混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，包括混合式地连墙、内衬砌、帽梁、顶板、底板、内隔墙、填芯和锚体，其中混合式地连墙设置于周圈，由下墙体和上墙体组成；内衬砌紧贴混合式地连墙内侧，由上衬砌、下衬砌组成，分别与上墙体和下墙体牢固连接；帽梁位于混合式地连墙和内衬砌顶部；底板位于内衬砌内侧下部、通过穿孔型钢连接件实现与下衬砌和下墙体的牢固连接；内隔墙与填芯位于底板之上；顶板位于内隔墙与填芯之上，锚体位于顶板之上。本发明实现了混合式地连墙由临时围护结构变为与内衬砌、底板、顶板共同承受主缆拉力的永久受力结构的转变，减小了悬索桥锚碇基础的规模，增强了基础抗滑移抗倾覆稳定性。
【专利说明】混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁【技术领域】，具体涉及一种桥梁锚碇基础的新型结构，特别是一种混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础。
【背景技术】
[0002]地下连续墙技术在我国的桥梁锚碇基础支护结构中得到了广泛的应用，先后建成了润扬大桥冻结法地下连续墙锚碇支护结构、阳逻大桥直径73m的圆形地下连续墙锚碇支护结构、珠江黄埔大桥的地下连续墙锚碇支护结构以及武汉鹦鹉洲大桥的地下连续墙锚碇支护结构。
[0003]这些传统的地下连续墙结构虽然也由墙体、内衬、底板、顶板等组成部分。在设计中地下连续墙仅作为锚碇基坑的围护结构，起到挡土、挡水的作用，因此一般墙体为上下通长的钢筋混凝土结构，内衬也为上下通长的钢筋混凝土结构。墙体、内衬连接通过普通的直螺纹钢筋接驳器进行连接，底板与内衬的连接通过插入内衬的1cm?20cm长的钢筋进行连接，墙体、内衬和底板并未形成一体。这种连接方式并不可靠，在水平力作用下前侧墙体与底板底部的交接位置、后侧墙体与底板顶部的交接位置受力较集中，容易发生裂缝和腐蚀，因此以往设计中并不将地下连续墙作为永久受力的一部分，如专利CN201809785U介绍的一种“C?”形地下连续墙支护结构，仍作为一种围护结构，并不参与永久结构受力。
[0004]在建筑工程中，考虑支护结构作为地下室外墙参与永久结构受力的“两墙合一”技术发展较快，在软土地基的很多高层建筑中的到了应用。也出现了相关的筏板与混合式地连墙连接技术、冠梁与混合式地连墙连接技术等方面的专利(CN203613565U、CN103615017A)。但桥梁锚碇基础的永久受力工况以主缆的水平受力为主，水平荷载巨大，与建筑工程中的竖向受力为主的特点有很大的差别。因此对地下连续墙与底板的连接构造要求更高。此外桥梁锚碇基础的规模更大，如虎门二桥锚碇的圆形地下连续墙平面圆形外轮廓的直径达到90m，混合式地连墙、内衬砌、顶板及底板的厚度都比建筑工程的地下连续墙厚很多。必须采用新的连接构造，才能使得混合式地连墙与重力式锚碇能够形成复合基础。
[0005]近年来，在日本钢质混合式地连墙技术发展迅速，采用若干小型工字型钢相互连接来代替纵向钢筋，具有刚度大、墙体截面小、占地省的优点。国内目前也逐步出现了这类技术的改进和应用，如CN103233459A专利提出了 “一种二合一双钢板混凝土组合地下连续墙及其施工方法”。这种技术应用在悬索桥锚碇地下连续墙中有如下几个问题:1、日本的钢质地下连续墙采用的是小型工字钢逐段连接形成一个槽段，工效较低，适用于小型工程及狭窄场地；2、国内的组合地下连续墙专利技术的板与墙的连接仍不可靠，该专利采用梁板钢筋直接焊接到混合式地连墙的钢板上进行连接，在巨大水平力作用下容易拉断；3、全高度范围内采用组合地下连续墙，经济性较差。
【发明内容】
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，以解决软岩地基中的超大型悬索桥锚碇基础建设难题，通过新型连接构造使得混合地下连续墙与底板形成可靠连接，从而实现地下连续墙与重力式锚碇的共同受力，达到提高锚碇基础抗滑移抗倾覆能力，提高基础安全度，减小内衬与底板厚度、降低填芯用量等目的。
[0008]( 二 )技术方案
[0009]为达到上述目的，本发明提供了一种混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，该混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础包括混合式地连墙1、内衬砌2、帽梁3、顶板4、底板5、内隔墙6、填芯7和锚体8，其中:
[0010]混合式地连墙I设置于周圈，内衬砌2紧贴于混合式地连墙I内侧；帽梁3位于混合式地连墙I和内衬砌2的顶部，底板5位于内衬砌2的内侧下部；
[0011 ] 内隔墙6和填芯7位于底板5之上，顶板4位于内隔墙6和填芯7之上，锚体8位于顶板4之上；
[0012]锚体8包括前支墩13、前锚室14和后锚室15 ;填芯7位于后锚室15底部由顶板
4、底板5与内隔墙6围成的区域中。
[0013]上述方案中，所述混合式地连墙I为混合墙体结构，包括下墙体9和上墙体10，其中下墙体9为型钢混凝土墙体，混凝土标号不小于C35，上墙体10为钢筋混凝土墙体，混凝土标号不小于C30。
[0014]上述方案中，在所述下墙体9的底部还包括墙底注浆16，用以提高防渗能力并消除墙底泥皮影响，通过采用混合墙体结构与墙底注浆增强了下墙体9的抗剪能力，保证了作为永久结构承受水平缆力的受力安全性。
[0015]上述方案中，所述内衬砌2为混合衬砌结构，包括下衬砌11和上衬砌12，其中下衬砌11为混凝土标号不小于C35的钢筋混凝土结构，上衬砌12为混凝土标号不小于C30的钢筋混凝土结构。
[0016]上述方案中，所述的下墙体9、下衬砌11和底板5通过穿孔型钢连接件17实现三者间受力钢筋的贯通及可靠连接。
[0017]上述方案中，所述穿孔型钢连接件17由型钢18、穿孔钢筋接驳器19和型钢18两侧的钢剪力键20组成。
[0018]上述方案中，所述下墙体9与上墙体10通过下墙体9中的型钢18与上墙体10中的纵向受力钢筋21焊接在一起，实现上下墙体的可靠连接。
[0019]上述方案中，所述下墙体9的底部嵌入中风化或微风化岩层中，嵌入岩层的长度为地下连续墙外径的5%?20%。
[0020](三)有益效果
[0021]从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果:
[0022]1、本发明提供的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，通过采用型钢混凝土下墙体与钢筋混凝土上墙体的混合墙体结构，提到了墙体的整体刚度和抵抗水平荷载的能力，可减小下墙体的墙体壁厚，节省造价。
[0023]2、本发明提供的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，通过将下墙体、下衬砌和底板内部的钢筋进行贯通，实现下墙体、下衬砌和底板的可靠连接，改善了下墙体、下衬砌和底板交接位置的受力状态，增强了复合基础的整体受力性能。
[0024]3、本发明提供的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，通过穿孔型钢连接件增强下墙体的刚度和承载能力，并将下墙体嵌入到中风化或微风化岩层中，使得地下连续墙可作为永久受力结构参与整体锚碇基础的永久水平受力。该复合基础可大幅提高抗滑移、抗倾覆能力，从而进一步降低内衬砌厚度、底板厚度及填芯量。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明提供的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础的立面示意图；
[0026]图2为本发明提供的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础的顶面俯视图；
[0027]图3为本发明提供的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础的墙体剖面图；
[0028]图4为本发明提供的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础的穿孔型钢连接件及上墙体与下墙体的钢筋与型钢连接构造图。
[0029]附图标记:混合式地连墙1、内衬砌2、帽梁3、顶板4、底板5、内隔墙6、填芯7、锚体8、下墙体9、上墙体10、下衬砌11、上衬砌12、前支墩13、前锚室14、后锚室15、墙底注浆16、穿孔型钢连接件17、型钢18、钢筋接驳器19、钢剪力键20、纵向受力钢筋21。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0031]本发明提供的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，利用穿孔型钢连接件将混合式地连墙与内衬砌、底板、顶板连接在一起，形成永久结构的共同受力体，并将下墙体嵌入到中风化或微风化岩层中，使得地下连续墙既可作为桥梁锚碇的临时围护结构，起挡水和挡土的作用，又可作为永久结构的一部分，承受巨大的水平缆力的作用。
[0032]如图1和图2所示，为本发明提供的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础的示意图，该混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础包括混合式地连墙1、内衬砌2、帽梁3、顶板4、底板5、内隔墙6、填芯7和锚体8等，其中:
[0033]混合式地连墙I设置于周圈，内衬砌2紧贴混合式地连墙I内侧；帽梁3位于混合式地连墙I和内衬砌2的顶部，底板5位于内衬砌2的内侧下部。内隔墙6和填芯7位于底板5之上，顶板4位于内隔墙6和填芯7之上，锚体8位于顶板4之上。锚体8由前支墩13、前锚室14和后锚室15等部分组成。填芯7位于后锚室15底部由顶板4、底板5及内隔墙6围成的区域中。
[0034]其中混合式地连墙I为混合墙体结构，由下墙体9和上墙体10组成。其下墙体9为型钢混凝土墙体，混凝土标号不低于C35，上墙体10为钢筋混凝土墙体，混凝土标号不低于 C30。
[0035]在下墙体9的底部还包括墙底注浆16，用以提高防渗能力并消除墙底泥皮影响。通过采用混合墙体结构与墙底注浆措施增强了下墙体9的抗剪能力，保证了作为永久结构承受水平缆力的受力安全性。
[0036]内衬砌2为混合衬砌结构，由下衬砌11和上衬砌12组成。其中下衬砌11为混凝土标号不低于C35的钢筋混凝土结构，上衬砌12为混凝土标号不低于C30的钢筋混凝土结构。
[0037]下墙体9、下衬砌11和底板5通过穿孔型钢连接构造17实现三者间受力钢筋的贯通及可靠连接。穿孔型钢连接件17由型钢18、钢筋接驳器19及型钢18两侧的钢剪力键20组成。下墙体9与上墙体10通过下墙体9中的型钢18与上墙体10中的纵向受力钢筋21焊接在一起实现上下墙体的可靠连接。
[0038]下墙体9的底部嵌入中风化或微风化岩层中，嵌入岩层的长度取为地下连续墙外径的10%。
[0039]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，其特征在于，该混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础包括混合式地连墙(I)、内衬砌(2)、帽梁(3)、顶板(4)、底板(5)、内隔墙(6)、填芯(7)和锚体(8)，其中: 混合式地连墙⑴设置于周圈，内衬砌⑵紧贴于混合式地连墙⑴内侧；帽梁⑶位于混合式地连墙⑴和内衬砌⑵的顶部,底板(5)位于内衬砌⑵的内侧下部； 内隔墙(6)和填芯(7)位于底板(5)之上，顶板⑷位于内隔墙(6)和填芯(7)之上，锚体⑶位于顶板⑷之上； 锚体(8)包括前支墩(13)、前锚室(14)和后锚室(15);填芯(7)位于后锚室(15)底部由顶板(4)、底板(5)与内隔墙(6)围成的区域中。
2.根据权利要求1所述的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，其特征在于，所述混合式地连墙(I)为混合墙体结构，包括下墙体(9)和上墙体(10)，其中下墙体(9)为型钢混凝土墙体，混凝土标号不小于C35，上墙体(10)为钢筋混凝土墙体，混凝土标号不小于C30。
3.根据权利要求2所述的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，其特征在于，在所述下墙体(9)的底部还包括墙底注浆(16)，用以提高防渗能力并消除墙底泥皮影响，通过采用混合墙体结构与墙底注浆增强了下墙体(9)的抗剪能力，保证了作为永久结构承受水平缆力的受力安全性。
4.根据权利要求1所述的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，其特征在于，所述内衬砌(2)为混合衬砌结构，包括下衬砌(11)和上衬砌(12)，其中下衬砌(11)为混凝土标号不小于C35的钢筋混凝土结构，上衬砌(12)为混凝土标号不小于C30的钢筋混凝土结构。
5.根据权利要求1所述的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，其特征在于，所述的下墙体(9)、下衬砌(11)和底板(5)通过穿孔型钢连接件(17)实现三者间受力钢筋的贯通及可靠连接。
6.根据权利要求5所述的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，其特征在于，所述穿孔型钢连接件(17)由型钢(18)、穿孔钢筋接驳器(19)和型钢(18)两侧的钢剪力键(20)组成。
7.根据权利要求2所述的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，其特征在于，所述下墙体(9)与上墙体(10)通过下墙体(9)中的型钢(18)与上墙体(10)中的纵向受力钢筋(21)焊接在一起，实现上下墙体的可靠连接。
8.根据权利要求2所述的混合式地连墙与重力式锚碇共同受力的复合锚碇基础，其特征在于，所述下墙体(9)的底部嵌入中风化或微风化岩层中，嵌入岩层的长度为地下连续墙外径的5%?20%。
【文档编号】E02D29/02GK104196048SQ201410497900
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】徐国平, 张喜刚, 陈占力, 吴明远, 梅刚, 刘高, 付佰勇, 过超, 黄李骥 申请人:中交公路规划设计院有限公司, 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司