一种临近既有线桥梁桩基的施工方法及施工结构与流程

本发明涉及桥梁桩基施工方法领域，尤其涉及一种临近既有线桥梁桩基的施工方法及施工结构。

背景技术：

随着我国国民经济的快速发展，高速公路网、铁路网密度不断提升，交通通道资源日益紧缺，多种交通方式间的交叉穿越逐渐增多。多条线路之间的立体交叉主要采用上跨桥梁和下穿隧道，当采用桥梁结构上跨既有线时，桥梁桩基的施工方法就显得尤为重要。选择合适的施工方法，避免新建桥梁施工安全区域与既有交通道路（高速公路、铁路等）设备及安全运营的冲突问题。

现行的人工挖孔桩施工方法主要为爆破法施工，该方法存在诸多弊端：由于爆破时存在诸多不稳定因素，容易对孔壁造成损伤，易造成成孔不规则，导致混凝土超方数量较大；且爆破施工噪音较大，对周边环境影响较大，安全性相对较差。而钻孔桩施工技术例如使用大型机械设备（旋挖钻机、冲击钻等）在施工过程中虽然安全度较高，施工速度快，但是设备太大，转移过程困难，特别是在狭小复杂施工场地极作业为不便；施工噪音大，污染物多，产生大量灰尘。在日常实践过程中，采用水磨钻配合人工挖孔出渣的方法不仅施工操作方便、占用场地小、对外部环境影响小，还能够以较短的工期、较低的成本、较好的效果解决复杂地质条件下和有限作业面的人工挖孔桩施工作业。

技术实现要素：

针对上述施工方法存在的不足，本发明的目的在于提供一种临近既有线桥梁桩基的施工方法及施工结构，不需要使用泥浆，不对既有线的营运造成影响。

为此，本发明所采用的技术方案如下:

一种临近既有线路基的桥梁桩基施工方法，包括下述步骤：

s1.对桩孔地点进行测量定位，并在桩孔两侧施工锁口；

s2.安装出渣机具，并在出渣机具内设置配重块；

s3.桩孔的桩位线定好之后，从上到下逐层开挖覆盖土体，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，开挖截面尺寸应按钢护筒的外径进行控制；

s4.桩孔每开挖完成一节，及时设置一节钢护筒跟进；

s5.桩孔开挖至中风化岩层后，改用水磨钻继续挖孔；

s6.水磨钻挖孔施工完成后，对桩孔进行修正并开始下一循环的施工。

进一步地，所述步骤s1中，锁口采用混凝土结构，并应高出地面30cm；锁口顶部设置钢板垫块，用于承受护筒跟进时定位钢板传递到护壁上的荷载，防止护筒跟进过程破坏锁口。

进一步地，所述步骤s3中，开挖上层覆盖土体时应采用镐、锹进行，遇坚硬土层，用钎破碎，开挖截面尺寸按护筒外径控制，开挖每节的高度应根据地质状况，每节开挖高度一般为1.0m。

进一步地，所述步骤s4中，首节钢护筒下放时，在钢护筒的顶端焊接护筒定位钢板，钢护筒通过定位钢板固定在锁口上；然后继续开挖，开挖完成第二节后，先采用吊车起吊第二节钢护筒，然后将其与首节钢护筒焊接，并拆除首节钢护筒顶端的护筒定位钢板，通过吊车将首节钢护筒缓慢下沉至桩孔孔底；在第二节钢护筒上焊接护筒定位钢板，并将该护筒定位钢板放置在锁口上以防止开挖过程钢护筒下坠，然后继续开挖，如此循环，直至钢护筒埋设完成。

进一步地，所述步骤s5包括s501.桩孔周边取芯：水磨钻开孔沿桩孔四周进行，先沿桩孔的内壁布置取芯点，使取芯圆与锁口内壁相切，然后依次以外倾角3~5°向下钻取外周的岩芯，外周岩芯取完后中间岩体便形成一个环形临空面；

s502.桩芯打孔：钻孔及取芯施工完成后，用手电钻在岩体上钻眼，再将桩芯岩石分成6等份或8等份，便于岩体破裂；

s503.桩芯分解：在手电钻钻出的孔内插入钢楔、击打钢楔依次分裂岩体，直至该层桩芯岩体全部被破裂；

s504.钻芯外运：水磨钻施工一边进行，一边对取出的钻芯进行外运，钻芯外运从桩孔的一侧进行，通过卷扬机提升吊斗至桩孔的锁口，转动卷扬机并将吊斗中的石块倾卸入出渣料斗，运至指定的弃渣场。

一种临近既有线桥梁桩基的施工结构，包括桩孔，所述桩孔的顶部两侧设有锁口，所述锁口的一侧设有空压机，锁口的另一侧设有出渣机具，所述出渣机具的前侧向锁口延伸设有滑轮组，所述出渣机具的内部设有钢丝绳，所述钢丝绳由出渣机具的顶部穿出并绕过滑轮组后垂直向锁口的下方延伸，所述钢丝绳的底端固定连接有吊斗；

所述桩孔的内部设有多节钢护筒，且最上端的钢护筒顶端焊接有护筒定位钢板，所述钢护筒通过护筒定位钢板固定在锁口上，所述锁口的顶部设置有钢板垫块。

进一步地，所述出渣机具包括支架，及置于支架内的卷扬机，所述卷扬机与钢丝绳连接，用于收放钢丝绳。

进一步地，所述支架内还设置有配重块。

进一步地，所述出渣机具上还连接有伸入桩孔内部的抽水设备。

进一步地，所述出渣机具上还连接有伸入桩孔内部的照明设备。

进一步地，所述桩孔的底部内壁设有混凝土护壁。

本发明的优点是：

本发明采用钢护筒跟进的施工方法，能够有效保护既有线路基安全，施工全过程桩孔内始终处于无水的干燥环境，避免了既有线路基遭受水浸泡，实用性强；且施工过程不但可以在没有爆破的情况下在坚硬岩层中成桩，可有效避免因爆破对挖孔桩孔壁的破坏，从而避免塌孔风险；而且又很环保，不会产生过多污染物，噪声小、对周边建筑物震动和扰动小，降低施工活动对环境的影响；并具有对地质条件适应性好、稳定性强、安全性高的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的总体立面布置图；

图2是钢护筒接长施工示意图。

图中标记说明：

1、出渣机具；2、配重块；3、空压机；4、锁口；5、钢护筒；6、混凝土护壁；7、抽水设备；8、照明设备；9、护筒定位钢板；10、吊斗；11、钢丝绳；12、卷扬机；13、滑轮组。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施方式一

一种临近既有线路基的桥梁桩基施工方法，包括下述步骤：

s1.根据要施工场地周围既有线的情况，对桩孔地点进行测量定位，并在桩孔两侧施工混凝土锁口4；

s2.安装出渣机具1，将安装出渣机具1的场地平整并硬化，并在出渣机具1内设置配重块2；

s3.桩孔14的桩位线定好之后，从上到下逐层开挖覆盖土体，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，开挖截面尺寸应按钢护筒5的外径进行控制；

s4.桩孔14每开挖完成一节，及时设置一节钢护筒5跟进；

s5.桩孔14开挖至中风化岩层后，改用水磨钻继续挖孔；

s6.水磨钻挖孔施工完成后，对桩孔14进行修正并开始下一循环的施工。

综上所述，本发明采用人工挖孔和水磨钻成孔相结合的施工工艺，从而有效避免了塌孔风险；同时施工时不需要使用泥浆，不对既有线的营运造成影响，也不会产生过多污染物，噪声小、对周边建筑物震动和扰动小，降低施工活动对环境的影响；并具有对地质条件适应性好、稳定性强、安全性高的特点。

实施方式二

在实施例1的基础上，进一步地，步骤s1中，锁口4采用混凝土结构，并应高出地面30cm；锁口4顶部设置钢板垫块，用于承受钢护筒5跟进时护筒定位钢板9传递到护壁上的荷载，防止钢护筒跟进过程破坏锁口。

进一步地，步骤s3中，桩位线定好之后，采用镐、锹开挖从上到下逐层开挖覆盖土体，如遇坚硬土层，用钎破碎，开挖截面尺寸应按钢护筒5的外径进行控制；开挖每节的高度应根据地质状况，每节开挖高度一般为1.0m；先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖桩孔的截面尺寸。

进一步地，步骤s4中，首节钢护筒5下放时，在钢护筒5顶端焊接护筒定位钢板9，钢护筒5通过护筒定位钢板9固定在锁口上，然后继续开挖桩基，开挖完成第二节后接第二节钢护筒，接第二节钢护筒时，采用吊车起吊第二节钢护筒，然后与首节钢护筒5焊接，拆除首节钢护筒5顶端的护筒定位钢板9，通过吊车将钢护筒5缓慢下沉至孔底；在第二节钢护筒上焊接护筒定位钢板9，并将该护筒定位钢板9放置在锁口上以防止开挖过程钢护筒5下坠，然后继续开挖，如此循环，直至钢护筒5埋设完成。

实施方式三

进一步地，步骤s5具体包括，s501.桩孔周边取芯：水磨钻开孔沿桩孔14四周进行，先沿桩孔14的内壁布置取芯点，使取芯圆与锁口4内壁相切，钻孔时向井孔外侧倾斜3~5度，预留出钻具的尺寸，保证循环施工时桩径不变，然后依次钻取外周的岩芯，外周岩芯取完后中间岩体便形成环形临空面；

s502.桩芯打孔：钻孔及取芯施工完成后，用手电钻在岩体上钻眼，再将桩芯岩石分成6等份或8等份，具体等份根据桩径大小调整，便于岩体破裂；

s503.桩芯分解：在手电钻钻出的孔内插入钢楔、击打钢楔依次分裂岩体，直至该层桩芯岩体全部被破裂；

s504.钻芯外运：水磨钻施工一边进行，一边对取出的钻芯进行外运，钻芯外运从桩孔14的一侧进行，通过卷扬机12提升吊斗10至桩孔14的锁口4，转动卷扬机12并将吊斗10中的石块倾卸入出渣料斗，运至指定的弃渣场，石块清运干净后继续下一轮的钻孔取芯，破碎外运施工。

由于水磨钻钻芯后桩基孔壁呈锯齿状，为保证有效桩径与设计桩径一致，要敲掉侵占桩基空间的岩石锯齿。因此进一步地，步骤s6包括，通过锁口护桩在桩孔内标出设计桩中心，检查桩基底部偏位情况并及时纠偏，同时标出下一个循环外周水磨钻钻孔取芯位置，进入下一循环的挖桩施工。

实施方式四

如图1所示，一种临近既有线桥梁桩基的施工结构，包括桩孔14，所述桩孔14的顶部两侧设有锁口4，所述锁口4的一侧设有空压机3，锁口4的另一侧设有出渣机具1，所述出渣机具1的前侧向锁口延伸设有滑轮组13，所述出渣机具1的内部设有钢丝绳11，所述钢丝绳11由出渣机具1的顶部穿出并绕过滑轮组13后垂直向锁口4的下方延伸，所述钢丝绳11的底端固定连接有吊斗10；

如图2所示，所述桩孔14的内部设有多节钢护筒5，且最上端的钢护筒5顶端焊接有护筒定位钢板9，所述钢护筒5通过护筒定位钢板9固定在锁口4上，所述锁口4的顶部设置有钢板垫块。

所述桩孔14的底部内壁设有混凝土护壁6。

本发明所述的施工结构设备简单，操作方便，对场地的适应性

好，占用场地小，可在复杂有限施工区域内应用；施工过程不但可以在没有爆破的情况下在坚硬岩层中成桩，可有效避免因爆破对挖孔桩孔壁的破坏，从而避免塌孔风险；而且又很环保，不会产生过多污染物，噪声小、对周边建筑物震动和扰动小，降低施工活动对环境的影

响；具有对地质条件适应性好、稳定性强、安全性高的特点，特别适用于离居民房和既有线桥梁较近的特硬岩层桩基施工；各个装置部件均能充分发挥效用，各阶段衔接流畅，可连续性操作，提高现场施工效率。

实施方式五

进一步地，所述出渣机具1包括支架，及置于支架内的卷扬机12，所述卷扬机12与钢丝绳11连接，用于收放钢丝绳11，且卷扬机12可旋转，避免与钢护筒跟进施工之间产生干扰；所述支架内还设置有配重块2，且所述支架优选三角形结构。

进一步地，所述出渣机具1上还连接有伸入桩孔14内部的照明设备8，所述照明设备8包括照明灯具及照明电缆，所述照明灯具采用安全矿灯或36v以下的安全灯，照明电缆为防水绝缘电缆。

进一步地，所述出渣机具1上还连接有伸入桩孔14内部的抽水设备7。所述抽水设备7包括位于桩孔14底部的抽水机，及连接于所述抽水机上，并伸出桩孔14的水管，桩孔中如有渗水可采用抽水设备及时排干，从而确保施工全过程桩孔内始终处于无水的干燥环境，从而避免了既有线路基遭受水浸泡，实用性强。