[发明专利]排桩箱涵结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通及水利工程技术领域，具体为一种特殊的箱涵结构及其施工方法。

背景技术

箱涵属于涵洞的一种，一般用来排水，过人及车辆。箱涵根据需要分为单孔箱涵和多孔箱涵。如图1所示，现有的单孔箱涵为封闭的框架结构，主要组成部分有钢筋混凝土涵身1'、翼墙2'、混凝土基础3'、变形缝4'等。如图2所示，现有的多孔箱涵与图1的单孔箱涵结构类似，在混凝土涵身1'上设有多个涵洞，涵洞之间设有立墙5’。箱涵施工一般采用现浇，在开挖好的沟槽内设置临时的基坑排桩支护，设置底层，浇筑一层混凝土垫层，再将加工好的钢筋现场绑扎，支内模和外模，较大的箱涵一般先浇筑底板和侧壁的下半部分，再绑扎侧壁上部和顶板钢筋，支好内外模，浇筑侧壁上半部分和顶板。待混凝土达到设计要求的强度拆模，在箱涵两侧同时回填土。该箱涵结构的基坑排桩支护属于临时结构，造价高，箱涵浇筑完成后就废弃了。且该结构不适于在超厚的软基上使用，软基过厚，箱涵底部易出现不均匀沉降问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种排桩箱涵结构及其施工方法，消除箱涵顶部荷载传到底部，引起底部不均匀沉降的问题；当建在深厚的软基上时，减少箱涵底部进行特殊地基处理的内容及程序；提高箱涵整体受力性能。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

排桩箱涵结构，包括边柱排桩、高压旋喷桩、边冠梁、U型底板及顶板，所述的边柱排桩分为两组，对称布设于两侧，每侧的两两边柱排桩之间设置高压旋喷桩形成止水帷幕，所述的边冠梁设有两个，分别位于两组边柱排桩上方，所述的U型底板浇筑在两组边柱排桩之间，U型底板侧壁与边柱排桩内壁连接，所述的边冠梁上部与顶板浇筑成一体。

一实施例中，还包括若干组中柱及若干个中冠梁，所述的若干组中柱设于两组边柱排桩中部且与边柱排桩平行，所述的若干个中冠梁分别设于若干组中柱上方，所述的中冠梁上部与顶板浇筑成一体。

优选地，所述的边柱排桩包括长灌柱桩和短灌柱桩，两根长灌柱桩间布设2根短灌柱桩，所述的长灌柱桩嵌入中风化岩层或进入具有足够锚固长度的持力层，所述的短灌柱桩的高度大于U型底板的深度，所述的高压旋喷桩穿过底板及淤泥层底。

优选地，所述的U型底板侧壁的厚度小于或等于U型底板的底部厚度的一半。

优选地，所述的顶板底部为拱形，顶板与边冠梁及中冠梁连接处的板厚大于其余部分板厚。

其中，所述的U型底板侧壁及底部与边柱排桩连接处设有挂网钢筋及底板锚筋，所述的边冠梁与顶板连接处设有箍筋。

由于采用了上述的结构，本发明具有如下有益效果：

1.本发明打破常规基坑支护结构与永久结构分开的设计理念，将临时基坑支护结构变为箱涵永久结构组成部分，将箱涵的底板和顶板分开，使底板受力大大减轻，使得本结构的填土荷载通过顶板传给边冠梁/中冠梁,然后直接传给了边柱排桩/中柱，同时底板采用U型结构与边柱排桩相连，充分发挥了边柱排桩的受力优势，箱涵的U型底板无须单独的地基处理，不仅增强了箱涵的整体性而且也减少了箱涵底部地基处理费用。

2. 多孔箱涵通过中柱及中冠梁形成中部支撑，取消涵洞中间的立墙，可满足顶板跨径的布置，减少顶板厚度。

3.本发明结构在超厚软基上更具实用性，由于无地基处理，避免了可能产生的不均匀沉降的问题。

本发明还公开了上述结构的施工方法，包括以下步骤：

S1.边柱排桩施工：场地平整、定位放线，边柱排桩分为两组，沿顺水流方向平行布设在基坑的位置上，高压旋喷桩采取分批跳孔施作，每两个边柱排桩之间设置一个高压旋喷桩形成止水帷幕；

S2.中柱施工：根据箱涵的跨径需求布置中柱，中柱采用灌柱桩，中柱平行布置在两组边柱排桩之间；

S3.冠梁施工：凿除边柱排桩及中柱的顶部，使其位于同一平面上，开挖至冠梁底，进行边冠梁及中冠梁施工，边冠梁位于边柱排桩上方，中冠梁位于中柱上方，边冠梁及中冠梁的伸缩缝布置与顶板一致，边冠梁及中冠梁上方预留箍筋；

S4.内撑施工：在边冠梁与中冠梁之间沿垂直于水流方向布设若干内撑；

S5.基坑开挖：开挖基坑至U型底板高程下方；

S6.U型底板浇筑：确定U型底板的位置，在边柱排桩及中柱与底板的交接位置植筋，在底板位置先浇筑砼垫层，然后进行U型底板的底部浇筑，清除边柱排桩间的淤泥土，利用边柱排桩做模板浇筑U型底板侧壁；

S7.顶板浇筑：放置顶板模板，在边冠梁、中冠梁及顶板模板上部浇筑顶板，使顶板与边冠梁及中冠梁形成整体；

S8. 移除顶板模板，拆除内撑，回填覆土即可。