一种贯入式拱座及其基坑开挖方法与流程

本说明书涉及桥梁工程领域，特别是一种贯入式拱座及其基坑开挖方法。

背景技术：

现有的拱座形式存在以下缺点：扩大基础式加大了拱座的尺寸、规模，混凝土用量大，开挖量大；斜桩基础式的桩基施工难度大、施工安全性差；竖直桩基础式承担水平力的能力较差，需要布置更多数量的竖直桩基础，仅适用于水平推力较小的情况。上述三种常用的拱座形式，或增加了混凝土的用量和土体开挖量，或存在施工难度大、施工安全性差的问题，或存在受力不直接、适用范围受限的问题。

技术实现要素：

本说明书实施例的目的在于，提供了一种贯入式拱座及其基坑开挖方法，可以使拱座受力更为直接有效；基础施工中采用的分层台阶式开挖方法不仅安全可靠，同时也减少了土体的开挖量，适合在拱桥建设中推广使用。

为达到上述目的，一方面，本说明书实施例提供了一种贯入式拱座，包括：

相对的上侧面和下侧面；

相对的左侧面和右侧面；

相对的顶面和底面；

所述上侧面呈弧形；

所述底面为台阶式底面；

所述下侧面、所述左侧面、所述右侧面、所述顶面均为平面；

所述贯入式拱座的立面顺接拱轴线倾斜布置。

另一方面，本说明书实施例还提供了一种贯入式拱座基坑开挖方法，包括：

加固表层土体；

开挖第一台阶并设置支护；

开挖第二台阶和第三台阶并设置支护；

开挖第四台阶、第五台阶和第六台阶并设置支护；

开挖第七台阶和第八台阶并设置支护；

开挖第九台阶和第十台阶并设置支护。

由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本发明实施例中的拱座，其沿拱轴线方向布置，受力更为直接有效；基础施工中采用的分层台阶式开挖方法不仅安全可靠，同时也减少了土体的开挖量，适合在拱桥建设中推广使用。

附图说明

图1为本说明书一些实施例的贯入式拱座的立面示意图。

图2为本说明书一些实施例的贯入式拱座的立体示意图。

图3为本说明书一些实施例的贯入式拱座的断面示意图。

图4为本说明书一些实施例的贯入式拱座基坑开挖方法的流程图。

图5为本说明书一些实施例的分层台阶式基坑开挖前表层图加固平面示意图。

图6为本说明书一些实施例的分层台阶式基坑纵向开挖示意图。

图7为本说明书一些实施例的分层台阶式基坑断面开挖示意图。

附图说明：1、上侧面；2、下侧面；3、左侧面；4、右侧面；5、顶面；6、底面；7、拱肋；8、顶面线；9、注浆锚杆；10、喷锚混凝土。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

如图1至图3所示，本说明书一些实施例中提供了一种贯入式拱座，包括:

相对的上侧面1和下侧面2；

相对的左侧面3和右侧面4；

相对的顶面5和底面6；

上侧面1呈弧形；

底面6为台阶式底面6；

下侧面2、左侧面3、右侧面4、顶面5均为平面；

贯入式拱座的立面顺接拱轴线倾斜布置。

在本说明书一些实施例中，顶面5与拱肋7相连。

在本说明书一些实施例中，台阶式的底面6，包括至少一个水平面和至少一个竖直面，至少一个水平面和至少一个竖直面交替相连组成台阶式的底面6。

在本说明书一些实施例中，贯入式拱座的断面呈矩形，顶面线8为圆弧。

具体来说，本发明实施例的拱座是由弧形上侧面1、左侧面3、右侧面4、下侧面2、顶面5及台阶式的底面6形成的异型实体拱桥基础，其左侧面3、右侧面4、下侧面2及顶面5为空间平面，其中顶面5与拱肋7相连，其上侧面1为弧形空间曲面，承受上部土体传梯来的压力荷载，采用弧形构造有利于该压力的平衡、释放，降低土体压力对拱座的影响；其底面6由多个水平面和竖直面组成，呈现台阶式构造，有利于提升拱座与土体的锚固效果，加大拱座与土体的接触面积；其立面顺接拱轴线倾斜布置，传力方式直接、有效，底部扩展尺寸明显小于扩大基础式拱座；其断面大致呈现矩形截面，但顶面线8圆弧，一般采用固定失高、曲率半径逐渐变化的方式使上侧面1形成圆滑曲面。

如图4至图7所示，本说明书一些实施例中还提供了一种贯入式拱座基坑开挖方法，该方法包括：

加固表层土体；

开挖第一台阶并设置支护；

开挖第二台阶和第三台阶并设置支护；

开挖第四台阶、第五台阶和第六台阶并设置支护；

开挖第七台阶和第八台阶并设置支护；

开挖第九台阶和第十台阶并设置支护。

在本说明书一些实施例中，加固表层土体，具体为，清除危岩落石，在拱座四周均匀布置注浆锚杆9，在拱座的上方的预定范围内挂网并喷第一预定厚度的喷锚混凝土10作为防护，在洞口上半部分距离拱座轮廓线第一预设距离、间隔第二预设距离布置注浆锚杆9。

在本说明书一些实施例中，开挖第一台阶并设置支护，具体为，在顶部左侧开挖第一台阶，初喷第二预定厚度的混凝土用于封闭工作面，架立横、竖向米字型型钢支架及钢筋格栅进行支护；施工径向系统锚杆、水平锚杆、铺设钢筋网片，复喷混凝土至第三预定厚度。

在本说明书一些实施例中，开挖第二台阶和第三台阶并设置支护，具体为，滞后第一台阶第一预定距离，基于与第一台阶的开挖方式相同的方式，开挖左侧的位于第一台阶下方的第二台阶，开挖左侧的位于第二台阶下方的第三台阶。

在本说明书一些实施例中，开挖第四台阶、第五台阶和第六台阶并设置支护，具体为，基于与第一台阶、第二台阶、第三台阶的开挖方式相同的方式，依次开挖右侧的第四台阶、第五台阶和第六台阶，并依次接长钢支架型钢支架，安装钢筋格栅。

在本说明书一些实施例中，开挖第七台阶和第八台阶并设置支护，具体为，分次开挖左侧的位于第三台阶下层的第七台阶和位于第七台阶下层的第八台阶，并依次接长钢支架型钢支架，安装钢筋格栅。

在本说明书一些实施例中，开挖第九台阶和第十台阶并设置支护，具体为，滞后第七台阶和第八台阶第二预定距离后，分次开挖右侧的位于第六台阶下层的第九台阶和位于第九台阶下层的第十台阶，完成整个型钢支架和全部钢筋格栅的安装，并完成钢筋网片和喷锚混凝土10的施工。

在本说明书一些实施例中，基坑分层台阶式开挖时，依次同步配合进行型钢支架支护、钢筋格栅安装和喷锚混凝土10施工；上层台阶开挖时，将开挖循环进尺控制在预定距离以内；当型钢支架与钢筋格栅位置冲突时，优先布置型钢支架，并调整钢筋格栅。

在本说明书一些实施例中，基坑分层台阶式开挖时，基坑开挖掘进方向顺接拱座轴线方向。

下面以具体实施例结合具体参数为例，再结合图4至图7具体说明如下：

基坑开挖主要步骤如下：

1、表层土体加固：首先，清除危岩落石，在拱座四周呈梅花形均匀布置注浆锚杆，然后在拱座上方一定范围内挂网喷10cm厚喷锚混凝土作为防护，最后在洞口上半部分距离拱座轮廓线0.5m、间隔0.5m布置注浆锚杆。

2、台阶①范围开挖及同步支护：顶部左侧开挖台阶①，初喷5cm混凝土用于封闭工作面，架立横、竖向米字型型钢支架及钢筋格栅进行支护；施工径向系统锚杆、水平锚杆、铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。

3、台阶②、台阶③范围开挖及同步支护：滞后台阶①一段距离，开挖左侧台阶①下方的台阶②，具体施工工序及步骤同台阶①；而后以同样的方式，开挖左侧台阶②下方的台阶③。

4、台阶④、台阶⑤、台阶⑥范围开挖及同步支护：用同样的方式，依次开挖右侧的台阶④、台阶⑤、台阶⑥，依次接长钢支架型钢支架，并安装钢筋格栅。

5、台阶⑦、台阶⑧范围开挖及同步支护：分次开挖下层左侧的台阶⑦、台阶⑧，依次接长钢支架型钢支架、安装钢筋格栅。

6、台阶⑨、台阶⑩范围开挖及同步支护：滞后下层左侧台阶⑦、台阶⑧一段距离后，分次开挖下层右侧台阶⑨、台阶⑩，完成整个型钢支架和全部钢筋格栅的安装；完成钢筋网片和喷锚混凝土的施工，至此拱座基坑分层台阶式开挖及同步支护完成，可开始后续拱座钢筋绑扎和拱座混凝土浇筑施工。

最后，基坑分层台阶式开挖时，型钢支架支护、钢筋格栅安装和喷锚混凝土施工应依次同步配合进行；上层台阶开挖时，开挖循环进尺应控制在1m以内；型钢支架与钢筋格栅位置冲突时，应优先布置型钢支架，对钢筋格栅进行适当调整；基坑开挖掘进方向顺拱座轴线方向。

总体来说，本发明实施例采用沿拱轴线方向布置拱座的方式，更为直接、有效地承担拱肋传递下来的竖向力和水平推力作用；其采用的分层台阶式基坑开挖方法，解决了其它拱座形式存在的施工难度大、施工安全性差、混凝土用量大以及土体的开挖量大的问题，适合在拱桥建设中推广使用。

虽然上文描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是，应当清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。本发明是参照根据本发明实施例的方法的流程图和/或方框图来描述的。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于装置实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。以上仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。