一种板桩式锚碇结构及其施工方法技术

本申请涉及一种板桩式锚碇结构及其施工方法。该板桩式锚碇结构包括嵌岩基础、锚室和若干个竖直的板桩，三者为一体浇筑成型；锚室设于嵌岩基础上方，板桩平行排列在嵌岩基础下方，且位于嵌岩基础靠近桥梁的一侧。施工时，首先开挖嵌岩基础基坑，然后使用铣槽机开挖板桩槽，再同步进行板桩、嵌岩基础的浇筑，最后进行其他结构施工。本发明专利技术通过板桩提供的竖向及水平向的板端承载力及侧壁的摩擦力，来增强基础抗滑移、抗倾覆的能力，能较好地适应地表基岩强度较低情况，可大幅减小嵌岩锚碇的材料用量和基础开挖规模，降低工程造价。

【技术实现步骤摘要】
一种板桩式锚碇结构及其施工方法
本申请涉及桥梁工程
，涉及一种板桩式锚碇结构及其施工方法。
技术介绍
目前，缆索支撑桥梁锚碇基础大致可分为4种结构：重力式锚碇、岩锚式锚碇、隧道式锚碇、锚塞体+预应力岩锚组合式隧道式锚碇。基础结构区别在于适用的工程地质条件不同以及传力的方式不同。根据工程地质条件不同，重力式锚碇的基础形式主要分为扩大基础(也称嵌岩基础)、沉井基础、地下连续墙基础以及复合基础。重力式锚碇由于需要依靠自身重量或者岩石嵌固力来平衡主缆拉力，往往混凝土体量巨大。当桥址处于地面坡度陡峭的山区时，需要大规模的开挖山体，设置高边坡防护，工程难度大费时费力，破坏环境，工程造价高。重力式嵌岩锚碇一般设置于地表基岩外露的工程地质情况，但是如遇到外露基岩为软岩，或是基岩完整性不佳，亦或是基岩为如泥质砂岩会有遇水崩坏的现象时。往往为保证锚碇结构有足够抗滑抗倾覆的能力，需要设计混凝土体量很大的基础形式，且相应的岩石开挖量也很大。为降低基础规模，在设计时会采取一系列的复合结构措施，例如在基底增加抗滑柱桩结构、抗滑齿坎以及在基础后方增加预应力锚索结构等。这些措施对于基底岩石的强度都有一定的要求，也往往是岩石的极限抗压强度控制了方案设计。相关技术中，重力式锚碇嵌岩面多采用齿坎型构造，然而，当齿坎设置较高、地表岩层的强度较低时，齿坎型基础形式开挖时不易控制成型，对结构浇筑及基础受力都有不小的影响。重力式复合锚碇多采用柱桩结构，当柱桩结构在抵抗水平剪力时，效果不理想，需要设置抗剪齿块进行辅助。为提供大量的竖向承载力，需要布置多根柱桩基础，耗费工时。综上所述，常规的重力式锚碇存在诸多弊端，特别是在基岩强度不高的地质情况下，其适用性受到限制。
技术实现思路
本申请提供一种板桩式锚碇结构及其施工方法，以解决相关技术中用于软岩地基的柱桩重力式锚碇需要设置抗剪齿块辅助抵抗水平剪力且需要布置多根柱桩基础以提供大量的竖向承载力，耗费工时、成本高的问题。第一方面，本申请提供了一种板桩式锚碇结构，包括嵌岩基础、锚室和若干个竖直的板桩，三者为一体浇筑成型；锚室设于嵌岩基础上方，板桩平行排列在嵌岩基础下方。一些实施例中，嵌岩基础底部设有垂直且抵接于板桩平面的水平支挡面及坡形支挡面，水平支挡面与坡形支挡面的共边为坡形支挡面的顶边。一些实施例中，锚室由前锚室及抵接于前锚室前端的支墩组成，嵌岩基础顶部设有相互毗邻的一水平顶面及前锚面，前锚面高于水平顶面，嵌岩基础的水平顶面及前锚面均抵接于前锚室底面，支墩底面抵接于嵌岩基础的水平顶面。一些实施例中，水平支挡面、坡形支挡面、水平顶面、前锚面同宽，嵌岩基础的水平顶面和水平支挡面形成由嵌岩基础主体延伸出的水平矩形板状结构，即支墩基础。一些实施例中，板桩为直角梯形板状结构，板桩的直角侧边与支墩基础前侧壁的距离c不小于1.5m，最外侧两板桩的外侧壁与嵌岩基础侧壁的距离b不小于板桩的壁板厚度t。优选地，壁板厚度t不小于0.6m。一些实施例中，板桩位于嵌岩基础靠近桥梁的一侧。一些实施例中，嵌岩基础设有与板桩底边同高程的水平底面，任一板桩两侧均设有第一灌浆层，板桩底边设有第二灌浆层。第二方面，提供了一种板桩式锚碇结构的施工方法，包括以下步骤：进行嵌岩基础基坑开挖施工，开挖至嵌岩基础底面标高；采用铣槽机施工，泥浆护壁，对板桩开挖成槽；同时浇筑板桩与嵌岩基础；施工嵌岩基础上方的锚室。一些实施例中，在混凝土灌注结束后的适当时间，进行桩侧土和桩端土的后灌浆处理，在任一板桩两侧及底边设置灌浆层，以提高板桩基底的承载能力及侧壁的侧摩阻力。本申请提供的板桩式锚碇结构，由于相比于传统柱桩结构的重力式嵌岩锚碇具有更大的表面积，能通过板桩自身的摩擦力承受更大的竖向荷载，更能够提供水平向的摩擦力抵抗荷载，因此，相比于传统柱桩结构的重力式嵌岩锚碇，本申请的板桩式锚碇结构能更有效地提供竖向板端承载力、水平向抗剪切能力以及侧壁的摩擦力，以增强基础抗滑移、抗倾覆的能力。本申请提供的板桩式锚碇结构带来的有益效果包括：(1)本申请提供的板桩板桩式锚碇结构中的板桩结构相较于柱桩结构可制成适当的尺寸并适当布置(如H形、Y形、I形)来满足设计要求的某个方向的惯性矩及抗弯刚度，提高承受更大水平荷载和弯矩的能力。(2)本申请提供的板桩式锚碇结构对基岩为软岩或基岩完整性、强度不高的情况适应性较好，可减小锚碇结构的混凝土方量及开挖方量，降低工程造价。(3)本申请提供的板桩式锚碇结构的施工方法，使用到的设备都是常规设备，施工方法明确可靠，方便快捷，可有效地节省设计成本，节约施工工期。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的板桩式锚碇结构的立体示意图；图2为本申请实施例提供的板桩式锚碇结构的正面示意图；图3为本申请实施例提供的板桩式锚碇结构的俯视示意图；图4为本申请实施例提供的板桩式锚碇结构的侧面示意图；图5为本申请嵌岩基础基坑开挖工程完成后的侧视图；图6为本申请嵌岩基础基坑开挖工程完成后的俯视图；图7为本申请板桩开挖成槽工程完成后的侧视图；图8为本申请板桩开挖成槽工程完成后的俯视图；图9为本申请板桩与嵌岩基础的浇筑工程完成后的侧视图；图10为本申请板桩与嵌岩基础的浇筑工程完成后的俯视图；图11为本申请嵌岩基础上方的锚室施工完成后的侧视图；图12为本申请嵌岩基础上方的锚室施工完成后的俯视图；图中：1-嵌岩基础、11-水平支挡面、12-坡形支挡面、13-水平顶面、14-前锚面、15-水平底面、16-支墩基础、17-嵌岩基础侧壁、18-支墩基础前侧壁、2-锚室、21-前锚室、22-支墩、3-板桩、4-第一灌浆层、5-第二灌浆层、6-板桩成槽、7-基坑开挖面、t-板桩的壁板厚度、a-相邻两板桩间距、b-最外侧板桩的外侧壁与嵌岩基础侧壁的距离、c-板桩的直角侧边与支墩基础前侧壁的距离。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种板桩式锚碇结构，其特征在于：包括嵌岩基础(1)、锚室(2)和若干个竖直的板桩(3)，三者为一体浇筑成型；所述锚室(2)设于嵌岩基础(1)上方，所述板桩(3)平行排列在所述嵌岩基础(1)下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种板桩式锚碇结构，其特征在于：包括嵌岩基础(1)、锚室(2)和若干个竖直的板桩(3)，三者为一体浇筑成型；所述锚室(2)设于嵌岩基础(1)上方，所述板桩(3)平行排列在所述嵌岩基础(1)下方。


2.根据权利要求1所述的板桩式锚碇结构，其特征在于：所述嵌岩基础(1)底部设有垂直且抵接于板桩(3)平面的水平支挡面(11)及坡形支挡面(12)，所述水平支挡面(11)与坡形支挡面(12)的共边为所述坡形支挡面(12)的顶边。


3.根据权利要求2所述的板桩式锚碇结构，其特征在于：所述锚室(2)由前锚室(21)及抵接于所述前锚室(21)前端的支墩(22)组成，所述嵌岩基础(1)顶部设有相互毗邻的一水平顶面(13)及前锚面(14)，所述前锚面(14)高于所述水平顶面(13)，所述嵌岩基础(1)的水平顶面(13)及前锚面(14)均抵接于所述前锚室(21)底面，所述支墩(22)底面抵接于所述嵌岩基础(1)的水平顶面(13)。


4.根据权利要求3所述的板桩式锚碇结构，其特征在于：所述水平支挡面(11)、所述坡形支挡面(12)、所述水平顶面(13)、所述前锚面(14)四者同宽，所述嵌岩基础(1)的水平顶面(13)和水平支挡面(11)形成由...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海珠，郭衡，高宗余，李奇，邱峰，段雪炜，谢兰博，
申请(专利权)人：中铁大桥勘测设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42