高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種包括箱橋和在高填方城市快速路下的土體內(nèi)設(shè)置的管棚，棚管的兩端均設(shè)有開口；管棚頂部的棚管之間豎向設(shè)置有錨桿，棚管下方的土體內(nèi)設(shè)有承托板，各錨桿的下端向下伸出棚管并與承托板相連接；各錨桿的上端連接有橫梁，橫梁設(shè)置在高填方城市快速路路表處的土體內(nèi)；箱橋的前端設(shè)有由鋼板制成的板狀鋼刃角，鋼刃角的長度與箱橋?qū)挾认嗤?，鋼刃角?nèi)沿前后方向設(shè)有多個貫通鋼刃角的觀察孔，以箱橋的頂進方向為前向，鋼刃角向前伸出箱橋70－100厘米。在管棚內(nèi)增設(shè)鋼筋籠并注漿，提高了管棚的抗彎剛度；在管棚的管壁上方預(yù)留注漿孔，設(shè)置懸吊管棚的錨桿，布設(shè)素土層、后期吹沙填充等措施解決了箱橋頂進施工后出現(xiàn)大面積沉降的問題。
【專利說明】
高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種高填方城市快速路下非開挖施工箱橋的一種施工結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]以單個箱橋截面尺寸為9米*9米的正方形的三孔不連續(xù)箱橋為例，通常設(shè)計為大開挖施工。當箱橋頂部為城市快速路時不允許封閉交通，因此在這種情況下需要使用箱橋頂進的方法進行施工。箱橋所處位置為高填方的城市快速路，箱橋上方土體厚度通常為300厘米-400厘米，道路寬度將近50米，道路上方車流量極大，且修建年代久遠。根據(jù)原設(shè)計要求的施工工藝，施工第一個箱橋時，由于箱橋截面尺寸大，頂進距離長，土體沉降值達到了20厘米-30厘米，導(dǎo)致道路幾乎斷行，交警部門和社會公眾反應(yīng)較大，因此為了避免出現(xiàn)較大沉降影響道路通行，必須采取新的技術(shù)措施進行處理。
[0003]針對此類工程的現(xiàn)場情況，近年來常規(guī)的施工工藝有如下幾種:1、采用超大直徑矩形盾構(gòu)，該方法優(yōu)點是可有效的降低箱橋上方的土體沉降量，工藝先進，且可以保證后續(xù)的箱橋不出現(xiàn)工后沉降等;缺點是造價太高，施工工藝復(fù)雜。2、大開挖施工，該方法施工簡單、快捷，且可以很好的對箱橋兩側(cè)和頂部的回填土進行質(zhì)量控制，缺點對上方道路影響較大，施工完成后的前幾年可能出現(xiàn)局部沉降，適合于箱橋上方無障礙物情況下施工。3、支護開挖加鋼便橋法施工，該方法優(yōu)點是可以將開挖斷面縮小，且對交通影響較小，施工速度快，缺點是造價相對較高，需要短時間內(nèi)封閉道路制作鋼便橋。4、管棚支護加箱橋頂進施工，優(yōu)點是工藝相對復(fù)雜，造價相對較低，對上方道路影響較小，適用于頂進距離短，上方結(jié)構(gòu)物或土體加固方便的情況，缺點是箱橋上方的結(jié)構(gòu)物或土體加固困難，尤其是針對高填方區(qū)域，非常容易出現(xiàn)沉降。
[0004]綜合上述情況可知，針對本工程的特點，沒有最合適的施工工藝，只有管棚支護加箱橋頂進最為實用，但常用的管棚支護加箱橋頂進，沒有在高填方和城市快速路下施工的經(jīng)驗，因此在試驗首節(jié)箱橋施工時，即遇到了大面積的土體沉降，嚴重影響了箱橋上方道路通行。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)，能夠降低箱橋頂進施工引起的路面沉降量。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)包括箱橋和在高填方城市快速路下的土體內(nèi)設(shè)置的管棚，管棚包括多根間隔設(shè)置的棚管，棚管的兩端均設(shè)有開口；管棚頂部的棚管之間豎向設(shè)置有錨桿，棚管下方的土體內(nèi)設(shè)有承托板，各錨桿的下端向下伸出棚管并與承托板相連接;各錨桿的上端連接有橫梁，橫梁設(shè)置在高填方城市快速路路表處的土體內(nèi)；
[0007]箱橋的前端設(shè)有由鋼板制成的板狀鋼刃角，鋼刃角寬150厘米、厚3— 5厘米，鋼刃角的長度與箱橋?qū)挾认嗤?，鋼刃角?nèi)沿前后方向設(shè)有多個貫通鋼刃角的觀察孔，相鄰觀察孔在前后方向上的間距為I 一 1.5米，觀察孔的孔徑為15± I厘米；以箱橋的頂進方向為前向，鋼刃角向前伸出箱橋70 —100厘米。
[0008]所述棚管管壁上設(shè)置兩排以上注漿孔，相鄰兩排注漿孔交錯布置;所述注漿孔的孔徑為1±0.1厘米;沿組成管棚的棚管的長度方向，棚管管壁上相鄰的兩注漿孔的間距為100±1厘米;沿棚管的周向方向，棚管管壁上相鄰的兩注漿孔的間距為20 — 30厘米。
[0009]管棚的各棚管內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠，鋼筋籠包括環(huán)形箍筋和均勻連接在環(huán)形箍筋的外圓周面上的縱向主筋;縱向主筋沿管棚的通長設(shè)置;縱向主筋與棚管的內(nèi)壁之間設(shè)有墊塊。
[0010]所述箱橋后方地面設(shè)有千斤頂，千斤頂伸出桿的前端與箱橋的后端底壁相頂壓，千斤頂后端頂壓在一承壓塊上，承壓塊的底部埋在土層內(nèi)。
[0011 ]本實用新型具有如下的優(yōu)點:
[0012]1、本
【申請人】在面對管棚支護加箱橋頂進出現(xiàn)大面積沉降的問題時，對常規(guī)的管棚進行了改進，通過引入鉆孔灌注粧的原理，在管棚內(nèi)增設(shè)鋼筋籠并注漿，極大的提高了管棚自身的抗彎剛度；同時在管棚的管壁上方預(yù)留注漿孔，通過向管棚內(nèi)壓注水泥漿加固管棚周邊的土體強度，增強管棚周邊的土體整體強度和剛度，防止箱橋頂進過程中土體下落。管棚抗彎剛度提高且增強管棚周邊的土體整體強度和剛度，這些措施都有助于解決箱橋頂進施工后出現(xiàn)大面積沉降的問題。
[0013]2、通過借鑒連續(xù)箱梁受力概念，沿管棚的長度方向，在管棚的中間位置、兩端設(shè)置橫向懸吊梁，懸吊的拉結(jié)裝置采用錨桿，在管棚的負彎矩區(qū)施加反向的拉應(yīng)力，提高管棚的抗彎能力。
[0014]3、錨桿施工時，采用高粘度的水泥漿進行錨桿孔填充，通過一定的壓力將水泥漿注入錨桿孔的周邊土體，旨在通過該方式改良箱橋上方土體的整體性和穩(wěn)定性。
[0015]4、通過在頂進前在箱橋頂部預(yù)先布設(shè)素土層、后期吹沙填充兩項工藝，將箱橋壁與管棚之間的空隙全部填充密實，避免了施工過程中和施工后沉降。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明中的高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0017]圖2是箱橋進入銷桿下方后圖1的A— A剖視不意圖；
[0018]圖3是管棚的棚管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是圖3的B —B向視圖；
[0020]圖5是圖1中鋼刃角的俯視示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1至圖5所示，本發(fā)明公開了一種高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)，包括箱橋I和在高填方城市快速路下的土體內(nèi)設(shè)置的管棚2，管棚2包括多根間隔設(shè)置的棚管3，棚管3的兩端均設(shè)有開口；管棚2頂部的棚管3之間豎向設(shè)置有錨桿10，棚管3下方的土體內(nèi)設(shè)有承托板13，各錨桿10的下端向下伸出棚管3并與承托板13相連接;承托板13的設(shè)置，可以防止管棚2頂部的棚管3向下陷落，保證正常的施工條件，確保施工安全。各錨桿10的上端連接有橫梁12，橫梁12設(shè)置在高填方城市快速路路表11處的土體內(nèi)。
[0022]箱橋I的前端設(shè)有由鋼板制成的板狀鋼刃角8，鋼刃角8寬150厘米、厚3— 5厘米，鋼刃角8的長度與箱橋I寬度相同，鋼刃角8內(nèi)沿前后方向設(shè)有多個貫通鋼刃角8的觀察孔9，相鄰觀察孔9在前后方向上的間距為I 一 1.5米，觀察孔9的孔徑為15± I厘米；以箱橋I的頂進方向為前向，鋼刃角8向前伸出箱橋70 —100厘米。
[0023]所述棚管3管壁上設(shè)置兩排以上注漿孔4，相鄰兩排注漿孔4交錯布置;所述注漿孔4的孔徑為1±0.1厘米;沿組成管棚2的棚管3的長度方向，棚管3管壁上相鄰的兩注漿孔4的間距為100±1厘米;沿棚管3的周向方向，棚管3管壁上相鄰的兩注漿孔4的間距為20 — 30厘米，從而使注漿孔4在棚管3的管壁上呈梅花狀布置。
[0024]管棚2的各棚管3內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠，鋼筋籠包括環(huán)形箍筋5和均勻連接在環(huán)形箍筋5的外圓周面上的縱向主筋6;縱向主筋6沿管棚2的通長設(shè)置;縱向主筋6與棚管3的內(nèi)壁之間設(shè)有墊塊7。
[0025]所述箱橋I后方地面設(shè)有千斤頂14，千斤頂14伸出桿的前端與箱橋I的后端底壁相頂壓，千斤頂14后端頂壓在一承壓塊15上，承壓塊15的底部埋在土層內(nèi)，從而能夠承受較大的頂壓力。承壓塊15后方的土層高于承壓塊15前方的土層，可以增強承壓塊15的穩(wěn)定性。
[0026]如圖1至圖5所示，本實用新型還公開了使用上述施工結(jié)構(gòu)進行高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工的方法，按如下步驟進行施工:
[0027]第一步:測量、放線，預(yù)制箱橋1、確定管棚2的鉆孔位置；
[0028]第二步:采用管棚2的鉆孔設(shè)備(管棚鉆孔設(shè)備為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，可以采用管棚鉆機等)進行管棚施工;管棚2的施工范圍為待頂進箱橋I區(qū)域的頂部、兩側(cè)以及底部與側(cè)面連接部位的100厘米范圍內(nèi)，管棚2包括多根棚管3;
[0029]組成管棚2的棚管3管壁上設(shè)置兩排以上注漿孔4，相鄰兩排注漿孔4交錯布置形成梅花狀;所述注漿孔4的孔徑為I ± 0.1厘米;棚管3的兩端均設(shè)有開口；
[0030]管棚2與箱橋I頂部的距離為20— 40厘米；
[0031 ]第三步:管棚2施工完成后，在管棚2的各棚管3內(nèi)設(shè)置鋼筋籠，鋼筋籠包括環(huán)形箍筋5和均勻連接在環(huán)形箍筋5的外圓周面上的縱向主筋6;縱向主筋6沿管棚2的通長設(shè)置;縱向主筋6與棚管3的內(nèi)壁之間設(shè)有墊塊7;
[0032]鋼筋籠安裝完成后，通過管棚2的棚管3的一端開口向棚管3內(nèi)壓注水泥漿，壓力值為0.5-1.0MPa，水泥漿的粘度為18 — 22s(秒)。停止壓注水泥漿的條件是:注漿量達到棚管3容積的兩倍且棚管3另一端開口處出漿均勻;設(shè)置鋼筋籠并注漿的方式極大的提高了管棚2自身的抗彎剛度;注漿后，漿液從注漿孔4注入管棚2周邊的土體，從而加固管棚2周邊的土體，增強管棚2周邊的土體整體強度和剛度，防止箱橋I頂進過程中土體下落。
[0033]第四步:采用千斤頂頂進預(yù)制好的箱橋I，挖掘機配合人工在箱橋I的橋洞中進行挖土;頂進過程中對管棚2進行局部的二次加固；頂進中觀察箱橋I的頂面和側(cè)面與管棚2之間是否存在空隙，并對存在的空隙進行填充。
[0034]所述縱向主筋6直徑大于等于20毫米，相鄰縱向主筋6之間的間距為10±I厘米;所述環(huán)形箍筋5沿棚管3的長度方向均勻設(shè)有多個，相鄰兩環(huán)形箍筋5的間距為100 —150厘米(包括100厘米和150厘米)。
[0035]所述管棚2的相鄰兩根棚管3之間的間距為5—10厘米。
[0036]沿組成管棚2的棚管3的長度方向，棚管3管壁上相鄰的兩注漿孔4的間距為100±1厘米;沿棚管3的周向方向，棚管3管壁上相鄰的兩注漿孔4的間距為20 — 30厘米，從而使注漿孔4在棚管3的管壁上呈梅花狀布置。
[0037]第一步中預(yù)制箱橋I時，在箱橋I的頂部設(shè)置寬150厘米、厚3— 5厘米的板狀鋼刃角8，鋼刃角8的長度與箱橋I寬度相同，鋼刃角8內(nèi)沿前后方向設(shè)有多個貫通鋼刃角8的觀察孔9，相鄰觀察孔9在前后方向上的間距為I 一 1.5米，觀察孔9的孔徑為15±1厘米；
[0038]以箱橋I的頂進方向為前向，鋼刃角8向前伸出箱橋70—100厘米;箱橋I頂進時由專人觀測鋼刃角8的入土情況，避免變形，單次頂進距離不超過50厘米。
[0039]施工處土質(zhì)松軟時，鋼刃角8向前伸出箱橋80 —100厘米;施工處土質(zhì)較硬時，鋼刃角8向前伸出箱橋70 — 80厘米;第四步中挖土作業(yè)時，鋼刃角8不得全部露出土體外部，箱橋I頂部與管棚2之間以及管棚2以上的土體不得通過開挖面脫落。
[0040]根據(jù)土體的特性和箱橋I頂部的荷載情況，每隔400— 500厘米在管棚2頂部的棚管3之間向上搭設(shè)錨桿10，錨桿10的下端與相鄰管棚2進行有效連接，錨桿頂部與高填方城市快速路路表11處的土體內(nèi)部相連接;采用高粘度的水泥漿進行錨桿10孔填充，通過一定的壓力將水泥漿注入錨桿10孔的周邊土體;管棚2的端部連接門架梁(門架梁為現(xiàn)有技術(shù)，圖未不)。
[0041]在箱橋I頂進前，在箱橋I頂部鋪設(shè)同箱橋I頂部與管棚2之間的距離等高度的素土層，并在素土層內(nèi)沿前后方向埋設(shè)吹沙管，吹沙管的前后兩端伸出素土層;箱橋I頂進過程中，由工作人員及時通過設(shè)置在鋼刃角8處的觀察孔9、箱橋I側(cè)壁的空隙處，對頂部及側(cè)壁的空隙部位進行吹沙，填充管棚2與箱橋I之間的空隙，防止管棚2下垂、側(cè)彎。
[0042]所述第四步中頂進箱橋I時，每頂進100厘米，通過鋼刃角8上的觀察孔9觀察管棚2與箱橋I頂部之間是否有空隙，如有空隙，則通過吹沙管向空隙內(nèi)吹沙，填充空隙。
[0043]以上實施例僅用以說明而非限制本實用新型的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本實用新型進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括箱橋和在高填方城市快速路下的土體內(nèi)設(shè)置的管棚，管棚包括多根間隔設(shè)置的棚管，棚管的兩端均設(shè)有開口；管棚頂部的棚管之間豎向設(shè)置有錨桿，棚管下方的土體內(nèi)設(shè)有承托板，各錨桿的下端向下伸出棚管并與承托板相連接;各錨桿的上端連接有橫梁，橫梁設(shè)置在高填方城市快速路路表處的土體內(nèi)； 箱橋的前端設(shè)有由鋼板制成的板狀鋼刃角，鋼刃角寬150厘米、厚3 — 5厘米，鋼刃角的長度與箱橋?qū)挾认嗤撊薪莾?nèi)沿前后方向設(shè)有多個貫通鋼刃角的觀察孔，相鄰觀察孔在前后方向上的間距為I 一 1.5米，觀察孔的孔徑為15 ± I厘米；以箱橋的頂進方向為前向，鋼刃角向前伸出箱橋70 —100厘米。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述棚管管壁上設(shè)置兩排以上注漿孔，相鄰兩排注漿孔交錯布置;所述注漿孔的孔徑為I ±0.1厘米;沿組成管棚的棚管的長度方向，棚管管壁上相鄰的兩注漿孔的間距為100± I厘米;沿棚管的周向方向，棚管管壁上相鄰的兩注漿孔的間距為20 — 30厘米。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)，其特征在于:管棚的各棚管內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠，鋼筋籠包括環(huán)形箍筋和均勻連接在環(huán)形箍筋的外圓周面上的縱向主筋;縱向主筋沿管棚的通長設(shè)置;縱向主筋與棚管的內(nèi)壁之間設(shè)有墊塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高填方城市快速路下超長箱橋頂進施工結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述箱橋后方地面設(shè)有千斤頂，千斤頂伸出桿的前端與箱橋的后端底壁相頂壓，千斤頂后端頂壓在一承壓塊上，承壓塊的底部埋在土層內(nèi)。
【文檔編號】E01D18/00GK205557340SQ201620265977
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月3日
【發(fā)明人】光軍偉, 楊成海, 馬國強, 吳紀東, 王明遠, 張雙梅, 陳波, 段瑜甫, 羅浩棟, 宋俊偉, 王申, 侯留拴, 郭泉水, 孫振東, 趙娜, 張進勇, 張少佩, 代文銳, 易明
【申請人】鄭州市市政工程總公司