专利名称：宽大缺陷基础的加固结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种宽大缺陷基础的加固结构及其施工方法，主要适用于各种水利水 电工程中。
背景技术：
混凝土坝、混凝土间坝、溢洪道等上部为混凝土或浆砌石材料的建筑物是水利水 电等工程应用广泛的结构形式。如图1所示，由于复杂的地质条件，往往在混凝土或浆砌石 结构体的地基中出露较大宽度的不良地质缺陷(宽大断层、软弱带、破碎带等)，如某工程 溢洪道基础面存在断层宽9 10m，影响带两边各宽10m，共30m宽度，对工程影响很大。这 些软弱的不良地质缺陷，不能满足上部混凝土或浆砌石等刚性结构体的基础要求，必须设 置稳妥的基础承载结构，有时还需要满足挡水建筑物的基础防渗要求，是水利水电等土建 工程中比较普遍的工程问题。目前，对宽度较小的地质缺陷采用槽挖一定深度并回填混凝土塞是有 效的处理方 法，但当地质缺陷跨度大且软弱基础变形大时，再采用上述方法处理，一是置换承载结构中 部范围将产生较大的弯矩而易出现裂缝，不利于结构安全，为控制拉应力就需增大置换体 的厚度(见图2) ；二是基础现浇体体积增大，可能成为大体积混凝土工程，易产生裂缝，需 采取较复杂的温控措施；由此明显增加工程开挖处理量、施工复杂性和施工工期，方案经济 性很差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述存在的问题提供一种结构简单稳固、跨越 宽度和承载能力大、投资省的宽大缺陷基础的加固结构及其施工方法，以达到降低处理难 度、提高基础承载力、减小基础开挖和处理工程量的目的。本发明所采用的技术方案是宽大缺陷基础的加固结构，具有破碎带，其两侧为稳 定基岩，其特征在于所述破碎带上方布置立拱式承载体。所述承载体两端分别通过两个拱座设置在稳定基岩上。两个拱座沿其纵向布置为平行线或分段布置为平行线。所述承载体上预留一组灌浆孔。所述承载体与破碎带之间布置砂浆回填。所述承载体采用钢筋混凝土浇筑或预制拱梁现场拼装而成。
所述承载体上方设置过渡层。所述过渡层呈梯形平台状，两侧与设计建基面以1 1斜坡过渡，平台宽度一般要 求不超过上部坝段1/3-1/2宽度，否则需相应调整上部结构体的竖向结构分缝的设置。一种宽大缺陷基础加固结构的施工方法，其特征在于步骤如下a、分部位开挖，先开挖地质破碎带两侧拱座处，使其建基于稳定基岩上，然后根据 立拱结构体形确定地质破碎带范围的开挖轮廓，并针对地质破碎带进行开挖；
b、浇筑拱座混凝土，完成两侧拱座布置定位后，即浇筑拱座混凝土，并完成拱座处 的基础处理；C、浇筑立拱式承载体，形成整体承载结构(施工时可预制拱梁现场拼装，再横向 联结形成整体结构，也可直接进行混凝土浇筑而成)，同时预留一组灌浆孔；
d、通过灌浆孔分别进行帷幕灌浆、固结灌浆、基础结构体底部的砂浆回填；e、在承载体上方布置过渡层找平形成建基面，然后进行上部结构施工。本发明的有益效果是本发明采用跨越能力和承载能力更好的立拱式承载体代替 现有技术中的回填混凝土塞，利用其“压紧嵌固”特点，采用分离式结构形式，大幅减小了地 基存在宽度较大地质缺陷的混凝土或浆砌石建筑物的基础处理难度，结构受力更可靠，同 时大大减小了基础开挖和处理量，降低了施工难度，提高了施工效率，加快了工程进度，节 省了工程投资；承载体上预留灌浆孔，可进行固结灌浆，提高地基的整体强度和刚度；承载 体上方布置过渡层，减小了基础面的起伏差或起伏坡度，从而减小对上部结构的影响。
图1是本发明破碎带结构图。图2是本发明背景技术结构图。图3是本发明的剖面图。
具体实施例方式如图3所示，本实施例在宽度较大的破碎带3上方布置立拱式承载体5，承载体两 端分别通过两个拱座6 (两个拱座沿其纵向布置为平行线或分段布置为平行线)设置在稳 定基岩2上，将上部传来的载荷传至两端稳定基岩2上，而不利用地质缺陷承载，其承载条 件好，结构以压应力为主，拉应力较小，可跨越宽度更大，基础结构体积也更小，以板梁结构 为主，简化温控要求，不易裂缝。承载体5上预留一组灌浆孔7。如有防渗帷幕线需通过，可在通过灌浆孔7进行帷 幕灌浆，也可通过灌浆孔7进行地质缺陷体的加固灌浆处理，提高地基的整体强度和刚度， 也可通过灌浆孔7在承载体5与破碎带3之间布置砂浆回填8。本例中，承载体5采用钢 筋混凝土浇筑或者预制工艺预制拱梁，现场拼装而成，再在其上布置过渡层9混凝土找平 形成建基面，然后进行上部结构施工，过渡层9形成梯形平台，两侧与设计建基面以1 1 斜坡过渡，平台宽度一般要求不超过上部坝段1/3 1/2宽度，如平台宽度超过一个坝段宽 度，则需相应调整上部结构体的竖向结构分缝10的设置。本实施例的施工步骤如下a、分部位开挖先开挖地质破碎带3两侧拱座6处，使拱座6建基于稳定基岩2 上，并根据开挖情况调整，使两个拱座6在纵向上尽量布置为平行线或分段布置为平行线； 立拱式结构布置应结合缺陷两端实际揭露的可利用的基岩位置进行调整；然后根据立拱结 构体形确定地质破碎带3范围的开挖轮廓并进行地质破碎带3的开挖。开挖时，需注意两 侧拱座6位置的选择和分析，主要开挖量也位于两侧拱座6处，根据实际开挖揭露情况，调 整两侧拱座6的布置和基础结构体形，保证承载体5的安全。b、浇筑拱座6混凝土 开挖并完成两侧拱座6布置定位后，即浇筑拱座6混凝土，并完成拱座6处的基础处理，如灌浆、锚固处理等。C、浇筑立拱式承载体5，形成整体承载结构。如基础处理规模较大，现浇工程量大， 假设立拱结构可分解为10榀以上拱梁(梁宽0. 8 1. Om)，或与基础开挖和处理相互干拢 较大时，可采用预制工艺预制拱梁，现场拼装，再在其上现浇混凝土将各拱梁横向联结形成 整体立拱式承载体5，若基础处理规模较小，则可采用现浇混凝土的方法直接浇筑形成立拱 式承载体5。d、根据工程需要，在承载体5上预留一组灌浆孔7，分别进行帷幕灌浆、固结灌浆、 基础结构体底部的砂浆回填8等相关施工。如有防渗帷幕线需通过，可利用灌浆孔7进行 帷幕灌浆，也可通过灌浆孔7进行地质缺陷体的加固灌浆处理，提高地基的整体强度和刚 度。灌浆孔用作帷幕灌浆时，其孔深按建筑物防渗处理要求设定，孔位沿帷幕线布置，间距 1. 5 3. 0m。灌浆孔用作回填砂浆时，则按梅花形或正方形布置，间距适当放大至3. O 4. Om0灌浆回填施工完成后，除预留孔设置排水孔外，其他孔均应采用与承载体5同等级混 凝土进行封孔处理。e、为良好承接上部结构，立拱式承载体5顶面一般不超出设计建 基面，并在承载 体5上方布置过渡层9找平形成建基面，然后进行上部结构施工。一般情况下，需根据上部 结构要求，设计上部过渡层9的形式，尽量减小建基面的起伏差或起伏坡度，以减小对上部 结构的影响。若承载体5顶部超出设计建基面的高差大于0. 5m时，则设置过渡层9形成梯 形平台，两侧与设计建基面以1 1斜坡过渡，平台宽度一般要求不超过上部坝段1/3 1/2宽度，如平台宽度超过一个坝段宽度，则需相应调整上部结构体的竖向结构分缝10的 设置。
权利要求
一种宽大缺陷基础的加固结构，具有破碎带(3)，其两侧为稳定基岩(2)，其特征在于所述破碎带(3)上方布置立拱式承载体(5)。
2.根据权利要求1所述的宽大缺陷基础的加固结构，其特征在于所述承载体(5)两 端分别通过两个拱座(6)设置在稳定基岩(2)上。
3.根据权利要求2所述的宽大缺陷基础的加固结构，其特征在于两个拱座(6)沿其 纵向布置为平行线或分段布置为平行线。
4.根据权利要求1或2或3所述的宽大缺陷基础的加固结构，其特征在于所述承载 体(5)上预留一组灌浆孔(7)。
5.根据权利要求1或2或3所述的宽大缺陷基础的加固结构，其特征在于所述承载 体(5)与破碎带(3)之间布置砂浆回填(8)。
6.根据权利要求1或2或3所述的宽大缺陷基础的加固结构，其特征在于所述承载 体(5)采用钢筋混凝土浇筑或预制拱梁现场拼装而成。
7.根据权利要求1或2或3所述的宽大缺陷基础的加固结构，其特征在于所述承载 体(5)上方设置过渡层(9)。
8.根据权利要求7所述的宽大缺陷基础的加固结构，其特征在于所述过渡层(9)呈 梯形平台状，两侧与设计建基面以1 1斜坡过渡，平台宽度不超过上部坝段1/3-1/2宽 度。
9.一种宽大缺陷基础加固结构的施工方法，其特征在于步骤如下a、分部位开挖，先开挖地质破碎带(3)两侧拱座(6)处，使其建基于稳定基岩(2)上， 然后根据立拱结构体形确定地质破碎带(3)范围的开挖轮廓，并针对地质破碎带(3)进行 开挖；b、浇筑拱座(6)混凝土，完成两侧拱座(6)布置定位后，即浇筑拱座(6)混凝土，并完 成拱座(6)处的基础处理；c、浇筑立拱式承载体(5)，形成整体承载结构，同时预留一组灌浆孔(7)；d、通过灌浆孔(7)分别进行帷幕灌浆、固结灌浆、基础结构体底部的砂浆回填(8)；e、在承载体(5)上方布置过渡层(9)找平形成建基面，然后进行上部结构施工。
全文摘要
本发明涉及宽大缺陷基础的加固结构及其施工方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种跨越宽度和承载能力大的宽大缺陷基础的加固结构及其施工方法，以降低处理难度、提高基础承载力、减小基础开挖和处理工程量。解决该问题的技术方案是宽大缺陷基础的加固结构，具有破碎带，其两侧为稳定基岩，其特征在于所述破碎带上方布置立拱式承载体；其施工方法如下a、分部位开挖；b、浇筑拱座混凝土；c、浇筑立拱式承载体；d、进行帷幕灌浆、固结灌浆、基础结构体底部的砂浆回填；e、在承载体上方布置过渡层找平。本发明主要用于各种水利水电工程中。
文档编号E02B1/00GK101831915SQ201010165480
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月5日 优先权日2010年5月5日
发明者何明杰, 徐建军 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院