一種補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括原橋臺臺帽、新增臺帽部分、原樁基、新增樁基、原耳背墻、新耳背墻、新?lián)鯄K、新?lián)跬涟?；新增樁基設(shè)于原樁基外側(cè)和后側(cè)，新增樁基與原樁基通過新增臺帽部分連接；原臺帽頂部設(shè)置有灌漿孔和排氣孔、植筋、新?lián)鯄K和新?lián)跬涟澹恍略雠_帽部分通過植筋與原橋臺臺帽相連接。本發(fā)明充分利用了原樁基的結(jié)構(gòu)，通過植入鋼筋將新增部分與原橋臺結(jié)構(gòu)相連接，加強了新舊結(jié)構(gòu)的的協(xié)同承載能力，提高了橋梁的整體承載能力，具有良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。本發(fā)明還公開了一種補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)的施工方法。
【專利說明】一種補粧與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)及施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可同時提高新舊樁基和臺帽承載能力和整體性、減少新老樁基和臺帽結(jié)合處由于差異承載而誘發(fā)的縱向裂縫產(chǎn)生的補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)及施工方法。屬于橋梁工程領(lǐng)域，適用于各類橋梁工程中的樁基補強施工工程，特別適用于改擴(kuò)建橋梁、橋墩和橋臺縱向位移過大橋梁的補強加固工程。

【背景技術(shù)】
[0002]在大規(guī)模新橋梁建設(shè)同時，舊橋改造項目也不斷推進(jìn)實施，既有建筑的改造被提升到顯著位置，相當(dāng)部分老建筑改造過程中需采取必要的加固措施以滿足新的使用功能要求。再者，部分工程(包括在建建筑及新建成工程)因種種原因?qū)е鹿こ藤|(zhì)量存在一定缺陷，需進(jìn)行加固處理后方能滿足結(jié)構(gòu)安全及使用要求，此類加固工程呈現(xiàn)逐年增長現(xiàn)象。
[0003]橋梁是確保公路暢通的咽喉，其承載能力和通行能力是溝通全線的關(guān)鍵。舊橋承載能力不足、老化、破損是個世界性范圍問題。近十幾年來，一方面公路交通量急速增長，大型重載的交通工具越來越多，需要高標(biāo)準(zhǔn)的橋梁；另一方面原有的公路橋梁因老化、破損及原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，難以滿足公路運輸?shù)陌l(fā)展。樁基礎(chǔ)是鐵路、公路橋梁工程中應(yīng)用最多的基礎(chǔ)形式之一。橋梁投入運營后，在上部荷載作用下常出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷現(xiàn)象；對于橋梁改擴(kuò)建項目，常需對結(jié)構(gòu)、樁體進(jìn)行補強設(shè)計，并采取相應(yīng)的補強加固措施。
[0004]目前，對樁基礎(chǔ)進(jìn)行補強加固的措施通常有兩種，一是增加樁數(shù)補強群樁法，二是原位重筑法。當(dāng)采取補樁處理時，雖可以減小單樁豎向荷載，但補樁一般只能加在群樁的外圍，易導(dǎo)致群樁布置不規(guī)則，當(dāng)群樁簡化為平面剛架模型時，將在某一方向形成跨度大、柱數(shù)少的剛架，導(dǎo)致其受力較大，而成為群樁中的控制樁，這對群樁受力亦不合理。原位重筑法是在原樁位置重新打設(shè)樁體，該方法施工工期較長，且對樁周土體繞動較大，不利于樁側(cè)土體承載能力的發(fā)揮。
[0005]綜上所述，盡管工程中已有一些可用于處治已建橋臺結(jié)構(gòu)老化、承載力不足、各種缺陷的問題的方法，大多需要破壞原橋梁結(jié)構(gòu)，而且需要采取封道等臨時交通管制措施，對于橋梁路幅寬度較小或交通飽和度較高的路段難以適用；已建橋梁的情況下增加樁數(shù)補強群樁法和原位重筑法難以解決荷載傳遞路徑和橋梁整體性問題。
[0006]鑒于此，為了豐富已建橋臺結(jié)構(gòu)加固的方法，更好的解決已建橋梁加固后接在的傳遞路徑和橋梁的整體性等問題，目前亟需發(fā)明一種可同時滿足減少對已建橋梁的結(jié)構(gòu)影響、提高橋梁的整體承載能力、不影響其橋梁的正常交通等多重目的的補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的提供一種處治已建橋臺結(jié)構(gòu)老化、承載力不足等各種缺陷和問題的補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)，避免了封道等臨時交通管制措施；解決了已建橋梁的情況下增加樁數(shù)補強群樁法和原位重筑法難以解決荷載傳遞路徑和橋梁整體性問題；且施工速度快，效果好。
[0008]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括原橋臺臺帽、新增臺帽部分、原樁基、新增樁基、原耳背墻、新耳背墻、新?lián)鯄K、新?lián)跬涟?；新增樁基設(shè)于原樁基外側(cè)和后側(cè)，新增樁基與原樁基通過新增臺帽部分連接；原臺帽頂部設(shè)置有灌漿孔和排氣孔、植筋、新?lián)鯄K和新?lián)跬涟澹恍略雠_帽部分通過植筋與原橋臺臺帽相連接。
[0009]所述的植筋設(shè)于原樁基側(cè)面和原橋臺臺帽底部、側(cè)面，植筋與新增臺帽部分的結(jié)構(gòu)鋼筋相綁扎連接。
[0010]所述的灌漿孔和排氣孔設(shè)置于新?lián)鯄K和新?lián)跬涟宓脑O(shè)計位置，新?lián)鯄K和新?lián)跬涟宓慕Y(jié)構(gòu)鋼筋通過在灌漿孔和排氣孔中植入鋼筋的方式與臺帽連接。
[0011]所述的補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)的施工方法，主要包括以下步驟:
1)整治施工現(xiàn)場:根據(jù)要求在原樁基周圍對將要施工區(qū)域內(nèi)的地上、地下障礙物清除和處理完畢，測設(shè)土方開挖控制點，用經(jīng)緯儀進(jìn)行定位放線，用白灰撒出開挖邊線，開挖地面至距離原橋臺臺帽底f2m處，露出整個原橋臺臺帽和原樁基樁頂部分，將挖出的土運走，將原樁基樁身和原橋臺臺帽周圍的土清理干凈；
2)原樁基處理:清樁完畢后，對原樁基樁身進(jìn)行檢測，檢測樁身是否有缺陷，如有缺陷，分析缺陷原因，對樁身采取相應(yīng)的灌縫、增大截面尺寸、增設(shè)剛套管等補強措施；
3)橋臺新增樁基施工:根據(jù)設(shè)計圖紙，采用非擠土工藝補打樁基，根據(jù)樁位的合理布設(shè)，在原樁基外側(cè)和后面各打一根新增樁基；
4)新增臺帽部分施工:在原橋臺臺帽側(cè)面、底面及原樁基樁側(cè)鑿毛，鉆孔，采用化學(xué)植筋的方式植入鋼筋，綁扎新增臺帽部分的構(gòu)造鋼筋，構(gòu)造鋼筋與植入鋼筋相連，形成一個整體，然后支設(shè)模板澆筑新增臺帽部分混凝土。在原橋臺臺帽上鉆設(shè)灌漿孔和排氣孔，通過灌漿孔灌注原臺帽底部新增臺帽部分混凝土，混凝土灌注過程中產(chǎn)生的氣體通過排氣孔排出；
5)耳背墻、擋土板及擋塊施工:在灌漿孔和排氣孔內(nèi)設(shè)置植入鋼筋，植入鋼筋采用化學(xué)植筋的方式植入，植入鋼筋與新?lián)鯄K和新?lián)跬涟宓慕Y(jié)構(gòu)鋼筋綁扎鏈接，然后立模澆筑新耳背墻、新?lián)跬涟寮靶聯(lián)鯄K。
[0012]本發(fā)明具有以下特點:
1、通過補樁提高其結(jié)構(gòu)承載性能，通過增大橋原橋臺臺帽截面高度和寬度，連接新老粧基，以使荷載向新補粧基有效傳遞，實現(xiàn)了新老粧基的協(xié)同承載。
[0013]2、在原橋臺臺帽周圍采用非擠土工藝對稱補打樁基，樁基位置根據(jù)上部荷載分布情況確定，力求實現(xiàn)新舊樁基的形心與上部荷載中心重合，從而有效發(fā)揮各位置樁體的承載能力。
[0014]3、在原橋臺臺帽側(cè)面、地面及樁頂部新臺帽范圍鑿毛，植入鋼筋，綁扎新增臺帽部分的骨架鋼筋及構(gòu)造鋼筋后，立模澆筑新增臺帽部分混凝土，使新舊混凝土形成一整體。
[0015]4、橋梁結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求施工，且能滿足荷載設(shè)計要求，特別新增樁基和新增臺帽的施工要根據(jù)數(shù)值模擬等技術(shù)手段加以保障，力求保證新老結(jié)構(gòu)的協(xié)同受力。
[0016]5、新?lián)鯄K和新?lián)跬涟宓氖┕だ脻仓略雠_帽的灌漿孔和排氣孔設(shè)置植筋，減少了植筋鉆孔工作量并且使擋塊和擋土板與臺帽連接牢固。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)立面結(jié)構(gòu)圖；
圖2是補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)圖；
圖中:1_原橋臺臺帽，2-原樁基，3-新增樁基，4-原樁基樁側(cè)植筋，5-原樁基增大樁身，6-原橋臺臺帽底部植筋，7-原橋臺臺帽側(cè)面植筋，8-墊塊，9-排氣孔，10-灌漿孔，11-新增臺帽部分，12-新?lián)鯄K植筋，13-新?lián)鯄K，14-新?lián)跬涟逯步睿?5-新?lián)跬涟澹?6-新耳背墻，17-原耳背墻。

【具體實施方式】
[0018]整治施工現(xiàn)場、原樁基處理時的檢測技術(shù)和加固技術(shù)、橋臺新增樁基施工的設(shè)計參數(shù)及施工要求、新增臺帽部分施工設(shè)計參數(shù)及施工要求、耳背墻、擋土板及擋塊施工設(shè)計參數(shù)及施工要求、化學(xué)植筋要求等，本實施方式中不再累述，重點闡述本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)的實施方式。
[0019]圖1是本發(fā)明補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)立面結(jié)構(gòu)圖，圖2是本發(fā)明補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)圖。參照圖1、圖2所示，所需加固的橋梁為雙向四車道二級公路橋梁，整體結(jié)構(gòu)包括原橋臺臺帽1，原樁基2，新增樁基3，原樁基樁側(cè)植筋4，原樁基增大樁身5，原橋臺臺帽底部植筋6，原橋臺臺帽側(cè)面植筋7，墊塊8，排氣孔9，灌漿孔10，新增臺帽部分11，新?lián)鯄K植筋12，新?lián)鯄K13，新?lián)跬涟逯步?4，新?lián)跬涟?5，新耳背墻16，原耳背墻17。
[0020]原樁基2經(jīng)檢測以后，根據(jù)檢測結(jié)果采用相應(yīng)的修補措施進(jìn)行修補，一般采用增大樁身的方法進(jìn)行了修補，在原樁基2側(cè)面鑿毛、鉆孔，并采用了化學(xué)植筋的方法植入了原樁基樁側(cè)植筋4，綁扎骨架鋼筋后立模澆筑混凝土在原樁基2上形成原樁基增大樁身5。同時在原橋臺臺帽I的底部和側(cè)面鑿毛、鉆孔，并采用化學(xué)植筋的方式，植入原橋臺臺帽底部植筋6和原橋臺臺帽側(cè)面植筋7。
[0021]新增樁基3根據(jù)設(shè)計要求的樁位布設(shè)原則，采用非擠土工藝對稱補打分布在原樁基2的外側(cè)和后側(cè)，新增樁基3的樁基直徑及打設(shè)深度根據(jù)設(shè)計要求確定，且宜大于原樁基，待新增樁基3混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的75%以上方進(jìn)行新增臺帽部分11施工。且在新增樁基3上進(jìn)行沙袋堆載預(yù)壓，預(yù)壓7天以后卸載，進(jìn)行后續(xù)施工。
[0022]新增樁基3與原樁基2通過新增臺帽部分11連接，新增臺帽部分11通過植入鋼筋與原橋臺臺帽I相連接；新增臺帽部分11的構(gòu)造鋼筋與原橋臺臺帽底部植筋6和原橋臺臺帽側(cè)面植筋7綁扎相連接，新增臺帽部分11邊緣部位設(shè)置墊塊8，后立模；同時，在原橋臺臺帽I頂部設(shè)置了排氣孔9和灌漿孔10，通過灌漿孔10向新增臺帽部分11澆筑混凝土。待新增臺帽部分11的混凝土達(dá)到設(shè)計強度的80%以上方可進(jìn)行新耳背墻16、新?lián)跬涟?5及新?lián)鯄K13施工。
[0023]在排氣孔9和灌漿孔10處采用化學(xué)植筋設(shè)置了新?lián)鯄K植筋12和新?lián)跬涟逯步?4,綁扎新?lián)鯄K13和新?lián)跬涟?5的構(gòu)造鋼筋新,燒筑混凝土,形成新?lián)鯄K13和新?lián)跬涟?5等，最后綁扎新耳背墻構(gòu)造鋼筋，澆筑混凝土，形成新耳背墻16。
[0024]上述補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)的施工方法，主要包括以下步驟:
I)整治施工現(xiàn)場:根據(jù)要求在原樁基2周圍對將要施工區(qū)域內(nèi)的地上、地下障礙物清除和處理完畢，測設(shè)土方開挖控制點，用經(jīng)緯儀進(jìn)行定位放線，用白灰撒出開挖邊線，開挖地面至距離原橋臺臺帽I底f2m處，露出整個原橋臺臺帽I和原樁基2樁頂部分，將挖出的土運走，將原樁基2樁身和原橋臺臺帽I周圍的土清理干凈。
[0025]2)原樁基2處理:清樁完畢后，對原樁基2樁身進(jìn)行檢測，檢測樁身是否有缺陷，如有缺陷，分析缺陷原因，對樁身采取相應(yīng)的灌縫、增大截面尺寸、增設(shè)剛套管等補強措施。
[0026]3)橋臺新增樁基3施工:根據(jù)設(shè)計圖紙，采用非擠土工藝補打樁基，根據(jù)樁位的合理布設(shè)，在原樁基2外側(cè)和后面各打一根新增樁基3。
[0027]4)新增臺帽部分11施工:在原橋臺臺帽I側(cè)面、底面及原樁基樁側(cè)鑿毛，鉆孔，采用化學(xué)植筋的方式植入鋼筋，綁扎新增臺帽部分的構(gòu)造鋼筋，構(gòu)造鋼筋與植入鋼筋相連，形成一個整體，然后支設(shè)模板澆筑新增臺帽部分11混凝土。在原橋臺臺帽I上鉆設(shè)灌漿孔10和排氣孔9，通過灌漿孔10灌注原臺帽底部新增臺帽部分混凝土，混凝土灌注過程中產(chǎn)生的氣體通過排氣孔9排出。
[0028]5)耳背墻、擋土板及擋塊施工:在灌漿孔10和排氣孔9內(nèi)設(shè)置植入鋼筋，植入鋼筋采用化學(xué)植筋的方式植入，植入鋼筋與新?lián)鯄K13和新?lián)跬涟?5的結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎鏈接，然后立模燒筑新耳背墻16、新?lián)跬涟?5及新?lián)鯄K13。
【權(quán)利要求】
1.一種補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括原橋臺臺帽、新增臺帽部分、原樁基、新增樁基、原耳背墻、新耳背墻、新?lián)鯄K、新?lián)跬涟?；新增樁基設(shè)于原樁基外側(cè)和后側(cè)，新增樁基與原樁基通過新增臺帽部分連接；原臺帽頂部設(shè)置有灌漿孔和排氣孔、植筋、新?lián)鯄K和新?lián)跬涟澹恍略雠_帽部分通過植筋與原橋臺臺帽相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述植筋設(shè)于原樁基側(cè)面和原橋臺臺帽底部、側(cè)面，植筋與新增臺帽部分的結(jié)構(gòu)鋼筋相綁扎連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)，其特征在于灌漿孔和排氣孔設(shè)置于新?lián)鯄K和新?lián)跬涟宓脑O(shè)計位置，新?lián)鯄K和新?lián)跬涟宓慕Y(jié)構(gòu)鋼筋通過在灌漿孔和排氣孔中植入鋼筋的方式與臺帽連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求f3所述補樁與增大臺帽組合加固已建橋臺結(jié)構(gòu)的施工方法，主要包括以下步驟: O整治施工現(xiàn)場:根據(jù)要求在原樁基周圍對將要施工區(qū)域內(nèi)的地上、地下障礙物清除和處理完畢，測設(shè)土方開挖控制點，用經(jīng)緯儀進(jìn)行定位放線，用白灰撒出開挖邊線，開挖地面至距離原橋臺臺帽底f2m處，露出整個原橋臺臺帽和原樁基樁頂部分，將挖出的土運走，將原樁基樁身和原橋臺臺帽周圍的土清理干凈； 2)原樁基處理:清樁完畢后，對原樁基樁身進(jìn)行檢測，檢測樁身是否有缺陷，如有缺陷，分析缺陷原因，對樁身采取相應(yīng)的灌縫、增大截面尺寸、增設(shè)剛套管等補強措施； 3)橋臺新增樁基施工:根據(jù)設(shè)計圖紙，采用非擠土工藝補打樁基，根據(jù)樁位的合理布設(shè)，在原樁基外側(cè)和后面各打一根新增樁基； 4)新增臺帽部分施工:在原橋臺臺帽側(cè)面、底面及原樁基樁側(cè)鑿毛，鉆孔，采用化學(xué)植筋的方式植入鋼筋，綁扎新增臺帽部分的構(gòu)造鋼筋，構(gòu)造鋼筋與植入鋼筋相連，形成一個整體，然后支設(shè)模板澆筑新增臺帽部分混凝土；在原橋臺臺帽上鉆設(shè)灌漿孔和排氣孔，通過灌漿孔灌注原臺帽底部新增臺帽部分混凝土，混凝土灌注過程中產(chǎn)生的氣體通過排氣孔排出； 5)耳背墻、擋土板及擋塊施工:在灌漿孔和排氣孔內(nèi)設(shè)置植入鋼筋，植入鋼筋采用化學(xué)植筋的方式植入，植入鋼筋與新?lián)鯄K和新?lián)跬涟宓慕Y(jié)構(gòu)鋼筋綁扎鏈接，然后立模澆筑新耳背墻、新?lián)跬涟寮靶聯(lián)鯄K。
【文檔編號】E01D22/00GK104294769SQ201410471143
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】王新泉 申請人:杭州江潤科技有限公司