CN211312225U - 基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构，其特征在于：主要包括钢护筒和钢筋笼以及盖梁，在垂直路基方向向下的路面回填槽，所述路面回填槽的槽底与盖梁底平齐，所述路面回填槽的中间位置垂直向下钻设有桩柱孔，所述桩柱孔内至少安装一节钢护筒；所述钢护筒向下延伸至桩柱孔的下端部；所述钢护筒内放置有钢筋笼；在所述的钢护筒内密实填充有混凝土，混凝土凝固后形成桩柱，所述桩柱的上表面安装用于支持路面的盖梁。本实用新型将建造此桥梁的桩基(系梁)+立柱形式更改为桩柱一体结构进行施工，大大缩短施工周期，在实际施工过程中采用半幅通车，半幅施工的模式，缩短封路时间，降低交通安全隐患。

Description

基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构

技术领域

本实用新型属于桥梁建设技术领域，尤其涉及一种基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构。

背景技术

目前，路基改桥工程实施中，常用的桩柱式墩柱采用依次开挖基坑、灌注桩基、浇筑桥墩的施工方案。但该方案不仅会造成既有路基形成深基坑，需要增加基坑支护和排水工程，存在潜在的安全隐患；而且该方案须就地人工立模浇筑混凝土，模板工程及支架工程量大，混凝土工程质量难以有效提升，且施工周期长，对既有交通影响大，保通难度较大；另外该方案增加的工程项目、保通工程及施工周期的延长必然增加工程造价。

出于此目的，我们将此桥梁的桩基(系梁)+立柱形式更改为桩柱一体结构进行施工，大大缩短施工周期，基在原高速公路路面上直接进行钻孔施工成桩柱一体结构。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种便于施工，易于安装，简化工序，缩短工期、可减少临时防护持续时间，缩短封路时间，降低交通安全隐患的基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构。

本实用新型是这样实现的，一种基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构，主要包括钢护筒和钢筋笼以及盖梁，在垂直路基方向向下的路面回填槽，所述路面回填槽的槽底与盖梁底平齐，所述路面回填槽的中间位置垂直向下钻设有桩柱孔，所述桩柱孔内至少安装一节钢护筒；所述钢护筒向下延伸至桩柱孔的下端部；所述钢护筒内放置有钢筋笼；在所述的钢护筒内密实填充有混凝土，混凝土凝固后形成桩柱，所述桩柱的上表面安装用于支持路面的盖梁。

上述技术方案优选的，所述钢护筒由厚度为8mm的无缝钢管制作而成，所述钢护筒的高度为7～8m，其内径为1.5m，所述钢护筒的上端部高于所述路面回填槽的上表面。采用无缝钢管保证桩柱的整体质量，钢护筒的上端部高于所述路面回填槽的上表面目的便于施工，同时有利于与盖梁之间的连接。

上述技术方案优选的，所述钢护筒内外表面均涂刷防锈漆，放置钢护筒生锈对填充的混凝土形成的桩柱造成影响。

上述技术方案优选的，所述钢护筒与桩柱孔和引导筒之间密实填充有细沙层。采用细沙填充，保证了钢护筒固定的牢固性；和现有的填充砂浆相比，既经济又方便了后期开挖的施工的操作性。

本实用新型具有的优点和积极效果：本实用新型采用上述技术方案具有以下优点：

1、改进传统建桥工艺，便于施工。利用旋挖钻机直接在原高速路面上施工桩柱，墩柱部分采用钢护筒跟进工艺。桩柱施工完成后，将原高速路基下挖至盖梁底设计高程，进行盖梁施工。待桥梁完成通行后，进行原路基开挖行车新的车道。

2、简化工序，缩短工期。由于采用桩柱一体化施工，简化了桩柱两个分项工序的衔接时间，大大缩短了工期，预计缩短工期60天。

3、在实际施工过程中采用半幅通车，半幅施工的模式，解决了现有传统工艺施工，开挖深度大，安全风险大。采用桩柱一体化施工，可减少临时防护持续时间，缩短封路时间，降低交通安全隐患。

4、桩柱一体施工重点控制环节在于墩柱部分的钢护筒；并控制墩柱部分钢护筒的竖直度，从而达到墩柱竖直度满足规范要求的目的。钢护筒桩柱孔孔隙采用细砂填充，保证了钢护筒固定的牢固性，同时方便了后期开挖的施工的操作与经济性。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是改造后桥梁局部结构示意图；

图3是箍圈组件结构示意图；

图4是钢护筒导向架结构示意图。

图中、1、钢护筒；2、钢筋笼；3、盖梁；4、桩柱；5、箍圈组件；5-1、箍圈；5-2、定位支撑杆；5-3、定位套；6、钢护筒导向架；6-1、钢护筒导向梁；6-2、固定套；6-3、引导筒；7、路面回填槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了实现在现有的路面下方开挖道路，在实际施工过程中可以采用半幅通车，半幅施工的模式，解决了现有传统工艺施工，开挖深度大，安全风险大的本实用新型提供一种基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构，具体详见如下。

请参阅图1和图2，一种基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构，主要包括钢护筒1和钢筋笼2以及盖梁3，在垂直路基方向向下开挖的路面回填槽7，上述的路面回填槽也是盖梁施工空间，所述路面回填槽的槽底与盖梁底平齐，所述路面回填槽的中间位置垂直向下钻设有桩柱孔，所述桩柱孔内安装钢护筒；所述钢护筒向下延伸至桩柱孔的下端部；所述钢护筒内放置有钢筋笼；在所述的钢护筒内密实填充有混凝土，混凝土凝固后形成桩柱4，所述桩柱的上表面安装用于支持路面的盖梁3。

上述技术方案中优选的，所述钢护筒由厚度为8mm的无缝钢管制作而成，所述钢护筒的高度为7～8m，其内径为1.5m，所述钢护筒的上端部高于所述路面回填槽的上表面。

上述技术方案中优选的，所述钢护筒内外表面均涂刷防锈漆。

上述技术方案中优选的，所述钢护筒与桩柱孔和引导筒之间密实填充有细沙层。

在实际施工时根据还包括固定安装在路基桩柱孔上的箍圈组件5和钢护筒导向架6，箍圈组件和钢护筒导向架在桩柱成型后拆除。所述箍圈组件包括箍圈5-1，所述箍圈的内径小于桩柱孔的内径，且大于等于引导筒的外径；所述箍圈的外圆周均布设有四个定位支撑杆5-2，所述定位支持杆的长度大于桩柱孔的内径；每个定位支撑杆的端部设有用于插装定位销的定位套5-3。所述桩柱孔的上端所述路面上固定安装有钢护筒导向架6，所述钢护筒导向架由四根钢护筒导向梁6-1焊接成“#”字型结构，钢护筒导向架的四个钢护筒导向梁的端部沿垂直方向设有固定套6-2，固定套内穿装有与路面连接的定位栓；在钢护筒导向架的内腔垂直焊接有引导筒6-3；所述钢护筒导向架内插装有钢护筒1。

基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构的施工方法，

1、箍圈组件及钢护筒导向架制作

1)箍圈组件制作

箍圈采用Φ22钢筋制作，内径为1.57m，垂直圆周的四个方向各焊接一0.5m长钢筋，钢筋端部焊接一可穿入Φ12钢筋的螺丝帽，即定位套，以方便箍圈的固定，如图3所示。箍圈组件的作用主要有两点，分别为：控制导向架平面位置及使导向架与原地面之间有一定缝隙，方便塞入楔形块进行导向架竖直度调整；

2)钢护筒导向架制作

井字形导向架架体采用I25a制作，高度25cm，每侧超出桩径0.5m(该桥桩径1.5m，故导向架工字钢长度为2.5m)，导向架中心孔焊接内径为1.55m的引导筒，长度2m，主要起到导向、控制钢护筒竖直度的作用，四周井字腿端部焊接可穿入固定钢钉的钢管，如图4所示。导向架制作时，架体与引导筒应大致垂直，以方便施工时进行竖直度控制。

2、钢护筒加工

按设计要求，钢护筒长度7～8m，内径φ＝1.5m，因施工过程中采用导向架，故位于最上端部的钢护筒长度应增加导向架高度，即0.25m。钢护筒采用壁厚8mm的无缝钢管制作，内外两侧均涂刷防锈漆。

3、原高速路基填料性质调查

通过实地勘察，得知京港澳高速原路基填料为砂性土，不含大粒径砾石。

如果半幅封闭施工，另半幅通车，考虑路基开挖和防护方案。如果全幅断行则不在考虑下列因素。

4、半幅交通封闭及施工区域封闭

1)利用报纸、广播等形式，提前发布交通封闭信息，严格按照高速管理部门批准的相关方案执行；

2)在施工区长度范围内，张拉彩条旗，施工区起讫点各向外延伸20m设置带有反光功能的警示牌。

5、施工：

5.1原高速路基开挖及临时防护

根据盖梁高度、原路面高程进行计算，确定原高速路面下挖深度。盖梁施工时，需将原高速路基开挖至盖梁底位置，割除露出部分的钢护筒，按照相关要求进行盖梁施工。为保证另半幅交通安全，于中央分隔带位置、于施工前采取6米长的钢板桩进行临时防护。钢管桩顶应高出原路面不小于1m，***土中2m，原路基需下挖3m，综合考虑上述三个因素值，钢板桩长取值6m。

复核设计所给桩基中心点坐标，并由测量人员采用全站仪进行放样，用红漆在原高速路面上做出标记，采用十字交叉法钉出四角护桩。

5.2钻机就位

要事先检查钻机的性能状态是否良好，保证钻机工作正常。通过测设的桩位准确确定钻机的位置，旋挖钻通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后，即可利用自动控制***调整钻杆保持竖直状态。钻机要求底部坚实，保持稳定，不得产生位移和沉陷，钻头在钢护筒中心偏差不得大于10mm。

5.3钻进

1)首先采用φ＝1.7m的钻头，按照正常钻进时的要求进行试钻进。根据地质情况，决定埋设钢护筒时间，即：如地质情况较差时，应及时埋设引导筒后方可正常钻进，若地质条件较好时，则可在桩柱全部钻进完毕后，直接安装导向架，其上的引导筒可以起到护壁的作用。

2)待钻进深度达到相应钢护筒值(墩柱长度)时，更换为φ＝1.5m的钻头继续钻进，直至成孔。

3)旋挖钻钻孔时先将钻斗着地，记录钻机钻头的原始位置，在作业过程中，实时监测液压***的工作状态。用装载机将钻渣装入运渣车运至场外废除。旋挖钻通过钻机本身的三向垂直控制***反复检查成孔的竖直度。本项目地质条件较好，孔壁无坍孔现象，故钢护筒是在桩柱钻孔完毕后埋设、固定的。

5.4安装导向架及钢护筒

1)钻孔完毕后，下一步工作为安装钢护筒。为控制钢护筒平面位置及竖直度，首先安装箍圈组件及钢护筒导向架。根据护桩，以十字交叉法控制箍圈的平面位置并固定，其次安装钢护筒导向架，利用水平尺量测其竖直度，采取楔形钢块予以调整。当其满足规范要求后，在导向架端部的钢管中穿入钢楔，钉入原高速路面加以固定。

2)导向架固定后，安装7.25～8.25m、φ＝1.5m的钢护筒。采用汽车吊吊装，待其对准导向架中心引导筒，由人工扶正，缓慢下落。下放到位后，用细砂填充其与孔壁间缝隙，并在孔口采用木楔加以固定。

3)细砂填充高度要求：用测绳量其顶面高度，当细砂埋设导向架引导筒底20cm左右时即可停止填充。

5.5清孔

孔深达到设计及规范要求后，下钢筋笼之前进行清孔，保证孔底沉渣厚度不大于20cm(摩擦桩)。

5.6吊装钢筋笼

1)清孔合格、经现场监理工程师批准后吊装钢筋笼。由于钢筋笼分节制作，故需在孔口以焊接或者机械连接的方式连接成整体。

2)钢筋笼吊装采用吨位适宜的吊车，并由专人指挥。下放要对准孔位、扶稳，缓慢，避免碰撞孔壁。钢筋笼采用“水漂法”进行对中，到达设计位置时，应立即固定在孔口。

5.7下导管

1)灌注水下砼采用钢导管灌注，导管内径为300mm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p的1.3倍。

2)导管每节2m,配1～2节1～1.5m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管按自下而上顺序编号，组装后轴线偏差不超过钻孔深的0.5％且不大于10cm。

3)导管长度由孔深和工作平台高度决定，采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管安装后，其底部距孔底有30～50cm的空间。

5.8二次清孔

导管安装完毕后，重新量测孔底沉渣厚度，若其不满足规范要求，按照桩基施工要求，进行二次清孔，直至其符合相关要求后，方可进行砼灌注。

5.9砼灌注

1)当孔底沉渣厚度符合要求后,立即灌注首批砼。漏斗安装完毕后，打开阀门，同时指挥砼罐车加快放料速度，估量砼面距钢筋笼底端1m左右后放慢砼灌注速度，以防浮笼现象发生。当砼埋置钢筋笼4m以上时方可恢复正常灌注速度。

2)灌注控制标高为盖梁底高程0.3～0.4m(防止浮浆层引起柱头砼松散)。

5.10钢护筒导向架和箍圈组件的处理

根据实际情况决定是否拆除钢护筒导向架和箍圈组件。若拆除，当砼灌注完毕，顶层砼初凝后，即可拆除导向架体。但要注意防止剐蹭墩柱钢护筒，以免引起墩柱竖直度变化。

本实用新型所述的桩柱一体施工特点

1、改进工艺，便于施工。利用旋挖钻机直接在原高速路面上施工桩柱，墩柱部分采用钢护筒跟进工艺。桩柱施工完成后，将原高速路基下挖至盖梁底设计高程，进行盖梁施工。待桥梁完成通行后，进行原路基开挖，最后将桥墩部分钢护筒拆除，也可以保留钢护筒并且对钢护筒进行装修。

2、简化工序，缩短工期。由于采用桩柱一体化施工，简化了桩柱两个分项工序的衔接时间，大大缩短了工期，预计缩短工期60天。

3、采用半幅通车，半幅施工的模式，按传统工艺施工，开挖深度大，安全风险大。采用桩柱一体化施工，可减少临时防护持续时间，缩短封路时间，降低交通安全隐患。

4、桩柱一体施工重点控制环节

桩柱一体的主要工艺原理为钻孔灌注桩与钢筋混凝土柱一次浇筑完成，重点在于墩柱部分的钢护筒跟进工艺。通过加工制作工字钢导向架，控制墩柱部分钢护筒的竖直度，从而达到墩柱竖直度满足规范要求的目的。墩柱部分钢护筒与导向架上的引导筒之间的孔隙采用细砂填充，保证了钢护筒固定的牢固性，同时方便了施工的操作与经济性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构，其特征在于：主要包括钢护筒和钢筋笼以及盖梁，在垂直路基方向向下的路面回填槽，所述路面回填槽的槽底与盖梁底平齐，所述路面回填槽的中间位置垂直向下钻设有桩柱孔，所述桩柱孔内至少安装一节钢护筒；所述钢护筒向下延伸至桩柱孔的下端部；所述钢护筒内放置有钢筋笼；在所述的钢护筒内密实填充有混凝土，混凝土凝固后形成桩柱，所述桩柱的上表面安装用于支持路面的盖梁。

2.根据权利要求1所述的基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构，其特征在于：所述钢护筒由厚度为8mm的无缝钢管制作而成，所述钢护筒的高度为7～8m，其内径为1.5m，所述钢护筒的上端部高于所述路面回填槽的上表面。

3.根据权利要求1所述的基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构，其特征在于：所述钢护筒内外表面均涂刷防锈漆。

4.根据权利要求1所述的基于现有路面改造为桥梁的桩柱一体结构，其特征在于：所述钢护筒与桩柱孔和引导筒之间密实填充有细沙层。

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