻孔桩的周边环向钻取钻芯，再对中间岩体进行破碎后，进行出渣作业。
4、施工方便、成孔施工进度较快且施工效果好，施工过程中对周侧居民房屋和既有铁路线的运营影响较小，对外界干扰小，施工过程安全、可靠。水磨钻钻孔具有机具设备简单、施工操作方便、占用场地小、无泥浆排出、施工质量可靠等特点，与人工挖孔桩(爆破)和冲击钻成孔相比减少了对周围设施的振动，特别适用于离居民房、铁路、公路较近的桩基施工。
综上所述，本实用新型结构设计合理、施工方便且施工效果好、施工过程对外界干扰小，能简便、快速对临近既有铁路线钻孔桩进行成孔施工，并且施工过程安全。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型所施工钻孔桩的施工位置示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本实用新型的结构示意图。
图4为图3的俯视图。
附图标记说明:
1—所施工桥梁； 1-1—上部开挖孔段； 2—既有隧道；
2-1—下部钻孔段； 3—既有铁路线； 4—桥台锥坡；
4-1—混凝土护壁； 5—钻孔桩； 5-1—横向支撑杆；
5-2—纵向支撑杆； 6—区民居住区； 7—第一桥台；
8—河流； 9—既有道路； 10—桩孔。
具体实施方式
如图3、图4所示，本实用新型包括由上至下开挖形成的上部开挖孔段1-1、支撑于上部开挖孔段1-1内的孔内支撑架和采用水磨钻由上至下分段钻成的下部钻孔段2-1，所述上部开挖孔段1-1和下部钻孔段2-1均呈竖直向布设，所述上部开挖孔段1-1位于下部钻孔段2-1的正上方且二者连通形成钻孔桩5的桩孔10，所述钻孔桩5距既有铁路线3的距离小于30m，所述钻孔桩5的横截面为圆形。所述上部开挖孔段1-1的内壁上设置有一层混凝土护壁4-1或砂浆护壁。所述上部开挖孔段1-1的深度为H1，其中H1为所施工钻孔桩5所处位置处软土层的厚度。所述下部钻孔段2-1的深度H2＝L-H1，其中L为所施工钻孔桩5的桩长。所述下部钻孔段2-1的内壁由多个沿圆周方向布设的半圆形侧壁连接而成，多个所述半圆形侧壁所在圆周线的半径均为r，多个所述半圆形侧壁所在圆周线的圆心均位于同一圆周线C上，所述圆周线C的直径与所施工钻孔桩5的桩径相同。所述上部开挖孔段1-1的横截面形状为圆形，所述上部开挖孔段1-1的孔径不小于L1，其中L1＝D+2r，D为所施工钻孔桩5的桩径。所述下部钻孔段2-1由上至下分为多个钻孔节段，每个所述钻孔节段的高度均为0.5m～0.8m。
本实施例中，所施工钻孔桩5为图1和图2中所述第一桥台7、1#桥墩和2#桥墩下方的钻孔桩。
本实施例中，所述上部开挖孔段1-1的内壁上设置有一层混凝土护壁4-1。
本实施例中，所述软土层为黄土层。
实际施工时，所施工钻孔桩5的桩径D＝Φ220cm～Φ280cm，r＝12cm～18cm。本实施例中，所施工钻孔桩5的桩径D＝Φ250cm，r＝15cm。具体施工时，可以根据所施工钻孔桩5的桩径对r的取值大小进行相应调整，其中r为所述水磨钻所钻取岩芯的半径。
本实施例中，所述孔内支撑架包括多道纵向支撑杆5-2和将多道所述纵向支撑杆5-2紧固连接为一体的横向支撑杆5-1，多道所述纵向支撑杆5-2均呈平行布设，所述横向支撑杆5-1与纵向支撑杆5-2呈垂直布设。所述横向支撑杆5-1与多道所述纵向支撑杆5-2均布设在同一水平面上，所述横向支撑杆5-1和纵向支撑杆5-2的两端均支顶在上部开挖孔段1-1的内侧壁上。
本实施例中，所述纵向支撑杆5-2包括螺纹套筒和同轴安装在所述螺纹套筒内前后两端的螺纹杆。并且，所述横向支撑杆5-1的数量为一道，所述纵向支撑杆5-2的数量为两道。
实际施工时，可以根据具体需要，对横向支撑杆5-1和纵向支撑杆5-2的数量进行相应调整。
本实施例中，多个所述钻孔节段的高度均相同。并且，所述钻孔节段的高度为0.6m。实际施工时，可以根据具体需要，对所述钻孔节段的高度进行相应调整。
本实施例中，所述钻孔桩5的桩长L＝16.5m，所述上部开挖孔段1-1的深度H1＝5.7m，所述下部钻孔段2-1的深度H2＝10.8m。
实际施工时，对上部开挖孔段1-1进行开挖时，采用风镐、铁锹进行人工开挖。对下部钻孔段2-1进行钻孔时，采用水磨钻由上至下分多个所述钻孔节段进行钻取。其中，对任一个所述钻孔节段进行钻取时，先周边后中间，具体是采用水磨钻先沿所施工钻孔桩5的周边环向钻取钻芯，再对中间岩体进行破碎后，采用卷扬机等提升设备进行出渣作业。
对上部开挖孔段1-1进行开挖时，每开挖60cm～80cm进行一次混凝土护壁施工，以加强周围岩体稳定性，确保桩孔安全、不塌孔。对下部钻孔段2-1进行钻孔时，无需进行护壁施工。采用水磨钻由上至下分多个所述钻孔节段对下部钻孔段2-1进行钻孔时，具有成孔规则、不爆破、对孔壁扰动小等优点。对各钻孔节段进行施工时，采用水磨钻在在孔内沿护壁方向钻取周边岩芯，周边钻取贯通后松动、破碎中间岩体，随即出渣。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征在于：包括由上至下开挖形成的上部开挖孔段(1-1)、支撑于上部开挖孔段(1-1)内的孔内支撑架和采用水磨钻由上至下分段钻成的下部钻孔段(2-1)，所述上部开挖孔段(1-1)和下部钻孔段(2-1)均呈竖直向布设，所述上部开挖孔段(1-1)位于下部钻孔段(2-1)的正上方且二者连通形成钻孔桩(5)的桩孔(10)，所述钻孔桩(5)距既有铁路线(3)的距离小于30m，所述钻孔桩(5)的横截面为圆形；所述上部开挖孔段(1-1)的内壁上设置有一层混凝土护壁(4-1)或砂浆护壁；所述上部开挖孔段(1-1)的深度为H1，其中H1为所施工钻孔桩(5)所处位置处软土层的厚度；所述下部钻孔段(2-1)的深度H2＝L-H1，其中L为所施工钻孔桩(5)的桩长；所述下部钻孔段(2-1)的内壁由多个沿圆周方向布设的半圆形侧壁连接而成，多个所述半圆形侧壁所在圆周线的半径均为r，多个所述半圆形侧壁所在圆周线的圆心均位于同一圆周线C上，所述圆周线C的直径与所施工钻孔桩(5)的桩径相同；所述上部开挖孔段(1-1)的横截面形状为圆形，所述上部开挖孔段(1-1)的孔径不小于L1，其中L1＝D+2r，D为所施工钻孔桩(5)的桩径；所述下部钻孔段(2-1)由上至下分为多个钻孔节段，每个所述钻孔节段的高度均为0.5m～0.8m。
2.按照权利要求1所述的基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征在于：所施工钻孔桩(5)的桩径D＝Φ220cm～Φ280cm，r＝12cm～18cm。
3.按照权利要求1或2所述的基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征在于：所述孔内支撑架包括多道纵向支撑杆(5-2)和将多道所述纵向支撑杆(5-2)紧固连接为一体的横向支撑杆(5-1)，多道所述纵向支撑杆(5-2)均呈平行布设，所述横向支撑杆(5-1)与纵向支撑杆(5-2)呈垂直布设；所述横向支撑杆(5-1)与多道所述纵向支撑杆(5-2)均布设在同一水平面上，所述横向支撑杆(5-1)和纵向支撑杆(5-2)的两端均支顶在上部开挖孔段(1-1)的内侧壁上。
4.按照权利要求3所述的基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征在于：所述纵向支撑杆(5-2)包括螺纹套筒和同轴安装在所述螺纹套筒内前后两端的螺纹杆。
5.按照权利要求3所述的基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征在于：所述横向支撑杆(5-1)的数量为一道，所述纵向支撑杆(5-2)的数量为两道。
6.按照权利要求1或2所述的基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征在于：多个所述钻孔节段的高度均相同。
7.按照权利要求6所述的基于水磨钻的临近既有铁路线钻孔桩成孔施工结构，其特征在于：所述钻孔节段的高度为0.6m。
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