桥隧相接段深基坑支护结构及施工方法与流程

本发明涉及公路施工技术领域，特别涉及一种桥隧相接段深基坑支护结构及施工方法。

背景技术

桥隧相接路段设计处理方案对工程施工安全、运营安全及高速公路与自然环境的协调统一具有重大意义。桥隧连接工程中桥梁、隧道和围岩之间的相互影响比较复杂，桥隧相接段洞口设计断面小，地形较为狭窄，施工场地局促，线位较高，桥台紧贴隧道洞口，洞门施工及梁板架设较为困难。桥隧相接段深基坑开挖施工过程中，对边仰坡及暗洞结构的稳定造成较大影响，需要采取相应的支护进行加强，以确保隧道出口边仰坡、暗洞结构及基坑侧壁的稳定和安全。

现有的隧道出口桥隧相连结构深基坑支护施工，采用了围护桩加微型钢管桩和临时锚喷网的支护方案。同时隧道边坡与仰坡采用一般锚喷加固方式、桥隧相接段采用围护桩支挡，隧道底部采用微型钢管桩注浆加固的支护技术，通过施工完成的桥隧相接段隧道边仰坡、洞身的位移及变形监测，显示隧道整体稳定性及支护效果良好。但是此类支护方式施工较为复杂，围护桩数量较多，施工工期较长。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种桥隧相接段深基坑支护结构，施工方法简单，且能够显著降低桥隧相接段的裂缝产生，并避免断面的产生，保证了形成安全，并延长了使用寿命。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种桥隧相接段深基坑支护结构，包括：

隧道；

深基坑，其开设在所述隧道的洞口；所述深基坑开设为横截面为上宽下窄的梯形结构；

稳固机构，其包括第一防护网、水泥砂浆层和第二防护网；所述第一防护网铺设在所述深基坑的底部和侧壁，并通过第一锚杆固定；所述水泥砂浆层由液态的水泥砂浆喷涂在所述第一防护网上形成；所述第二防护网在水泥砂浆凝固前铺设在所述水泥砂浆层上方，并嵌入所述水泥砂浆层内；

第一稳固筋，其包括水平筋和安装杆；所述水平筋横向布置在所述第一防护网和第二防护网之间；所述安装杆设置为多根；多根所述安装杆间隔均匀的布置在所述水平筋上，且所述安装杆的底端与所述水平筋固定连接，顶端竖直向上延伸并穿出所述水泥砂浆层的表面；所述安装杆靠近顶端的侧壁上设置有外螺纹；

桩基，其包括钢筋笼、钢筋套筒和水泥混凝土；所述钢筋笼竖直设置在所述深基坑内；所述钢筋套筒套设在所述钢筋笼的外部；所述水泥混凝土灌注在所述钢筋套筒内以形成桩基；所述钢筋笼和钢筋套筒的底端均设置有向四周水平延展的安装面；所述安装面上设置有通孔，所述通孔套设在所述安装杆上，并通过螺栓固定在所述安装杆上；

第二稳固筋，其一端伸入所述深基坑靠近隧道一侧的侧面上；另一端与所述钢筋笼的侧壁连接；所述第二稳固筋设置为多根；多根所述第二稳固筋在同一水平高度上间隔均匀的布置，以组成第二稳固筋层，且沿垂直方向设置有多层第二稳固筋层，并使由所述深基坑底部至顶部排列的组成所述第二稳固筋层的相邻两根所述第二稳固筋间的间隔逐渐减小。

优选的是，所述的桥隧相接段深基坑支护结构中，所述第一防护网的网目小于所述第二防护网的网目。

优选的是，所述的桥隧相接段深基坑支护结构中，还包括：

预制桩体，其设置在所述桩基的上方；

帽梁，其设置在所述预制桩体的顶端。

优选的是，所述的桥隧相接段深基坑支护结构中，所述预制桩体与所述桩基连接的具体方式为：所述钢筋笼的长度大于所述钢筋套筒的长度，以使所述钢筋笼凸出于所述钢筋套筒的上表面；所述预制桩体的下表面开设有与所述钢筋笼配合的凹槽，所述预制桩体在设置在所述桩基的上方时，所述钢筋笼伸入所述凹槽，所述预制桩体的侧壁上开设有贯通至所述凹槽的灌浆孔，以由所述灌浆孔向所述凹槽灌入水泥混凝土。

优选的是，所述的桥隧相接段深基坑支护结构中，还包括：

锚固机构，其包括第二锚杆，盖网和保护层；所述盖网铺设在所述深基坑周围的边坡和仰坡上；所述第二锚杆的顶端设置有向下弯折的挂钩，所述第二锚杆钉入所述边坡和仰坡内，并使所述挂钩挂接在所述盖网的结点上；所述保护层为由水泥砂浆喷涂并形成于所述盖网上的水泥砂浆保护层。

优选的是，所述的桥隧相接段深基坑支护结构中，还包括：

第三稳固筋，其一端伸入所述深基坑远离隧道一侧的侧面上，另一端与所述钢筋笼的侧壁相连接，且所述第三稳固筋的排布方式与所述第二稳固筋相同。

一种桥隧相接段深基坑支护结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤1、在隧道洞口处深挖形成横截面为上宽下窄的梯形的深基坑；

步骤2、在深基坑的底部和侧壁上摊铺第一防护网，并将第一防护网用锚杆进行固定；

步骤3、在第一防护网上铺设第一稳固筋；

步骤4、在第一稳固筋上喷涂水泥砂浆，使水泥砂浆层凝固，并使第一稳固筋的安装杆位于所述水泥砂浆外部；

步骤5、安装钢筋笼和钢筋套筒，并用螺栓将钢筋笼和钢筋套筒紧固在安装杆上；

步骤6、安装第二稳固筋和第三稳固筋，将第二稳固筋和第三稳固筋的一端伸入深基坑的侧壁内，并在伸入部分灌注水泥混凝土，另一端焊接在钢筋套筒上；且保证位于最顶端的第二稳固筋和第三稳固筋低于钢筋笼的顶端；

步骤7、在深基坑内灌注水泥混凝土，并使水泥混凝土的表面与位于最顶层的第二稳固筋和第三稳固筋齐平；

步骤8、在最顶层的第二稳固筋和第三稳固筋的表面铺设土工格栅；

步骤9、将预制桩体固定安装在钢筋笼的上方；

步骤10、在预制桩体周围的土工格栅上灌注水泥混凝土，直至与深基坑的表面齐平；

步骤11、待水泥混凝土凝固并养护后，在预制桩体上方安装帽梁。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明通过稳固机构、第一稳固筋以及第二稳固筋和桩基的配合，提高了桥隧相接段的横向和纵向的承载力，从而避免桥隧相接处断面以及裂缝的产生；其中，通过设置深基坑为上款下窄的梯形结构，能够节省原材料的使用，同时便于施工的进行，其不会影响工程质量；通过稳固机构的设置，使得深基坑底部稳固不会因碎石等杂质的干扰发生错层；稳固筋设置在稳固机构内部，能够使得第一稳固筋固定并稳定，为后续桩基结构的稳固奠定了基础，而桩基采用钢筋笼和钢筋套筒加水泥混凝土的结构，保证了桩基的稳定性，同时第二稳固筋的设置显著提高了深基坑和隧道连接处断面的稳定性，从而减少断面以及裂缝的产生。且稳固筋的排布方式考虑到靠近桥面处所受压力更大，因而稳固筋排布更加紧密，提高了受力能力。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的桥隧相接段深基坑支护结构的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本发明提供一种桥隧相接段深基坑支护结构，包括：隧道1。

深基坑2，其开设在所述隧道1的洞口；所述深基坑2开设为横截面为上宽下窄的梯形结构。

稳固机构，其包括第一防护网3、水泥砂浆层4和第二防护网5；所述第一防护网3铺设在所述深基坑2的底部和侧壁，并通过第一锚杆固定；所述水泥砂浆层由液态的水泥砂浆喷涂在所述第一防护网3上形成；所述第二防护网5在水泥砂浆凝固前铺设在所述水泥砂浆层4上方，并嵌入所述水泥砂浆层4内。

第一稳固筋，其包括水平筋6和安装杆7；所述水平筋6横向布置在所述第一防护网3和第二防护网5之间；所述安装杆7设置为多根；多根所述安装杆7间隔均匀的布置在所述水平筋6上，且所述安装杆7的底端与所述水平筋6固定连接，顶端竖直向上延伸并穿出所述水泥砂浆层4的表面；所述安装杆7靠近顶端的侧壁上设置有外螺纹。

桩基，其包括钢筋笼8、钢筋套筒9和水泥混凝土10；所述钢筋笼8竖直设置在所述深基坑2内；所述钢筋套筒9套设在所述钢筋笼8的外部；所述水泥混凝土10灌注在所述钢筋套筒9内以形成桩基；所述钢筋笼8和钢筋套筒9的底端均设置有向四周水平延展的安装面11；所述安装面11上设置有通孔，所述通孔套设在所述安装杆7上，并通过螺栓固定在所述安装杆7上。

第二稳固筋12，其一端伸入所述深基坑2靠近隧道1一侧的侧面上；另一端与所述钢筋笼8的侧壁连接；所述第二稳固筋12设置为多根；多根所述第二稳固筋12在同一水平高度上间隔均匀的布置，以组成第二稳固筋层，且沿垂直方向设置有多层第二稳固筋层，并使由所述深基坑2底部至顶部排列的组成所述第二稳固筋层的相邻两根所述第二稳固筋12间的间隔逐渐减小。

在上述方案中，通过设置深基坑为上款下窄的梯形结构，能够节省原材料的使用，同时便于施工的进行，其不会影响工程质量；通过稳固机构的设置，使得深基坑底部稳固不会因碎石等杂质的干扰发生错层；稳固筋设置在稳固机构内部，能够使得第一稳固筋固定并稳定，为后续桩基结构的稳固奠定了基础，而桩基采用钢筋笼和钢筋套筒加水泥混凝土的结构，保证了桩基的稳定性，同时第二稳固筋的设置显著提高了深基坑和隧道连接处断面的稳定性，从而减少断面以及裂缝的产生。且稳固筋的排布方式考虑到靠近桥面处所受压力更大，因而稳固筋排布更加紧密，提高了受力能力。

一个优选方案中，所述第一防护网3的网目小于所述第二防护网5的网目。

在上述方案中，第一防护网的网目较小能够将深基坑底部的碎石等杂质进行固定，从而使得水泥砂浆层和深基坑底部连接紧密，避免错层现象的发生，第二防护网的网目较大，能够对水泥砂浆层内的第一稳固筋进行固定，同时节省了材料，即节约了成本。

一个优选方案中，还包括：预制桩体13，其设置在所述桩基的上方。

帽梁14，其设置在所述预制桩体13的顶端。

在上述方案中，通过预制桩体和帽梁的安装，使得可在帽梁上安装桥面，进而使得桥隧相接，车辆通行。

一个优选方案中，所述预制桩体13与所述桩基连接的具体方式为：所述钢筋笼8的长度大于所述钢筋套筒9的长度，以使所述钢筋笼8凸出于所述钢筋套筒9的上表面；所述预制桩体13的下表面开设有与所述钢筋笼8配合的凹槽15，所述预制桩体13在设置在所述桩基的上方时，所述钢筋笼8伸入所述凹槽15，所述预制桩体13的侧壁上开设有贯通至所述凹槽15的灌浆孔16，以由所述灌浆孔16向所述凹槽15灌入水泥混凝土。

在上述方案中，通过设置钢筋笼的长度大于钢筋套筒，使得钢筋笼凸出钢筋套筒，从而便于与预制桩体的连接，且通过在预制桩体上开设凹槽和灌浆孔，使得通过水泥混凝土的灌注能够将凹槽内的钢筋笼和预制桩体粘接紧密，进而提高了连接的稳固性。

一个优选方案中，还包括：锚固机构，其包括第二锚杆17，盖网18和保护层19；所述盖网18铺设在所述深基坑2周围的边坡和仰坡上；所述第二锚杆17的顶端设置有向下弯折的挂钩，所述第二锚杆17钉入所述边坡和仰坡内，并使所述挂钩挂接在所述盖网18的结点上；所述保护层19为由水泥砂浆喷涂并形成于所述盖网18上的水泥砂浆保护层。

在上述方案中，通过锚固机构的设置，能够进一步稳定桥隧相接处的边坡和仰坡，从而提高了整个工程的安全和耐用性。

一个优选方案中，还包括：第三稳固筋，其一端伸入所述深基坑2远离隧道1一侧的侧面上，另一端与所述钢筋笼8的侧壁相连接，且所述第三稳固筋的排布方式与所述第二稳固筋相同。

在上述方案中，通过设置与第二稳固筋对称的第三稳固筋进一步增加了结构的稳定性，保证了工程使用的安全。

一种桥隧相接段深基坑支护结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤1、在隧道洞口处深挖形成横截面为上宽下窄的梯形的深基坑；

步骤2、在深基坑的底部和侧壁上摊铺第一防护网，并将第一防护网用锚杆进行固定；

步骤3、在第一防护网上铺设第一稳固筋；

步骤4、在第一稳固筋上喷涂水泥砂浆，使水泥砂浆层凝固，并使第一稳固筋的安装杆位于所述水泥砂浆外部；

步骤5、安装钢筋笼和钢筋套筒，并用螺栓将钢筋笼和钢筋套筒紧固在安装杆上；

步骤6、安装第二稳固筋和第三稳固筋，将第二稳固筋和第三稳固筋的一端伸入深基坑的侧壁内，并在伸入部分灌注水泥混凝土，另一端焊接在钢筋套筒上；且保证位于最顶端的第二稳固筋和第三稳固筋低于钢筋笼的顶端；

步骤7、在深基坑内灌注水泥混凝土，并使水泥混凝土的表面与位于最顶层的第二稳固筋和第三稳固筋齐平；

步骤8、在最顶层的第二稳固筋和第三稳固筋的表面铺设土工格栅；

步骤9、将预制桩体固定安装在钢筋笼的上方；

步骤10、在预制桩体周围的土工格栅上灌注水泥混凝土，直至与深基坑的表面齐平；

步骤11、待水泥混凝土凝固并养护后，在预制桩体上方安装帽梁。

在上述方案中，所述桥隧相接段深基坑支护结构的施工方法简单，便于施工，且工期短，通过水泥混凝土最后的灌注以及土工格栅的铺设，进一步提高了施工的稳固性，且增加了工程抵抗变形的能力。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。