桥梁主墩承台基坑支护结构及其施工方法
技术领域
本申请涉及建筑施工领域,尤其是涉及一种桥梁主墩承台基坑支护结构及其施工方法。
背景技术
桥梁主墩承台是支承桥跨结构并将恒载和车辆活载传至地基的建筑结构,桥梁主墩承台安装在桥梁主墩的底部。由于桥梁主墩承台一般是浇注在河床的水域位置,为了方便建筑施工,一般需要通过基坑支护结构在水域上围成一个封闭的区域,封闭区域内的水和淤泥被清理后形成桥梁主墩承台基坑,基坑支护结构主要是由多个混凝土桩或钢板桩相互咬合衔接后形成,以钢板桩的结构为例,多个相互衔接后的钢板桩形成基坑支护墙,基坑支护墙首尾连接形成封闭区域,封闭区域内挖掘施工即可形成桥梁主墩承台基坑,基坑支护墙的主要作用是阻隔外界水域的水流以及淤泥,因此,实际施工时,对钢板桩的衔接密封性以及密封强度要求很高。
为了提高基坑支护墙的密封性,一些钢板桩带有相互咬合的密封结构,例如,授权公告号为CN109853521B的中国专利,提出了一种无级调幅接头式钢板桩装置,其包括左半幅钢板桩和右半幅钢板桩,左半幅钢板桩与右半幅钢板桩宽度相等;所述左半幅钢板桩宽度方向的一侧,在其长度方向上设置有滑槽;滑槽的宽度能保证右半幅钢板桩***滑槽;左半幅钢板桩和右半幅钢板桩构成能调节宽度的无级调幅接头式钢板桩。
针对上述中的相关技术,发明人认为存在有以下缺陷:相互咬合的钢板桩在衔接时,存在密封性不高的问题,特别是基坑拐角处的钢板桩在衔接时,很容易存在拼接缝隙,导致基坑的壁面渗水。
发明内容
为了改善钢板桩衔接密封性的问题,本申请提供一种桥梁主墩承台基坑支护结构及其施工方法。
第一方面,本申请提供一种桥梁主墩承台基坑支护结构,采用如下的技术方案:
桥梁主墩承台基坑支护结构,包括多个相互衔接的钢板桩,相互衔接的钢板桩形成基坑支护墙,所述钢板桩包括钢板桩主体,设置在钢板桩主体一侧的第一密封衔接组件以及设置在所述钢板桩主体另一侧的第二密封衔接组件,基坑支护墙成型时,相邻的两个钢板桩主体反向扣合,钢板桩主体的第一密封衔接组件与相邻钢板桩主体的第二密封衔接组件相互咬合。
通过采用上述技术方案,多个衔接后的钢板桩组成密封性的基坑支护墙,基坑支护墙设置在桥梁主墩承台基坑的壁面处起到基坑壁面加强以及防渗的作用。
可选的,所述第一密封衔接组件包括与所述钢板桩主体连接的第一弧形衔接板,安装在第一弧形衔接板外侧的两个第一限位凸楞以及设置在第一弧形衔接板端部的第一卡接板,两个所述第一限位凸楞之间形成第一卡接槽。
通过采用上述技术方案,第一弧形衔接板与钢板桩主体一体成型,保证了整体的强度,第一弧形衔接板为弧形结构,方便扣合安装。
可选的,所述第二密封衔接组件包括与所述钢板桩主体连接的第二弧形衔接板,安装在第二弧形衔接板外侧的两个第二限位凸楞以及设置在第二弧形衔接板端部的第二卡接板,两个所述第二限位凸楞之间形成第二卡接槽。
通过采用上述技术方案,第二弧形衔接板与钢板桩主体一体成型,保证了整体的强度,第二弧形衔接板为弧形结构,方便扣合安装。
可选的,所述相邻的两个钢板桩主体衔接时,钢板桩主体一侧的第一弧形衔接板与相邻钢板桩主体一侧的第二弧形衔接板反向扣合,第一弧形衔接板端部的第一卡接板***到第二弧形衔接板外侧的第二卡接槽内,同理,第二弧形衔接板端部的第二卡接板***到另一侧钢板桩主体的第一弧形衔接板的第一卡接槽内;
另外,第一弧形衔接板和所述第二弧形衔接板的扣合处设有密封胶条,密封胶条的周面与所述第一弧形衔接板、第二弧形衔接板的内壁接触。
通过采用上述技术方案,相邻的钢板桩主体衔接时,相互扣合的第一弧形衔接板和第二弧形衔接板对钢板桩主体的衔接位置进行固定的同时,也起到了初步密封效果,扣合后的第一弧形衔接板通过第一卡接板与第二卡接槽的配合进行限位固定,同理,扣合后的第二弧形衔接板通过第二卡接板与第一卡接槽的配合进行限位固定,被限位后的第一弧形衔接板、第二弧形衔接板围成了封闭的区域,既保证了衔接的密封性,同时也保证了衔接的强度,在钢板桩主体受到挤压力时,第一弧形衔接板、第二弧形衔接板衔接位置不易松脱,另外,在该封闭的区域内进一步安装密封胶条,密封胶条对第一弧形衔接板、第二弧形衔接板的衔接区域进行进一步密封,防止第一弧形衔接板、第二弧形衔接板的衔接位置渗水。
可选的,基坑内拐角处的两个钢板桩之间通过拐角衔接组件密封连接,拐角衔接组件包括拐角衔接板,设置在拐角衔接板外侧的保护壳,连接在拐角衔接板和保护壳之间的多个加强筋;
所述拐角衔接板上设有第一弧形衔接卡槽和第二弧形衔接卡槽,第一弧形衔接卡槽与基坑支护墙端部钢板桩的第一弧形衔接板对应,所述第二弧形衔接卡槽与基坑支护墙端部钢板桩的第二弧形衔接板对应;
所述拐角衔接板的两侧分别设有第一限位板和第二限位板,第一限位板与基坑支护墙端部钢板桩的第一卡接槽对应,所述第二限位板与基坑支护墙端部钢板桩的第二卡接槽对应。
通过采用上述技术方案,拐角衔接板主要是对桥梁主墩承台基坑拐角处两个钢板桩起到密封衔接的作用,密封衔接时,拐角衔接板一侧的钢板桩上的第一弧形衔接板由第一弧形衔接卡槽的顶部***到第一弧形衔接卡槽内,同时,拐角衔接板上的第一限位板***到第一弧形衔接板的第一卡接槽内,此时,第一弧形衔接板与第一弧形衔接卡槽相互咬合,第一限位板与第一卡接槽相互咬合;
同理,拐角衔接板另一侧的钢板桩上的第二弧形衔接板由第二弧形衔接卡槽的顶部***到第二弧形衔接卡槽内,同时,拐角衔接板上的第二限位板***到第二弧形衔接板的第二卡接槽内,此时,第二弧形衔接板与第二弧形衔接卡槽相互咬合,第二限位板与第二卡接槽相互咬合,拐角衔接板用于衔接两个垂直的基坑支护墙,保证两个基坑支护墙端部钢板桩连接的密封性和强度,抗渗效果好。
可选的,所述基坑支护墙的内壁上安装有防撞墙组件,防撞墙组件包括多个相互衔接的防撞墙模板,防撞墙模板的一侧设有第一咬合板,防撞墙模板的另一侧设有第二咬合板,组装时,防撞墙模板的第一咬合板与相邻防撞墙模板的第二咬合板拼接,第一咬合板、第二咬合板的拼接处通过锚固螺栓固定连接,所述防撞墙模板通过锚固螺栓与所述钢板桩主体固定连接。
通过采用上述技术方案,防撞墙组件固定安装在基坑支护墙的壁面上,对基坑支护墙起到保护、密封的作用,防撞墙组件同时可以保证基坑支护墙壁面的整洁度,方便在桥梁主墩承台基坑内部施工。而且,防撞墙组件的各个防撞墙模板之间通过第一咬合板、第二咬合板相互衔接,防撞墙模板衔接方便且便于拆装。
第二方面,本申请提供一种桥梁主墩承台基坑支护结构的施工方法,采用如下的步骤:
S1、将钢板桩布设在桥梁主墩承台基坑的内壁位置处;
S2、通过打桩机将钢板桩的底部端头压入到桥梁主墩承台基坑的地基内,相邻的钢板桩之间相互咬合、衔接,衔接后的钢板桩形成基坑支护墙;
S3、在桥梁主墩承台基坑的拐角处安装拐角衔接组件,拐角衔接组件与其两侧基坑支护墙端部的钢板桩密封衔接;
S4、在基坑支护墙的内壁上固定安装防撞墙模板,相邻的防撞墙模板之间密封衔接。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:1、该结构的相邻钢板桩衔接时,相互扣合的第一弧形衔接板和第二弧形衔接板对钢板桩主体的衔接位置进行固定的同时,也起到了初步密封效果,扣合后的第一弧形衔接板通过第一卡接板与第二卡接槽的配合进行限位固定,第二弧形衔接板通过第二卡接板与第一卡接槽的配合进行限位固定,被限位后的第一弧形衔接板、第二弧形衔接板围成了封闭的区域,既保证了衔接的密封性,同时也保证了衔接的强度,在钢板桩主体受到挤压力时,第一弧形衔接板、第二弧形衔接板衔接位置不易松脱;
2、桥梁主墩承台基坑拐角处,两个垂直的基坑支护墙通过拐角衔接板密封衔接,拐角衔接板保证了两个基坑支护墙端部钢板桩连接的密封性和强度,抗渗效果好。
附图说明
图1为本申请的结构示意图;
图2为本申请的局部安装结构示意图;
图3为本申请围成桥梁主墩承台基坑后的结构示意图;
图4为本申请相邻钢板桩的组装示意图;
图5为本申请相邻钢板桩组装时的俯视示意图;
图6为本申请相邻钢板桩组装后的俯视示意图;
图7为本申请钢板桩与拐角衔接组件的组装示意图;
图8为本申请钢板桩与拐角衔接组件连接后的俯视示意图。
附图标记说明:1、钢板桩;11、钢板桩主体;12、第一弧形衔接板;13、第一限位凸楞;14、第一卡接板;15、第一卡接槽;16、第二弧形衔接板;17、第二限位凸楞;18、第二卡接板;19、第二卡接槽;110、密封胶条;
2、基坑支护墙;3、桥梁主墩承台基坑;4、拐角衔接组件;41、拐角衔接板;42、保护壳;43、加强筋;44、第一弧形衔接卡槽;45、第二弧形衔接卡槽;46、第一限位板;47、第二限位板;
5、防撞墙组件;50、防撞墙模板;51、第一咬合板;52、第二咬合板;53、锚固螺栓。
具体实施方式
以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开了一种桥梁主墩承台基坑支护结构。参照图1、图2,图3,一种桥梁主墩承台基坑支护结构包括多个相互衔接的钢板桩1,钢板桩1的底部压入到施工区域的地基内,相互衔接的钢板桩1形成基坑支护墙2,多个基坑支护墙2围成密闭的环形区域,环形区域内挖掘施工即可形成桥梁主墩承台基坑3,基坑支护墙2设置在桥梁主墩承台基坑3的壁面处起到基坑壁面加强以及防渗的作用。
参照图4,图5,图6,其中,钢板桩1包括钢板桩主体11,设置在钢板桩主体11一侧的第一密封衔接组件以及设置在钢板桩主体11另一侧的第二密封衔接组件,基坑支护墙2成型时,相邻的两个钢板桩主体11反向扣合,钢板桩主体11的第一密封衔接组件与相邻钢板桩主体11的第二密封衔接组件相互咬合。
进一步,第一密封衔接组件包括与钢板桩主体11连接的第一弧形衔接板12,安装在第一弧形衔接板12外侧的两个第一限位凸楞13以及设置在第一弧形衔接板12端部的第一卡接板14,两个第一限位凸楞13之间形成第一卡接槽15,其中,第一弧形衔接板12与钢板桩主体11一体成型,保证了整体的强度,第一弧形衔接板12为弧形结构,方便扣合安装。
另外,第二密封衔接组件包括与钢板桩主体11连接的第二弧形衔接板16,安装在第二弧形衔接板16外侧的两个第二限位凸楞17以及设置在第二弧形衔接板16端部的第二卡接板18,两个第二限位凸楞17之间形成第二卡接槽19,其中,第二弧形衔接板16与钢板桩主体11一体成型,保证了整体的强度,第二弧形衔接板16为弧形结构,方便扣合安装。
基坑支护墙2的相邻两个钢板桩主体11衔接时,两个相邻的钢板桩主体11反向设置,钢板桩主体11一侧的第一弧形衔接板12与相邻钢板桩主体11一侧的第二弧形衔接板16反向扣合,第一弧形衔接板12端部的第一卡接板14***到第二弧形衔接板16外侧的第二卡接槽19内,同理,第二弧形衔接板16端部的第二卡接板18***到另一侧钢板桩主体11的第一弧形衔接板12的第一卡接槽15内;
相互扣合的第一弧形衔接板12和第二弧形衔接板16对钢板桩主体11的衔接位置进行固定的同时,也起到了初步密封效果,扣合后的第一弧形衔接板12通过第一卡接板14与第二卡接槽19的配合进行限位固定,同理,扣合后的第二弧形衔接板16通过第二卡接板18与第一卡接槽15的配合进行限位固定,被限位后的第一弧形衔接板12、第二弧形衔接板16围成了封闭的区域,既保证了衔接的密封性,同时也保证了衔接的强度,在钢板桩主体11受到外部泥土的挤压力时,第一弧形衔接板12、第二弧形衔接板16的衔接位置不易松脱,另外,为了进一步提高衔接的密封性,第一弧形衔接板12和第二弧形衔接板16的扣合处设有密封胶条110,密封胶条110位于第一弧形衔接板12、第二弧形衔接板16围成的封闭区域内,密封胶条110的周面被扣合后的第一弧形衔接板12、第二弧形衔接板16挤压,密封胶条110对第一弧形衔接板12、第二弧形衔接板16的衔接区域进行进一步密封,防止第一弧形衔接板12、第二弧形衔接板16的衔接位置渗水。
按照以上衔接方式,可以适当改变钢板桩1的数量,钢板桩1的数量越多,所形成的基坑支护墙2越长,基坑支护墙2的长度根据施工的桥梁主墩承台基坑3的尺寸来定,一般情况下,桥梁主墩承台基坑3的形状为方形,桥梁主墩承台基坑3的四个壁面处均安装基坑支护墙2,相邻基坑支护墙2的端部靠近桥梁主墩承台基坑3的拐角处,为了保证拐角处相邻基坑支护墙2衔接的密封性,拐角处相邻基坑支护墙2的钢板桩1之间通过拐角衔接组件4密封连接。
参照图7,图8,拐角衔接组件4包括拐角衔接板41,设置在拐角衔接板41外侧的保护壳42,连接在拐角衔接板41和保护壳42之间的多个加强筋43,保护壳42在拐角衔接板41的外侧起到支撑保护的作用。
拐角衔接板41上设有第一弧形衔接卡槽44和第二弧形衔接卡槽45,第一弧形衔接卡槽44与拐角处一个基坑支护墙端部钢板桩1的第一弧形衔接板12对应,第二弧形衔接卡槽45与拐角处另一个基坑支护墙端部钢板桩1的第二弧形衔接板16对应;
另外,拐角衔接板41的两侧分别设有第一限位板46和第二限位板47,第一限位板46与拐角处一个基坑支护墙端部钢板桩1的第一卡接槽15对应,第二限位板47与拐角处另一个基坑支护墙端部钢板桩1的第二卡接槽19对应。
拐角衔接板41主要是对桥梁主墩承台基坑拐角处两个钢板桩1起到密封衔接的作用,密封衔接时,拐角衔接板41一侧的钢板桩1上的第一弧形衔接板12由第一弧形衔接卡槽44的顶部***到第一弧形衔接卡槽44内,同时,拐角衔接板41上的第一限位板46***到第一弧形衔接板12的第一卡接槽15内,此时,第一弧形衔接板12与第一弧形衔接卡槽44相互咬合,第一限位板46与第一卡接槽15相互咬合;
同理,拐角衔接板41另一侧的钢板桩1上的第二弧形衔接板16由第二弧形衔接卡槽45的顶部***到第二弧形衔接卡槽45内,同时,拐角衔接板41上的第二限位板47***到第二弧形衔接板16的第二卡接槽19内,此时,第二弧形衔接板16与第二弧形衔接卡槽45相互咬合,第二限位板47与第二卡接槽19相互咬合,拐角衔接板41用于衔接两个垂直的基坑支护墙2,保证两个基坑支护墙2端部钢板桩1连接的密封性和强度,抗渗效果好。
桥梁主墩承台基坑3内部壁面上的各个基坑支护墙2的端部通过拐角衔接组件4衔接后,围成封闭的方形基坑支护结构,进一步,为了提高基坑支护墙2的密封性、整洁度以及强度,基坑支护墙2的内壁上安装有防撞墙组件5,参照图2,防撞墙组件5包括多个相互衔接的防撞墙模板50,防撞墙模板50的一侧设有第一咬合板51,防撞墙模板50的另一侧设有第二咬合板52,组装时,防撞墙模板5的第一咬合板51与相邻防撞墙模板5的第二咬合板52拼接,第一咬合板51、第二咬合板52的拼接处通过锚固螺栓53固定连接,防撞墙模板52通过锚固螺栓53与钢板桩主体11固定连接。
防撞墙组件5固定安装在基坑支护墙2的壁面上,对基坑支护墙2起到保护、密封的作用,防撞墙组件5同时可以保证基坑支护墙2壁面的整洁度,方便在桥梁主墩承台基坑3内部施工。而且,防撞墙组件5的各个防撞墙模板50之间通过第一咬合板51、第二咬合板52相互衔接,防撞墙模板50衔接方便且便于拆装。
本申请实施例还公开了一种桥梁主墩承台基坑支护结构的施工方法,采用如下的步骤:
S1、将钢板桩1布设在桥梁主墩承台基坑3的内壁位置处;
S2、通过打桩机将钢板桩1的底部端头压入到桥梁主墩承台基坑3的地基内,相邻的钢板桩1之间相互咬合、衔接,相邻的两个钢板桩主体11衔接时,两个相邻的钢板桩主体11反向设置,钢板桩主体11一侧的第一弧形衔接板12与相邻钢板桩主体11一侧的第二弧形衔接板16反向扣合,第一弧形衔接板12端部的第一卡接板14***到第二弧形衔接板16外侧的第二卡接槽19内,同理,第二弧形衔接板16端部的第二卡接板18***到另一侧钢板桩主体11的第一弧形衔接板12的第一卡接槽15内,同时,在第一弧形衔接板12和第二弧形衔接板16的扣合处***密封胶条110,衔接后的钢板桩1形成基坑支护墙2;
S3、在桥梁主墩承台基坑3的拐角处安装拐角衔接组件4,拐角衔接组件4与其两侧基坑支护墙2端部的钢板桩1密封衔接,具体操作时,拐角衔接板41一侧的钢板桩1上的第一弧形衔接板12由第一弧形衔接卡槽44的顶部***到第一弧形衔接卡槽44内,拐角衔接板41上的第一限位板46***到第一弧形衔接板12的第一卡接槽15内;同理,拐角衔接板41另一侧的钢板桩1上的第二弧形衔接板16由第二弧形衔接卡槽45的顶部***到第二弧形衔接卡槽45内,同时,拐角衔接板41上的第二限位板47***到第二弧形衔接板16的第二卡接槽19内;
S4、在基坑支护墙2的内壁上固定安装防撞墙模板50,相邻的防撞墙模板50之间密封衔接,衔接后的防撞墙模板50通过锚固螺栓53与基坑支护墙2的钢板桩主体11固定连接即可。
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。