一种临水陡坎地段桥梁半挖半悬空低桩承台支护结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁施工领域，特别是一种临水陡坎地段桥梁半挖半悬空低桩承台支护结构，以及这种支护结构的施工方法。


背景技术：

2.随着我国的基础交通道路建设的不断蓬勃发展，提升偏远地区的交通出行便利条件已经成为了一个亟待解决的问题。山区线路中的桥梁，多数需要跨越“v”形峡谷，且峡谷内多有江河通过，这样桥墩多处于地势高低起伏的山坡上，考虑桩基内力及其地质条件和美观等因素，传统上一般采用低桩承台设计。而一般承台开挖深度较大，悬空面积较多，桥梁低桩承台施工在临水陡坎地段与平坦地段相比，在临水陡坎地段施工存在着更多质量、安全和环水保隐患，在这种条件下进行桥梁低桩承台施工，首先需要建造桥梁基础作业平台。一般采用开挖、修建衡重式挡土墙、回填形成基础施工作业平台，然后进行桥梁基础施工。
3.而衡重式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，需要承载力高的基础进行支撑，因此需要大面积连续开挖宽深基坑，基础和墙身的圬工量均较大，所以在临水陡坎地段施工时工程经济性差、工期长、施工难度、工程量、施工风险、环水保要求均较大。
4.因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。


技术实现要素：

5.本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种可以在保证结构安全的基础上，方便施工、缩短工期、降低成本的临水陡坎地段桥梁半挖半悬空低桩承台支护结构，同时还公开了该支护结构的施工方法。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案进行实现的：一种临水陡坎地段桥梁半挖半悬空低桩承台支护结构，包括陡坎坡面1，其特征在于：所述陡坎坡面1上自下而上依次设置有被动防护网2、挡土墙基础5、挡土墙墙身6、桩基8、承台16和主动防护网15，所述挡土墙基础5和挡土墙墙身6的根部与陡坎坡面1接触的位置开挖有反坡度台阶3，同时所述的反坡度台阶3通过多根斜向锚杆4与山体锚固，挡土墙墙身6的背侧为墙背回填区12，在墙背回填区12与陡坎坡面1之间设置有连续排水层13，所述连续排水层13的顶部设置有隔水层14，在挡土墙墙身6和墙背回填区12内设置有矩形内模7和泄水孔9，同时在泄水孔9的进水口处还设置有透水反滤包10，所述的承台16包括承台悬空部分16-1和承台开挖部分16-2。
7.所述挡土墙墙身6为仰斜式。
8.所述矩形内模7与桩基8的中心重合，且矩形内模7的边长大于桩基8的直径。
9.在所述在墙背回填区12与陡坎坡面1的接触位置处还设置有多根竖向锚杆11，即
所述的墙背回填区12通过多根竖向锚杆11与山体锚固。
10.所述挡土墙墙身6根部每级反坡度台阶3均设置一排泄水孔9，所述墙背回填区12内的泄水孔9均插入到连续排水层13内。
11.一种如上所述的临水陡坎地段桥梁半挖半悬空低桩承台支护结构的施工方法，其特征在于：所述的施工方法包括如下步骤：a.主、被动防护网施工：根据承台16的底标高，在陡坎坡面1上确定承台开挖部分16-2的施工坡面，并在对应其施工坡面的范围内设置主动防护网15，在挡土墙基础5的下方设置三道被动防护网2，b.承台开挖部分施工：放坡开挖承台开挖部分16-2，并同步施工坡面防护。
12.c.挡土墙范围内的边坡清表、修整：对挡土墙范围的山体边坡进行清表和修整，并在清表时预留山体覆盖层碎石土30-50cm厚，作为墙顶至最下层泄水孔之间的连续排水层13，d.挡土墙基坑开挖：根据设计图纸进行测量放样，然后进行基坑开挖，将挡土墙基础5和挡土墙墙身6根部与陡坎坡面1接触的位置开挖成下小上大的台阶状，从而形成反坡度台阶3，e.基底检查：基坑开挖至设计标高后，进行整平和夯实，并检测地基承载力，f.挡土墙锚杆施工：在每级反坡度台阶3的中部位置对山体进行钻孔，利用斜向锚杆4将挡土墙基础5和挡土墙墙身6的根部全部锚固在山体上，g.挡土墙基础施工：分层分段进行挡土墙基础5的施工，h.挡土墙墙身施工：分层、分段进行仰斜式的挡土墙墙身6的施工，墙背回填区12在挡土墙墙身6施工时，采用混凝土填充与墙身同步浇筑，在桩基8通过挡土墙墙身6和墙背回填区12的位置设置矩形内模7，预留出桩基8冲/挖孔施工空间，利用竖向锚杆11将墙背回填区12的混凝土与山体锚固，在挡土墙墙身6和墙背回填区12内部设置泄水孔9，在泄水孔9进水口位置设置透水反滤包10，在挡土墙墙身6根部的每级反坡度台阶3处均设置一排泄水孔9，同时位于墙背回填区12内的泄水孔9均插入碎石土连续排水层13内，在连续排水层13顶部和墙背回填区12的后部设置隔水层14，工后完善挡土墙基础5和挡土墙墙身6的沉降缝，i完成挡土墙施工后，形成桥梁基础作业平台，进行桩基8和承台16的施工。
13.本发明同现有技术相比，具有以下有益效果：1、主、被动防护网的组合设置，达到了水库和省道对钻爆开挖承台环水保和安全的要求，缩短了工期，降低了成本。
14.2、仰斜、台阶和锚杆三种形式挡土墙组合形成新挡土墙，用地面积少，土石方开挖量、作业时间和混凝土方量更少，操作简单、施工难度低，降低了使用的设备型号，减少了设备的使用时间，减轻了对其下方的水库和山体坡面造成的环水保损害，也减少了投入的环水保及防护措施，从而降低成本、缩短工期。
15.3、组合式挡土墙与山体表面之间的夹角小、距离较近，墙背回填范围直接在施工墙身时采用混凝土填充与墙身同步浇筑，清表时留山体覆盖层碎石土30cm厚作为墙顶至最下层泄水孔之间的连续排水层，并在墙背顶以下、连续排水层以上设置30cm高混凝土作为隔水层，泄水孔1m间距，上下错开布置，确保墙体排水能力，更能充分利用地形和地质条件的优势，施工周期短、工效高，人工和机械使用量低、节约施工成本。
16.4、组合式挡土墙墙身截面内设置矩形内模使得墙身中空，避免后续桩基施工时对混凝土冲挖孔困难和挡土墙墙体开裂破坏的隐患，保证了结构安全，方便施工、缩短工期、降低成本。
17.因此可以说本发明具备了多种优点，尤其适用于临水陡坎地段，桥梁低桩承台部分悬空、部分开挖的条件下，地形越陡峭、承台悬空面积占比越大、承台开挖深度越深，优势越明显，特别适合在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
18.图1为本发明横断面示意图。
19.图2为本发明平面示意图。
20.图3为本发明施工方法的流程图。
21.图中：1-陡坎坡面；2-被动防护网；3-反坡度台阶；4-斜向锚杆；5-挡土墙基础；6-挡土墙墙身；7-矩形内模；8-桩基；9-泄水孔；10-透水反滤包；11-竖向锚杆；12-墙背回填区；13-连续排水层；14-隔水层；15-主动防护网；16-承台；16-1-承台悬空部分；16-2-承台开挖部分。
具体实施方式
22.下面结合附图进一步对本发明详细说明具体实施方式。
23.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本发明束后可以根据需要对本实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
24.如图1～2所示：一种临水陡坎地段桥梁半挖半悬空低桩承台支护结构，包括陡坎坡面1，在陡坎坡面1上自下而上依次设置有被动防护网2、挡土墙基础5、挡土墙墙身6、桩基8、承台16和主动防护网15，所述挡土墙基础5和挡土墙墙身6的根部与陡坎坡面1接触的位置开挖有反坡度台阶3，同时所述的反坡度台阶3通过多根斜向锚杆4与山体锚固，挡土墙墙身6的背侧为墙背回填区12，在墙背回填区12与陡坎坡面1之间设置有连续排水层13，所述连续排水层13的顶部设置有隔水层14，在挡土墙墙身6和墙背回填区12内设置有矩形内模7和泄水孔9，同时在泄水孔9的进水口处还设置有透水反滤包10，所述的承台16包括承台悬空部分16-1和承台开挖部分16-2。
25.所述挡土墙墙身6为仰斜式。
26.所述矩形内模7与桩基8的中心重合，且矩形内模7的边长大于桩基8的直径。
27.在所述在墙背回填区12与陡坎坡面1的接触位置处还设置有多根竖向锚杆11，即所述的墙背回填区12通过多根竖向锚杆11与山体锚固。
28.所述挡土墙墙身6根部每级反坡度台阶3均设置一排泄水孔9，所述墙背回填区12
内的泄水孔9均插入到连续排水层13内。
29.同时，本发明还公开了上述临水陡坎地段桥梁半挖半悬空低桩承台支护结构的施工方法，其施工方法包括如下步骤：a.主、被动防护网施工：根据承台16的底标高，在陡坎坡面1上确定承台开挖部分16-2的施工坡面，并在对应其施工坡面的范围内设置主动防护网15，在挡土墙基础5的下方设置三道被动防护网2，b.承台开挖部分施工：放坡开挖承台开挖部分16-2，并同步施工坡面防护。
30.c.挡土墙范围内的边坡清表、修整：对挡土墙范围的山体边坡进行清表和修整，并在清表时预留山体覆盖层碎石土30-50cm厚，作为墙顶至最下层泄水孔之间的连续排水层13，d.挡土墙基坑开挖：根据设计图纸进行测量放样，然后进行基坑开挖，将挡土墙基础5和挡土墙墙身6根部与陡坎坡面1接触的位置开挖成下小上大的台阶状，从而形成反坡度台阶3，e.基底检查：基坑开挖至设计标高后，进行整平和夯实，并检测地基承载力，f.挡土墙锚杆施工：在每级反坡度台阶3的中部位置对山体进行钻孔，利用由hrb400φ28螺纹钢制作的斜向锚杆4将挡土墙基础5和挡土墙墙身6的根部全部锚固在山体上，g.挡土墙基础施工：分层分段进行挡土墙基础5的施工，h.挡土墙墙身施工：分层、分段进行仰斜式的挡土墙墙身6的施工，墙背回填区12在挡土墙墙身6施工时，采用混凝土填充与墙身同步浇筑，在桩基8通过挡土墙墙身6和墙背回填区12的位置设置矩形内模7，预留出桩基8冲/挖孔施工空间，利用由hrb400φ28螺纹钢制作的竖向锚杆11将墙背回填区12的混凝土与山体锚固，在挡土墙墙身6和墙背回填区12内部设置φ100mm的泄水孔9，在泄水孔9进水口位置设置透水反滤包10，在挡土墙墙身6根部的每级反坡度台阶3处均设置一排泄水孔9，同时位于墙背回填区12内的泄水孔9均插入碎石土连续排水层13内，在连续排水层13顶部和墙背回填区12的后部设置隔水层14，工后完善挡土墙基础5和挡土墙墙身6的沉降缝，i完成挡土墙施工后，形成桥梁基础作业平台，进行桩基8和承台16的施工。