一种桥梁支撑的波纹管地基基础及施工方法

技术领域：

本发明涉及桥梁支撑技术领域，特别涉及一种桥梁支撑的波纹管地基基础及施工方法。

背景技术：

随着交通的四通八达，高架桥逐渐应用各个城市道路上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构；下部结构包括桥台、桥墩和基础；支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。随着近年来不断出现桥梁坍塌事故的发生，足以见得因高架桥地基基础不牢固造成大量人员伤亡，财产损失巨大。

因高架桥具有较高支撑，桥墩为外扩式设置，抗浮动性能较差，并且在浇筑工艺上，因地基基础较深，模具拆装繁琐，地基基础抗压能力以及韧性强度均较差。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种桥梁支撑的波纹管地基基础及施工方法提高对桥梁的支撑强度，增强韧性，保证简洁的施工工艺。

第一方面，一种桥梁支撑的波纹管地基基础及施工方法，包括：安装基座、支撑所述安装基座的水平支撑体、设置在所述水平支撑体底部的第一钢筋笼组件，以及用于支撑所述水平支撑体的多个支撑柱组件；其中，

所述水平支撑体呈梯形支撑所述安装基座；

所述支撑柱组件包括：垂直的第一支撑体，以及相对倾斜位于所述第一支撑体两侧第二支撑体和第三支撑体；

所述第一支撑体支撑的顶端与所述第一钢筋笼组件连接后并支撑所述水平支撑体的底部中间位置；

所述第二支撑体和所述第三支撑体分布贯穿连接所述水平支撑体后呈外八字状连接所述安装基座，且所述水平支撑体沿梯形四角分布有用于支撑所述第二支撑体和第三支撑体的抗压组件。

以上描述中，支撑柱组件采用多点支撑，并呈外八字设计，有效扩散地基基础支撑面，同时采用支撑柱组件在与第一钢筋笼组件和水平支撑体之间连接有抗压组件，保证较高抗压性能的同时，使该地基基础具备较高的韧性强度，增强桥梁支撑的安全性能。

优选的，所述水平支撑体上装配有多个用于支撑所述安装基座的减震块。

优选的，所述第一支撑体包括：垂直开设的第一基坑、设置在所述第一基坑底部的第一外扩部；其中，

所述第一基坑装配有第一波纹管，所述第一波纹管的内部同心安装有第一筋笼，所述第一筋笼的底端连接有位于所述第一外扩部的第一压板。

优选的，所述第二支撑体包括：沿所述第一支撑体垂直方向向一侧倾斜开设的第二基坑、设置在所述第二基坑底部的第二外扩部；其中，

所述第二基坑装配有第二波纹管，所述第二波纹管的内部同心安装有第二筋笼，所述第二筋笼的底端连接有位于所述第二外扩部的第二压板。

优选的，所述第三支撑体包括：沿所述第一支撑体垂直方向向另一侧倾斜开设的第三基坑、设置在所述第三基坑底部的第三外扩部；其中，

所述第三基坑装配有第三波纹管，所述第三波纹管的内部同心安装有第三筋笼，所述第三筋笼的底端连接有位于所述第三外扩部的第三压板。

优选的，所述第二支撑体和所述第三支撑体均沿所述第一支撑体的垂直方向相对镜像倾斜呈梯形连接。

优选的，所述第一钢筋笼组件水平设置，且所述第一钢筋笼组件与所述第一筋笼、所述第二筋笼和所述第三筋笼绑丝连接呈一体。

优选的，所述抗压组件包括：所述第一钢筋笼组件与所述第二筋笼的内侧连接夹角处设置有第一角笼；

所述第一钢筋笼组件与所述第三筋笼的内侧连接夹角处设置有第二角笼；

所述第一钢筋笼组件横向水平设置时，所述第一角笼和所述第二角笼均沿所述第一钢筋笼组件纵向水平设置。

优选的，所述抗压组件还包括：所述水平支撑体与所述第二筋笼的内侧连接夹角处设置有第三角笼；

所述水平支撑体与所述第三筋笼的内侧连接夹角处设置有第四角笼；

所述水平支撑体横向水平设置时，所述第三角笼和所述第四角笼均沿所述水平支撑体纵向水平设置。

第二方面，一种桥梁支撑的波纹管地基基础的施工方法，包括以下步骤：

挖设主基坑，并沿主基坑内部扩分出垂直的第一基坑和呈对称外八字分布的第二基坑和第三基坑；

在第一基坑、第二基坑和第三基坑的底部外扩喇叭状的外扩部，在三个外扩部内分别灌装混凝土，对应的筋笼底部焊接压片，并在混凝土未初凝时将对应筋笼旋转定位使压片位于混凝土内部；

选配波纹管，波纹管套装对应的筋笼；

在波纹管与第一钢筋笼组件和水平支撑体相接触的位置开孔；

第一钢筋笼组件与第一筋笼、第二筋笼和第三筋笼绑接呈一体，并纵向连接第一角笼和第二角笼，使筋笼位于对应的波纹管中心位置；

浇筑混凝土，在灌装时使震动棒往复震动，使混凝土充分灌装基坑内部的波纹管内外部，固定对应的筋笼，同时对主基坑浇筑呈水平支撑体；

水平支撑体与第二筋笼和第三筋笼绑接呈一体，并纵向连接第三角笼和第四角笼，再次进行浇筑呈一体；

在水平支撑体上方设置减震块，并使第二筋笼和第三筋笼的外露顶端与安装基座焊接连接。

采用该方法有效替代模具，减少建模、拆模工序，具有优异的环刚度和良好的强度与韧性，重量轻、耐冲击性强、不易破损和输安装方便等特点，使得地基基础具有了更长的使用寿命。

附图说明：

图1为本发明提供的桥梁支撑的波纹管地基基础的结构示意图；

图2为本发明提供的第一波纹管的结构示意图；

图3为本发明提供的桥梁支撑的波纹管地基基础的施工方法的步骤流程图。附图标号：

第一基坑-10、第一外扩部-11、第一波纹管-12、第一压板-13、第一筋笼-14；

第二基坑-20、第二外扩部-21、第二波纹管-22、第二压板-23；

第三基坑-30、第三外扩部-31、第三波纹管-32、第三压板-33；

第一钢筋笼组件-40、第一角笼-41、第二角笼-42；

水平支撑体-50、第三角笼-51、第四角笼-52；

安装基座-60；

减震块-70。

具体实施方式：

为使本公开的目的、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，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

参考图1-2中所示，图1-2为本发明提供的桥梁支撑的波纹管地基基础的结构示意图以及第一波纹管的结构示意图，该一种桥梁支撑的波纹管地基基础包括安装基座60；该安装基座60用于将桥梁柱进行安装固定，安装基座60的下方位地基基础。

现有的地基基础建设主要采用挖设基坑后基础钢筋绑扎等，然后基础模板支设后浇筑混凝土等等一系列工作后，根据天气温度等混凝土完全凝固后拆除模板进行验工；如遇较高桥梁支撑时，为增强牢固性多选择深桩基础机构，致使混凝土凝结速度较慢，且抗压设计方面没有进行结构上的改进，无法增强地基基础的抗压性以及韧性强度。

为此，本申请中采用支撑安装基座60的水平支撑体50进行初步扩大支撑面，水平支撑体50呈梯形支撑安装基座60；并且水平支撑体50上装配有多个用于支撑安装基座60的减震块70。梯形结构的水平支撑体50能够扩大安装基座60的受力面，并且为了增强水平支撑体50的牢固性能，在水平支撑体50的底部设置有第一钢筋笼组件40，该第一钢筋笼组件40横向设置多个。

同时为了达到深桩基础机构的目的，在水平支撑体50的下方设置有多个支撑柱组件用于进行支撑固定，扩大梯形支撑的支撑强度。

具体的，支撑柱组件包括：垂直的第一支撑体，以及相对倾斜位于第一支撑体两侧第二支撑体和第三支撑体；由图1中可以看出，第一支撑体为垂直支撑水平支撑体50的底部中间位置，则第二支撑体和第三支撑体为外八字设计，沿水平支撑体50的梯形延伸扩展支撑水平支撑体50。

继续参阅图1和图2，在深桩基础设计时，由于建模拆模等操作十分不便，为此在本申请实施例中，第一支撑体、第二支撑体和第三支撑体均采用波纹管对内部的筋笼进行定位，同时在底部开设外扩部，增强支撑性能。

具体的，第一支撑体包括：垂直开设的第一基坑10、设置在第一基坑10底部的第一外扩部11；其中，

第一基坑10装配有第一波纹管12，第一波纹管12的内部同心安装有第一筋笼14，第一筋笼14的底端连接有位于第一外扩部11的第一压板13。

第二支撑体包括：沿第一支撑体垂直方向向一侧倾斜开设的第二基坑20、设置在第二基坑20底部的第二外扩部21；其中，

第二基坑20装配有第二波纹管22，第二波纹管22的内部同心安装有第二筋笼，第二筋笼的底端连接有位于第二外扩部21的第二压板23。

第三支撑体包括：沿第一支撑体垂直方向向另一侧倾斜开设的第三基坑30、设置在第三基坑30底部的第三外扩部31；其中，

第三基坑30装配有第三波纹管32，第三波纹管32的内部同心安装有第三筋笼，第三筋笼的底端连接有位于第三外扩部31的第三压板33。

由以上描述中可以看出，第二支撑体和第三支撑体均沿第一支撑体的垂直方向相对镜像倾斜呈梯形连接。

第二支撑体和第三支撑体分布贯穿连接水平支撑体50后呈外八字状连接安装基座60，并且为了增强地基基础的抗压性能，在水平支撑体50沿梯形四角分布有用于支撑第二支撑体和第三支撑体的抗压组件。

在具体设置抗压组件时，第一钢筋笼组件40水平设置，且第一钢筋笼组件40与第一筋笼14、第二筋笼和第三筋笼绑丝连接呈一体。由于第二筋笼和第三筋笼均为外八字倾斜设置，从而使第二筋笼和第三筋笼与第一钢筋笼组件40之间存在夹角。该夹角处采用抗压设计，使安装基座60上受到垂直抵压力和晃动压力后均通过夹角处的抗压设计进行消抵。

抗压组件包括：第一钢筋笼组件40与第二筋笼的内侧连接夹角处设置有第一角笼41。

第一钢筋笼组件40与第三筋笼的内侧连接夹角处设置有第二角笼42。

第一钢筋笼组件40横向水平设置时，第一角笼41和第二角笼42均沿第一钢筋笼组件40纵向水平设置。

抗压组件还包括：水平支撑体50与第二筋笼的内侧连接夹角处设置有第三角笼51。

水平支撑体50与第三筋笼的内侧连接夹角处设置有第四角笼52。

水平支撑体50横向水平设置时，第三角笼51和第四角笼52均沿水平支撑体50纵向水平设置。

通过设有的四个角笼与第二筋笼和第三筋笼进行连接，保证在第一支撑体、第二支撑体和第三支撑体受到桥梁的重力压迫后进行全面支撑以及消抵晃动力。

以上描述中，支撑柱组件采用多点支撑，并呈外八字设计，有效扩散地基基础支撑面，同时采用支撑柱组件在与第一钢筋笼组件40和水平支撑体50之间连接有抗压组件，保证较高抗压性能的同时，使该地基基础具备较高的韧性强度，增强桥梁支撑的安全性能。

继续参阅图3，本申请还提供了一种桥梁支撑的波纹管地基基础的施工方法，包括以下步骤：

S1、挖设主基坑，并沿主基坑内部扩分出垂直的第一基坑和呈对称外八字分布的第二基坑和第三基坑；

S2、在第一基坑、第二基坑和第三基坑的底部外扩喇叭状的外扩部，在三个外扩部内分别灌装混凝土，对应的筋笼底部焊接压片，并在混凝土未初凝时将对应筋笼旋转定位使压片位于混凝土内部；

S3、选配波纹管，波纹管套装对应的筋笼；

S4、在波纹管与第一钢筋笼组件和水平支撑体相接触的位置开孔；

S5、第一钢筋笼组件与第一筋笼、第二筋笼和第三筋笼绑接呈一体，并纵向连接第一角笼和第二角笼，使筋笼位于对应的波纹管中心位置；

S6、浇筑混凝土，在灌装时使震动棒往复震动，使混凝土充分灌装基坑内部的波纹管内外部，固定对应的筋笼，同时对主基坑浇筑呈水平支撑体；

S7、水平支撑体与第二筋笼和第三筋笼绑接呈一体，并纵向连接第三角笼和第四角笼，再次进行浇筑呈一体；

S8、在水平支撑体上方设置减震块，并使第二筋笼和第三筋笼的外露顶端与安装基座焊接连接。

采用该方法有效替代模具，减少建模、拆模工序，具有优异的环刚度和良好的强度与韧性，重量轻、耐冲击性强、不易破损和输安装方便等特点，使得地基基础具有了更长的使用寿命。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。