一种钻岩锚索与承台组合的抗震式基础及其施工方法与流程

1.本发明属于桥梁结构建筑技术领域，具体涉及一种钻岩锚索与承台组合的抗震式基础及其施工方法。


背景技术：

2.目前桥梁基础多为钻孔桩基础、扩大基础、沉井基础、沉箱基础和管柱基础等。在地基承载力较高或岩石外露的区域，扩大基础往往施工方便且具有较好的经济性，但当桥梁位于高烈度震区时，基底弯矩较大，为满足抗倾覆要求扩大基础往往尺寸较大，无法适应山地地形，同时扩大基础抗水平向地震剪力能力较弱，往往仅依赖于基础侧向填土，结构的安全储备不足。
3.为解决结构安全的问题，设计中常常采用沉井基础、桩基础来取代扩大基础，采用沉井方案会造成山体大量挖方，施工困难、工程造价高且影响既有山体的稳定性；采用桩基础方案则需要在坚硬的岩层上钻孔，钻孔难度高，且容易扩孔，同时地震作用下部分桩基会出现受拉的状况。


技术实现要素：

4.本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种钻岩锚索与承台组合的抗震式基础及其施工方法。
5.本发明的技术方案是：一种钻岩锚索与承台组合的抗震式基础，包括支撑桥墩的承台、钻岩锚索和抗剪桩，所述承台中锚固有钻岩锚索，所述钻岩锚索下端锚固于岩层，所述承台底部中心附近还设置有抗剪桩，所述抗剪桩的下端固定在岩层中。
6.所述抗剪桩可为单根，布置于承台底部中心处；所述抗剪桩也可为多根布置，包括位于承台底部中心处的主抗剪桩和靠近中心位置的辅助抗剪桩。
7.所述承台为由空间立体钢筋骨架和混凝土组成的钢筋混凝土构件，所述空间立体钢筋骨架由承台主筋组成。
8.所述空间立体钢筋骨架还用以进行钻岩锚索的锚头定位。
9.所述抗剪桩外设置有抗剪桩外箍钢套筒，所述抗剪桩外箍钢套筒中还形成与承台相关联的关联结构。
10.所述关联结构包括抗剪桩外箍钢套筒外壁处形成的通过孔，所述通过孔便于承台主筋的有效穿过。
11.所述关联结构还包括抗剪桩外箍钢套筒处设置的钢套筒钢筋连接件，所述钢套筒钢筋连接件与承台中的混凝土有效连接。
12.所述承台为四棱台状，所述钻岩锚索与最近处四棱台侧壁相平行。
13.一种钻岩锚索与承台组合的抗震式基础的施工方法，包括以下步骤：
ⅰ
.基坑开挖在设计施工位置进行小深度、小坡度基坑开挖，完成基坑施工；
ⅱ
.抗剪桩施工在基坑坑底进行小深度钻孔，安装抗剪桩外箍钢套筒，完成抗剪桩施工；
ⅲ
.锚索孔道定位及钻孔在基坑坑底进行钻岩锚索孔道定位，并完成钻孔；
ⅳ
.安装钻岩锚索在钻孔中安装钻岩锚索，绷紧锚索并进行压浆，完成钻岩锚索的安装；
ⅴ
.施工垫层和立体钢筋骨架施工承台底垫层混凝土和承台主筋，并对钻岩锚索进行拉紧，在立体钢筋骨架上固定锚头；在抗剪桩外箍钢套筒上焊接钢套筒钢筋连接件；
ⅵ
.浇筑混凝土浇筑承台和部分桥墩的混凝土；
ⅶ
.基坑回填对基坑进行回填，完成施工。
14.本发明在满足基础抗弯、抗剪、抗倾覆的要求的同时，相比扩大基础和沉井基础，可增加基础抗剪承载力，减少基坑开挖和混凝土圬工量；相比钻孔桩基础，可降低钻孔施工难度，不易出现扩孔现象，并能缩短施工时间，避免桩基础受拉。
15.本发明由于承台底地基承载力较强，地基能提供足够的抗压强度，钻岩锚索竖向分力可用来抵消地震荷载产生的基底弯矩，水平向分力可用来抵消地震产生的部分水平剪力，其余水平剪力由抗剪桩承受，本发明能大幅提高基础的抗水平推力和抗倾覆稳定性。
16.本发明钻岩锚索不需要施加预应力，仅需施加较小张力使锚索绷紧即可，大大减少了施工工序和施工难度。
附图说明
17.图1 是本发明的立面图；图2 是本发明的侧面图；图3 是本发明的平面图；图4 是本发明中基坑开挖的施工示意图；图5 是本发明中抗剪桩及钻岩锚索孔道的施工示意图；图6 是本发明中钻岩锚索安装的施工示意图；图7 是本发明中承台钢筋、钢套筒连接件及锚头定位的施工示意图；图8 是本发明中浇筑混凝土的施工示意图；图9 是本发明中基坑回填的施工示意图；其中：1
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承台
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钻岩锚索3
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抗剪桩
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承台主筋5
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抗剪桩外箍钢套筒
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钢套筒钢筋连接件。
具体实施方式
18.以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1~9所示，一种钻岩锚索与承台组合的抗震式基础，包括支撑桥墩的承台1、钻岩锚索2和抗剪桩3，所述承台1中锚固有钻岩锚索2，所述钻岩锚索2下端锚固于岩层，所述承台1底部中心附近还设置有抗剪桩3，所述抗剪桩3的下端固定在岩层中。
19.所述抗剪桩3可为单根，布置于承台底部中心位置；所述抗剪桩3也可为多根布置，包括位于承台底部中心处的主抗剪桩和靠近中心位置的辅助抗剪桩。
20.所述承台1为由空间立体钢筋骨架和混凝土组成的钢筋混凝土构件，所述空间立体钢筋骨架由承台主筋4组成。
21.所述空间立体钢筋骨架还用以进行钻岩锚索2的锚头定位。
22.所述抗剪桩3外设置有抗剪桩外箍钢套筒5，所述抗剪桩外箍钢套筒5中还形成与承台1相关联的关联结构。
23.所述关联结构包括抗剪桩外箍钢套筒5外壁处形成的通过孔，所述通过孔便于承台主筋4的有效穿过。
24.所述关联结构还包括抗剪桩外箍钢套筒5处设置的钢套筒钢筋连接件6，所述钢套筒钢筋连接件6与承台1中的混凝土有效连接。
25.所述承台1为四棱台状，所述钻岩锚索2与最近处四棱台侧壁相平行。
26.所述主抗剪桩位于桥墩的竖向投影范围内，所述辅助抗剪桩与桥墩的竖向投影相交。
27.其中，所述钻岩锚索2采用钢绞线，受力类型为拉力型锚索，沿承台1外边缘布置。
28.所述钻岩锚索2在四棱台的单侧上布设有五根，钻岩锚索2为等间距布设。
29.又一实施例一种钻岩锚索与承台组合的抗震式基础，包括支撑桥墩的承台1、钻岩锚索2和抗剪桩3，所述承台1中锚固有钻岩锚索2，所述钻岩锚索2下端锚固于岩层，所述承台1底部中心附近还设置有抗剪桩3，所述抗剪桩3的下端固定在岩层中。
30.所述抗剪桩3可为单根，布置于承台底部中心位置；所述抗剪桩3也可为多根布置，包括位于承台底部中心处的主抗剪桩和靠近中心位置的辅助抗剪桩。
31.所述承台1为由空间立体钢筋骨架和混凝土组成的钢筋混凝土构件，所述空间立体钢筋骨架由承台主筋4组成。
32.所述空间立体钢筋骨架还用以进行钻岩锚索2的锚头定位。
33.所述抗剪桩3外设置有抗剪桩外箍钢套筒5，所述抗剪桩外箍钢套筒5中还形成与承台1相关联的关联结构。
34.所述关联结构包括抗剪桩外箍钢套筒5外壁处形成的通过孔，所述通过孔便于承台主筋4的有效穿过。
35.所述关联结构还包括抗剪桩外箍钢套筒5处设置的钢套筒钢筋连接件6，所述钢套筒钢筋连接件6与承台1中的混凝土有效连接。
36.所述承台1为四棱台状，所述钻岩锚索2与最近处四棱台侧壁相平行。
37.所述主抗剪桩位于桥墩的竖向投影范围内，所述辅助抗剪桩与桥墩的竖向投影相交。
38.其中，所述钻岩锚索2采用钢拉杆，受力类型拉压分散型锚索，沿承台1外边缘布置。
39.所述钻岩锚索2在四棱台的单侧上布设有五根，钻岩锚索2为等间距布设。
40.所述基坑位于岩层分界线上方。
41.所述垫层位于基坑底部。
42.一种钻岩锚索与承台组合的抗震式基础的施工方法，包括以下步骤：（
ⅰ
）基坑开挖在设计施工位置进行小深度、小坡度基坑开挖，完成基坑施工；（
ⅱ
）抗剪桩施工在基坑坑底进行小深度钻孔，安装抗剪桩外箍钢套筒5，完成抗剪桩3施工；（
ⅲ
）锚索孔道定位及钻孔在基坑坑底进行钻岩锚索2孔道定位，并完成钻孔；（
ⅳ
）安装钻岩锚索在钻孔中安装钻岩锚索2，绷紧锚索并进行压浆，完成钻岩锚索2的安装；（
ⅴ
）施工垫层和立体钢筋骨架施工承台底垫层混凝土和承台主筋4，并对钻岩锚索2进行拉紧，在立体钢筋骨架上固定锚头；在抗剪桩外箍钢套筒5上焊接钢套筒钢筋连接件6；（
ⅵ
）浇筑混凝土浇筑承台1和部分桥墩的混凝土；（
ⅶ
）基坑回填对基坑进行回填，完成施工。
43.所示基坑回填能够将承台1进行全覆盖。
44.本发明在满足基础抗弯、抗剪、抗倾覆的要求的同时，相比扩大基础和沉井基础，可增加基础抗剪承载力，减少基坑开挖和混凝土圬工量；相比钻孔桩基础，可降低钻孔施工难度，不易出现扩孔现象，并能缩短施工时间，避免桩基础受拉。
45.本发明由于承台底地基承载力较强，地基能提供足够的抗压强度，钻岩锚索竖向分力可用来抵消地震荷载产生的基底弯矩，水平向分力可用来抵消地震产生的部分水平剪力，其余水平剪力由抗剪桩承受，能大幅提高基础的抗水平推力和抗倾覆稳定性。
46.本发明钻岩锚索不需要施加预应力，仅需施加较小张力使锚索绷紧即可，大大减少了施工工序和施工难度。