一种既有高架桥下的水泥搅拌桩地基加固结构的制作方法

1.本实用新型涉及地基加固结构，具体为一种既有高架桥下的水泥搅拌桩地基加固结构。


背景技术：

2.在工程建设中，时常会遇到道路和管线下穿既有高架桥施工的情况，高架桥下的净高一般只有大约5m，大大制约着高架桥桥下施工机械和施工工艺的选择。尤其是在沿海淤泥软土深厚的地区，往往需要采用水泥搅拌桩进行软土地基处理，水泥搅拌桩机械高达20～30m，在净高受限的高架桥下，水泥搅拌桩施工机械无法在桥下施工。在一般净高受限的情况下，工程中常采用施工机械体型较小的高压旋喷桩(机械高度4～5m)代替，首先高压旋喷桩处理费用高，采用高压旋喷桩大大增加了建设成本，且在软土地区，高压旋喷桩的旋喷压力会对桥梁桩基安全产生严重威胁，在广东等省份已明确规定在软土地区桥梁桩基50m范围内禁止使用高压旋喷桩工艺。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种不影响桥梁桩基安全，同时避免了因净高受限的位置无法进行地基处理而导致的道路不均匀沉降，管道开裂破坏等病害的既有高架桥下的水泥搅拌桩地基加固结构。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.本实用新型的一种既有高架桥下的水泥搅拌桩地基加固结构，包括设置在既有高架桥沿横桥向左右相邻的桥梁桩基之间的加固区,所述的加固区的左右两侧边界到相邻的桥墩距离不小于2m,在所述的加固区内的地基中设置有多排水泥搅拌桩，其中沿既有高架桥纵桥向设置的最左侧和最右侧的两列端部水泥搅拌桩沿竖直方向设置，在沿横桥向每两根左右对应设置的端部水泥搅拌桩之间分别设置有多根中间水泥搅拌桩，多根中间水泥搅拌桩沿倾斜方向设置，每两根左右对应设置的端部水泥搅拌桩和设置在该两根端部水泥搅拌桩之间的多根中间水泥搅拌桩彼此交叉搭接构成网状整体结构，其中位于每个网状整体结构中的每根中间水泥搅拌桩在网状整体结构中的搭接点不少于3个，且端部水泥搅拌桩在每个网状整体结构中的搭接点不少于2个；
6.环绕每一根端部水泥搅拌桩和中间水泥搅拌桩的顶部浇筑有桩帽，所述的桩帽顶部与端部水泥搅拌桩和中间水泥搅拌桩的顶部平齐，在桩帽缝隙之间和上部铺设有碎石垫层，垫层顶标高厚度为桩帽顶部以上0.3～0.5m。
7.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
8.1.本实用新型可以克服在高架桥等构筑物下受净高限制水泥搅拌桩无法施工的难题，提高了水泥搅拌桩的使用范围。
9.2.本实用新型与传统的高压旋喷桩替代相比，成本更加低廉，且不会对桥梁桩基产生影响，保证了桥梁桩基的安全。
10.3.本实用新型水泥搅拌桩连成网状，具有良好的加固效果，保证了高架桥桥下道路和管线地基承载力满足设计要求。
11.4.本实用新型实施简单，只需对现有的机械设备做一些改装，无需购买新设备。
附图说明
12.图1是本实用新型的一种既有高架桥下的水泥搅拌桩地基加固结构的正视图；
13.图2是图1所示的结构中的地基加固图；
14.图3是图2所示的结构中的桩帽和垫层的结构示意图；
15.图4是本实用新型的一种既有高架桥下的水泥搅拌桩地基加固结构的平面布置示意图；
16.图5用于桥面变宽情况下的本实用新型的一种既有高架桥下的水泥搅拌桩地基加固结构的正视图。
具体实施方式
17.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
18.请参阅附图，本实用新型的一种既有高架桥下的水泥搅拌桩地基加固结构，包括设置在既有高架桥(图中6为既有高架桥的桥体)沿横桥向左右相邻的桥梁桩基5之间的加固区,所述的加固区的左右两侧边界到相邻的桥墩距离d4不小于2m,以保证水泥搅拌桩施工对既有桥梁不造成影响和保证加固效果。
19.在所述的加固区内的地基中设置有多排水泥搅拌桩，其中沿既有高架桥纵桥向设置的最左侧和最右侧的两列端部水泥搅拌桩11沿竖直方向设置，在沿横桥向每两根左右对应设置的端部水泥搅拌桩11之间分别设置有多根中间水泥搅拌桩12，多根中间水泥搅拌桩12沿倾斜方向设置，每两根左右对应设置的端部水泥搅拌桩11和设置在该两根端部水泥搅拌桩11之间的多根中间水泥搅拌桩12彼此交叉搭接构成网状整体结构，其中位于每个网状整体结构中的每根中间水泥搅拌桩在网状整体结构中的搭接点不少于3个，且端部水泥搅拌桩11在每个网状整体结构中的搭接点不少于2个，以保证水泥搅拌桩能够较好地承受竖向承载力。
20.优选的中间水泥搅拌桩12的轴线与水平方向之间构成的倾斜角度a为30～60
°
，作为本实用新型的另一种实施方案，倾斜角度可以根据需要进行变化，如桥面比较宽，其角度可以相应的调整，所述的中间水泥搅拌桩中设置在每两根左右对应设置的端部水泥搅拌桩11之间的中间位置处的中间水泥搅拌桩的倾斜角度一致，如图所示为等角度中间水泥搅拌桩121，且靠近左右两侧边侧上部的中间水泥搅拌桩的倾斜角度与中间位置处的中间水泥搅拌桩的倾斜角度不同且彼此之间倾斜角度不同，如图所示为变角度中间水泥搅拌桩122。
21.环绕每一根端部水泥搅拌桩和中间水泥搅拌桩的顶部浇筑有桩帽2，所述的桩帽2
顶部与端部水泥搅拌桩和中间水泥搅拌桩的顶部平齐，优选的桩帽2高度为0.3～0.5m，桩帽2可以为平面大小为直径1～1.5m的圆形或边长为1.0～1.5m的矩形。所述的桩帽2用于加强搅拌桩桩顶的连接效果和传递荷载，可以为水泥砂浆或其他具有较好胶凝效果的材料。
22.在相邻的桩帽2缝隙之间和桩帽2上部铺设有碎石垫层3，所述的碎石垫层的顶标高厚度为桩帽2顶部以上0.3～0.5m。所述的碎石垫层3优选的为级配碎石，级配碎石通过预先筛分，分成几组不同粒径的碎石及4.75mm以下的石屑组配而成，所述的碎石的最大粒径小于33mm。级配碎石中针片状颗粒的总重量含量不超过20％。
23.优选的，多根中间水泥搅拌桩中分别位于左右最外侧且组成八字形的两根中间水泥搅拌桩向上延伸至与既有高架桥的桥面边缘同一水平位置形成的延伸端与同侧的桥面边缘的垂直距离d1不小于0.5m；既有高架桥的桥面边缘沿竖直方向投影和同一侧的端部水泥搅拌桩11的最外侧的垂直距离d2不小于3m；碎石垫层边缘距离既有高架桥的桥面边缘垂直距离d3不小于3.5m。
24.本结构的施工方法，包括以下步骤：
25.第一步，清表整平：清除表面杂草和浮土，按设计标高对场地进行整平，对于标高不够的位置需在清除表面杂草和浮土后回填黏土；
26.第二步，桩位放点：根据设计文件的要求，按照设计桩位，间距要求进行桩位放样；
27.第三步，水泥搅拌桩成桩施工，水泥搅拌桩成桩施工方法采用现有技术即可，水泥搅拌桩底标高、角度和桩顶标高按设计要求控制；本步骤中采用的水泥搅拌桩机4可以在现有机械的基础上进行改装，也可以工厂定制，使之能适用于倾斜水泥搅拌桩施工，并且能够调整水泥搅拌桩成桩角度，倾斜角度a大小为根据工程需要确定，一般为30～60
°
，改装后的搅拌桩机应具有良好的稳定性，在搅拌桩倾斜施工的过程中不发生抖动和偏移，同时具有抗倾覆稳定性。
28.第四步，成桩7天以后，开挖至桩顶50cm以下，检查水泥搅拌桩成桩和搅拌桩顶部搭接质量；
29.第五步，施做桩帽2，按设计要求大小制作模板，搅拌桩顶与桩帽2顶部平齐，桩帽2主要作用是加强搅拌桩桩顶的连接效果；
30.第六步，施做垫层，按设计要求铺设级配碎石垫层3，碎石垫层3分层压(夯)实,达到表面坚实、平整。
31.本实用新型实施简单，操作方便，成本低廉，加固效果好，对邻近构筑物桩基无不利影响，克服了现有技术的不足，具有广泛的应用前景。
32.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。