專利名稱：鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)及構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁加固技術(shù)，尤其涉及一種鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)及構(gòu)造方法。
背景技術(shù)：
橋梁作為交通動脈的重要組成部分，在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會發(fā)展中發(fā)揮著極為重要的作 用。橋梁的墩臺結(jié)構(gòu)正常與否直接關(guān)系到橋梁的總體安全， 一旦承載不足，必將存在極大的 安全隱患，因此，對其采取合理的加固方法進(jìn)行處理就顯得尤為重要。通常，現(xiàn)有技術(shù)采用 擴(kuò)大墩臺基礎(chǔ)，或者增大墩臺的截面面積來進(jìn)行加固處治；但是，對于一些加固空間受限， 墩臺埋深較大的橋梁則不太適用，不具有明顯的加固效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，它由基巖、墩臺、鋼筋束、鋼筋混凝 土框架、螺旋箍筋組成；墩臺固定在基巖上，墩臺內(nèi)部設(shè)置有豎向貫穿墩臺并深入基巖內(nèi)的 多個鉆孔；螺旋箍筋設(shè)置在鋼筋束上；鋼筋束設(shè)置在鉆孔內(nèi)，鋼筋束下端嵌入基巖內(nèi)，鉆孔、 鋼筋束、基巖通過現(xiàn)澆鋼筋混凝土錨固；各根鋼筋束的上端和墩臺上表面通過鋼筋混凝土框 架錨固。
鉆孔在墩臺上表面按梅花樁形式設(shè)置，鉆孔直徑20~30cm，鉆孔數(shù)量與鋼筋束數(shù)量相匹配。
鉆孔深度，即鋼筋束下端嵌入基巖內(nèi)的深度，大于基巖內(nèi)的弱風(fēng)化巖層深度lm;鋼筋束 上端高出墩臺頂部20~25cm。
鋼筋束由3根直徑為O20 O30的螺紋鋼筋焊接而成，螺紋鋼筋兩兩相切，鋼筋束表面套 箍直徑為0)8~<D12的螺旋箍筋。
鋼筋混凝土框架和現(xiàn)澆鋼筋混凝土采用的水泥混凝土，按水泥重量的1%摻入減水率大于 25%的減水劑，并使混凝土的28d標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于40MPa。
鋼筋混凝土框架橫截面為矩形，矩形尺寸與墩臺上表面面積和鉆孔位置相匹配， 一般為 30 40cmx30 40cm的矩形，且混凝土保護(hù)層厚度為3~5cm。
本發(fā)明還提出了一種鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺構(gòu)造方法，該方法步驟如下-
1) 檢測待加固墩臺結(jié)構(gòu)參數(shù)及基巖結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)理論計(jì)算和墩臺頂部的實(shí)際結(jié)構(gòu)形式 和空間，確定鉆孔大小、位置和深度并施工；
2) 將3根螺紋鋼筋豎向并排兩兩相切，焊接成鋼筋束，在鋼筋束外圍套箍螺旋箍筋；將 套箍了螺旋箍筋的鋼筋束置于鉆孔內(nèi)，并現(xiàn)澆鋼筋混凝土予以錨固，形成鉆孔灌注樁；
3) 鉆孔灌注樁露出墩臺表面的鋼筋束和螺旋箍筋通過現(xiàn)澆混凝土鑄成的鋼筋混凝土框架錨固，使墩臺、鋼筋混凝土框架和鉆孔灌注樁形成整體結(jié)構(gòu)。
前述步驟中，各個構(gòu)件的參數(shù)如下鉆孔在墩臺上表面按梅花樁形式設(shè)置，鉆孔直徑 20~30cm，鉆孔數(shù)量與鋼筋束數(shù)量相匹配；鉆孔深度大于基巖內(nèi)的弱風(fēng)化巖層深度lm;鋼筋 束上端高出墩臺頂部20~25cm;螺紋鋼筋直徑為O20-O30;鋼筋混凝土框架橫截面為 30 40cmx30 40cm的矩形，且混凝土保護(hù)層厚度為3 5cm;螺旋箍筋直徑為O8~0>12;鋼筋 混凝土框架和現(xiàn)澆鋼筋混凝土采用的水泥混凝土，按水泥重量的1%摻入減水率大于25%的 減水劑，并使混凝土的28d標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于40MPa。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是對原有橋梁的墩臺結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)，適用面廣，結(jié)構(gòu)簡單、牢 固，加固效果顯著。


圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立面圖2、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)側(cè)立面圖3、鉆孔和鋼筋混凝土框架設(shè)置位置平面圖4、鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)圖5、鋼筋束和螺旋箍筋連接結(jié)構(gòu)截面圖6、鋼筋束結(jié)構(gòu)截面圖7、鋼筋混凝土框架平面構(gòu)造配筋圖8、鋼筋混凝土框架斷面構(gòu)造配筋圖9、鉆孔設(shè)置位置示意圖中墩臺l、鋼筋束2、鋼筋混凝土框架3、螺旋箍筋4、螺紋鋼筋5、鉆孔灌注樁7、 鋼筋骨架IO、縱筋ll、箍筋12。
具體實(shí)施例方式
參見圖1、 2，本發(fā)明的鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，它由基巖、墩臺1、鋼筋束2、
鋼筋混凝土框架3、螺旋箍筋4組成；墩臺1固定在基巖上，墩臺1內(nèi)部設(shè)置有豎向貫穿墩
臺1并深入基巖的多個鉆孔；螺旋箍筋4設(shè)置在鋼筋束2上；鋼筋束2設(shè)置在鉆孔內(nèi)，鋼筋 束2下端嵌入基巖內(nèi)，鉆孔、鋼筋束2、基巖通過現(xiàn)澆鋼筋混凝土錨固；各根鋼筋束2的上 端和墩臺1上表面通過鋼筋混凝土框架3錨固。
參見圖3、 9，鉆孔在墩臺1上表面按梅花樁形式設(shè)置，鉆孔直徑20 30cm，鉆孔數(shù)量與 鋼筋束2數(shù)量相匹配；鋼筋混凝土框架3橫截面為矩形，矩形尺寸與墩臺1上表面面積和鉆 孔位置相匹配，且混凝土保護(hù)層厚度為3 5cm;
參見圖7，針對某一具體橋梁墩臺1，本發(fā)明選用鋼筋混凝土框架3橫截面尺寸為 30 40cmx30 40cm，此尺寸設(shè)置使鋼筋混凝土框架3在墩臺1上表面均勻?qū)ΨQ布置，并使最靠近墩臺1四個頂角的4個鉆孔正好處于鋼筋混凝土框架3的頂角上(所有鉆孔都處于鋼筋 混凝土框架3的橫截面積內(nèi))；參見圖8，縱筋11和箍筋12共同形成鋼筋混凝土框架3的鋼 筋骨架10，鋼筋骨架10與鉆孔灌注樁7的鋼筋束2和螺紋鋼筋5連接，共同形成鋼筋混凝 土框架3 (縱筋11布置在鋼筋混凝土框架3的四個角點(diǎn)位置)；縱筋11直徑為(D16 (D20，箍 筋12直徑為O10~ D14。
參見圖6，鋼筋束2由3根直徑為(D20 C)30的螺紋鋼筋5焊接而成，螺紋鋼筋5兩兩相 切，參見圖5，鋼筋束2表面套箍直徑為<D8~012的螺旋箍筋4;參見圖4，將外部套有螺旋 箍筋4的鋼筋束2置于鉆孔內(nèi)，通過現(xiàn)澆鋼筋混凝土即形成鉆孔灌注樁7，鉆孔灌注樁7下 部嵌入基巖的深度大于基巖內(nèi)的弱風(fēng)化巖層深度lm;鉆孔灌注樁7冒出墩臺1頂部的高度為 20 25cm。
針對此鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出的施工方法歩驟如下-
1) 檢測橋梁墩臺1結(jié)構(gòu)的圬工質(zhì)量，驗(yàn)算其穩(wěn)定性，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和墩臺1頂部的結(jié)構(gòu) 形式和空間，選擇合理的鉆孔大小及位置進(jìn)行施工；在鉆孔施工過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)位置和橋 梁墩臺1的圬工材料類型(混凝土或石料)，綜合考慮鉆孔位置， 一般選擇混凝土薄弱區(qū)域或 石料的空隙位置，盡量減輕對原結(jié)構(gòu)的損傷。
2) 將3根螺紋鋼筋5焊接成鋼筋束2，預(yù)制螺旋箍筋4，將螺旋箍筋4套箍于鋼筋束2 上， 一并置于鉆孔內(nèi)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土予以錨固，形成鉆孔灌注樁7。其中，螺紋鋼筋5直 徑為0>20~0>30，螺旋箍筋4直徑為(D8 ①12，螺旋箍筋4的螺旋直徑為(D+ d) /2 (D為鉆 孔直徑，d為3根螺紋鋼筋兩兩相切并排后的外切圓的直徑)。鋼筋混凝土框架3和現(xiàn)澆混凝 土所采用的水泥混凝土，按水泥重量的1%摻入減水率大于25%的高效減水劑，混凝土的28d 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于40MPa。
3) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架3結(jié)構(gòu)，使鉆孔灌注樁7露出墩臺1表面的鋼筋束2和螺旋箍筋 4與墩臺1形成整體結(jié)構(gòu)，共同受力。
權(quán)利要求
1、一種鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，其特征在于它由基巖、墩臺(1)、鋼筋束(2)、鋼筋混凝土框架(3)、螺旋箍筋(4)組成；墩臺(1)固定在基巖上，墩臺(1)內(nèi)部設(shè)置有豎向貫穿墩臺(1)并深入基巖內(nèi)的多個鉆孔；螺旋箍筋(4)設(shè)置在鋼筋束(2)上；鋼筋束(2)設(shè)置在鉆孔內(nèi)，鋼筋束(2)下端嵌入基巖內(nèi)，鉆孔、鋼筋束(2)、基巖通過現(xiàn)澆鋼筋混凝土錨固；各根鋼筋束(2)的上端和墩臺(1)上表面通過鋼筋混凝土框架(3)錨固。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，其特征在于鉆孔在墩臺(1) 上表面按梅花樁形式設(shè)置，鉆孔直徑20 30cm，鉆孔數(shù)量與鋼筋束(2)數(shù)量相匹配。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，其特征在于鉆孔深度，即鋼 筋束(2)下端嵌入基巖內(nèi)的深度，大于基巖內(nèi)的弱風(fēng)化巖層深度lm;鋼筋束(2)上端高出 墩臺(1)頂部20 25cm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼筋束(2)由 3根直徑為0>20~0>30的螺紋鋼筋(5)焊接而成，螺紋鋼筋(5)兩兩相切，鋼筋束(2)表 面套箍直徑為08~012的螺旋箍筋(4)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼筋混凝土框架 G)和現(xiàn)澆鋼筋混凝土采用的水泥混凝土，按水泥重量的1%摻入減水率大于25%的減水劑，且混凝土的28d標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于40MPa。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼筋混凝土框架(3) 橫截面為矩形，矩形尺寸與墩臺(1)上表面面積和鉆孔位置相匹配，其尺寸為 30 40cmx30 40cm的矩形，且混凝土保護(hù)層厚度為3~5cm。
7、 一種鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺構(gòu)造方法，其特征在于其步驟如下-1) 檢測待加固墩臺(1)結(jié)構(gòu)參數(shù)及基巖結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)理論計(jì)算和墩臺(1)頂部的實(shí) 際結(jié)構(gòu)形式和空間，確定鉆孔大小、位置和深度并施工；2) 將3根螺紋鋼筋(5)豎向并排兩兩相切，焊接成鋼筋束(2)，在鋼筋束(2)外圍套 箍螺旋箍筋(4);將套箍了螺旋箍筋(4)的鋼筋束(2)置于鉆孔內(nèi)，并現(xiàn)澆鋼筋混凝土予 以錨固，形成鉆孔灌注樁(7);3) 鉆孔灌注樁(7)露出墩臺表面的鋼筋束(1)和螺旋箍筋(4)通過現(xiàn)澆混凝土鑄成 的鋼筋混凝土框架(3)錨固，使墩臺(1)、鋼筋混凝土框架(3)和鉆孔灌注樁形成整體結(jié) 構(gòu)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺構(gòu)造方法，其特征在于前述步驟中， 各個構(gòu)件的參數(shù)如下鉆孔在墩臺(1)上表面按梅花樁形式設(shè)置，鉆孔直徑20 30cm，鉆孔數(shù)量與鋼筋束(2)數(shù)量相匹配；鉆孔深度大于基巖內(nèi)的弱風(fēng)化巖層深度lm;鋼筋束(2)上端高出墩臺(1)頂部20~25cm;螺紋鋼筋(5)直徑為O20~O30;鋼筋混凝土框架(3)橫 截面為30~40cmx30~40cm的矩形，且混凝土保護(hù)層厚度為3~5cm;螺旋箍筋(4)直徑為 0>8~O12;鋼筋混凝土框架(3)和現(xiàn)澆鋼筋混凝土采用的水泥混凝土，按水泥重量的1%摻入 減水率大于25%的減水劑，并使混凝土的28d標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于40MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺結(jié)構(gòu)，它由基巖、墩臺、鋼筋束、鋼筋混凝土框架、螺旋箍筋組成；墩臺內(nèi)部設(shè)置有豎向貫穿墩臺并深入基巖內(nèi)的多個鉆孔；鋼筋束設(shè)置在鉆孔內(nèi)并嵌入基巖內(nèi)，鉆孔、鋼筋束、基巖通過現(xiàn)澆鋼筋混凝土錨固；各根鋼筋束的上端和墩臺上表面通過鋼筋混凝土框架錨固。本發(fā)明還公開了一種鉆孔灌注樁加固橋梁墩臺構(gòu)造方法。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是對原有橋梁的墩臺結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)，適用面廣，結(jié)構(gòu)簡單、牢固，加固效果顯著。
文檔編號E01D22/00GK101565931SQ20091010396
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者周建庭, 祝小龍 申請人:重慶市勘測院