CN105970984A - 一种旋流池止水帷幕及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋流池止水帷幕及其施工方法，属于地下圆形旋流池的施工领域。它包括旋流池外筒、支护桩和止水桩，在旋流池外筒的外部设置一排支护桩，在支护桩的外侧设置止水桩，相邻支护桩之间设置止水桩，相接触的两个止水桩之间搭接，支护桩为钻孔灌注桩，使用钻机钻孔，将钢筋笼下放到孔内，浇筑水泥，在支护桩的内侧焊接一段钢筋，用于与旋流池的外筒壁做成一个整体，以支护桩作为旋流池外筒壁壁厚的一部分，节省成本，增加了旋流池的自重，增加了抗浮力，设置止水桩的数量为两排以上，止水桩采用高压旋喷桩施工工艺，等间距设置支护桩，防止水进入旋流池，同时也能够承载土侧压力，且施工方便。

Description

一种旋流池止水帷幕及其施工方法

技术领域

本发明涉及地下圆形旋流池的施工领域，尤其涉及一种旋流池止水帷幕及其施工方法。

背景技术

旋流池是冶金行业炼钢、轧钢等工艺生产线必不可少的公辅系统，它是储存并处理对工艺设备进行冷却的水的构筑物。它利用浊循环水对工艺设备进行喷水冷却，浊循环水先集中到冲渣沟内，再集中冲入旋流池内，在旋流池内利用水的冲击旋流，将杂质及养化铁皮等产生沉淀进行集中抓取利用，从而使浊循环水经过沉淀及过滤后进行反复利用。

一般在半岩土层(上层为土，下层为岩)施工大型地下圆形旋流池，可采用地下连续墙或排桩支护。然而针对场地比较狭小的地区大型设备难以进入施工，针对土层较硬地区沉桩过程困难效率低下会提高施工成本。对于大型的旋流池，传统的防护方法工程量大，施工成本高，施工周期长。

中国发明专利，授权公告号CN 102002952 B，授权公告日2012.07.04，公开了一种土岩结合地域的旋流池防护施工方法，它包括：步骤一，在基坑周围上部钻孔灌注桩；步骤二，土方开挖，并在围护灌注桩之间使用密目钢板网进行整体覆盖并锚固；步骤三，基坑外积水排除，利用密目钢板网的滤水与封堵泥土的作用将土体中含水、岩层裂隙水与雨季降水引入基坑内，然后排除；步骤四，基坑内环梁施工；采用一道帽梁加三道环形梁共同组成支护结构；步骤五，土方开挖，岩层爆破，排除积水、岩层裂隙水；步骤六，清除爆破后碎石，灰土后，进行施工。其不足之处是：该发明使用密目钢板网，这种对钢板要求性能要求高，且起不到防水的作用，仅对土岩结合，或者纯岩石地质的比较适用，如果土质含水较多，将不适宜，原因是，过多的水会渗入旋流池外筒壁的外侧，久之，影响旋流池的性能。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术的旋流池的支护防水防压力差的问题，本发明提供了一种旋流池止水帷幕及其施工方法。它能够防水、防压力，且施工方便。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种旋流池止水帷幕，包括旋流池外筒、支护桩和止水桩，在旋流池外筒的外部设置一排支护桩，在支护桩的外侧设置止水桩，相邻支护桩之间设置止水桩，相接触的两个止水桩之间搭接。

优选地，支护桩为钻孔灌注桩，使用钻机钻孔，将钢筋笼下放到孔内，浇筑水泥。支护桩的施工过程中，严格控制桩位、桩顶桩底标高、泥浆比重、水下砼质量。

优选地，在支护桩的内侧焊接一段钢筋，用于与旋流池的外筒壁做成一个整体。

优选地，设置止水桩的数量为两排以上，这样是为了加强止水效果，且止水桩也可以起到抵抗土体侧压力的作用。

优选地，止水桩采用高压旋喷桩，受地质情况的影响，防止水进入旋流池，同时也能够承载土侧压力，旋流池外筒不存在渗水漏水现象等质量问题；传统的深层搅拌桩不能深入土层太深且不能应对土层深部的复杂情况的缺点，高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体，施工占地少、振动小、噪音较低。

优选地，等间距设置支护桩。使得旋流池外筒壁，受力平衡，重心稳。

一种旋流池止水帷幕的施工方法，其步骤为：

A、设计总体方案，根据旋流池大小，计算出支护桩和止水桩的数量和尺寸；

B、在选定的区域开挖基坑，基坑的深度为3-6m；能够减少支护桩桩长，降低施工成本；

C、基坑内坡面采用喷射素混凝土护面，坡度为1:1，保护坡面不发生土体下滑，坍塌；

D、在基坑的四周砌筑排水沟，将基坑内的积水输送出去，以便施工；

E、制作钢筋笼，在基坑内，采用钻孔灌注桩工艺施工支护桩；能够确定旋流池整体施工尺寸，缩短施工周期，不需要破坏已形成的设施部件，降低施工成本；

F、在相邻支护桩之间设置第2排止水桩，在支护桩的外侧设置第1排止水桩，采用高压旋喷桩施工止水桩；受地质情况的影响，防止水进入旋流池，同时也能够承载土侧压力。与步骤E中的时间间隔不小于7天，支护桩的水泥与土体之间完全固化，支护桩的水泥完全固化，减小土体之间的间隙，增大密实度，减小支护桩中水泥颗粒之间的间隙，防止水透过土体和支护桩进入旋流池内；

G、在支护桩的内侧排桩上焊接一段钢筋，用于与旋流池的池壁做成一个整体；好处是：1)利用支护桩作为旋流池的池壁的壁厚，节省成本；2)支护桩作为旋流池的外筒壁增加了旋流池的自重，增加了抗浮力。

优选地，步骤B中坡顶、坡底四周设置排水沟或盲沟，将地表水进行有组织的明排。

优选地，步骤A中基坑的深度为3-6m。

优选地，在基坑的四周砌筑架设PVC排水管实现排水，形成排水线路；基坑内沿四周开挖简易的排水沟及集水井，采用污水泵将基坑内的积水抽排至基坑上面四周的排水沟中，经三级沉淀池排入城市排水系统。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明在旋流池外筒的外部等间距设置一排支护桩，在支护桩的外侧设置止水桩，相邻支护桩之间设置止水桩，相接触的两个止水桩之间搭接，设置止水桩的数量为两排以上，这样是为了加强止水效果，且止水桩也可以起到抵抗土体侧压力的作用，受地质情况的影响，防止水进入旋流池，同时也能够承载土侧压力，旋流池外筒不存在渗水漏水现象等质量问题；

(2)本发明的止水桩采用高压旋喷桩，传统的深层搅拌桩不能深入土层太深且不能应对土层深部的复杂情况的缺点，高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体，施工占地少、振动小、噪音较低；

(3)本发明在选定的区域开挖基坑，能够减少支护桩桩长，降低施工成本；

(4)本发明在基坑的四周砌筑排水沟；坡顶、坡底四周设置排水沟或盲沟，将地表水进行有组织的明排，在基坑的四周砌筑架设PVC排水管实现排水，集水井及沉淀池，形成排水线路；基坑内沿四周开挖简易的排水沟及集水井，采用污水泵将基坑内的积水抽排至基坑上面四周的排水沟中，经三级沉淀池排入城市排水系统；

(5)本发明在基坑内，采用钻孔灌注桩工艺施工支护桩；能够确定旋流池整体施工尺寸，缩短施工周期，不需要破坏已形成的设施部件，降低施工成本；

(6)本发明在支护桩的内侧排桩上焊接一段钢筋，用于与旋流池的池壁做成一个整体；好处是：1)利用支护桩作为旋流池外筒壁壁厚一部分，节省成本；2)支护桩作为旋流池的外筒壁增加了旋流池的自重，增加了抗浮力；

(7)本发明对土壤的适应范围很广，在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工，有防渗水、挡土和承重功能，结构稳定、保证施工质量，对类似工程在施工流程、质量管理方面起到良好的借鉴作用；

(8)本发明由于土压力是随深度线性增大的分布荷载且无集中力，利用圆形支护结构来支挡土压力可以充分利用材料性能，因为圆支护结构是以受压为主，且作用在圆拱上的四周土压力大部分可以自身平衡，这种合理的支护结构可大大降低支护结构的费用；并能在稳定性和控制变形方面满足对周围环境控制的要求最大限度地方便土体开挖和主体结构的快速施工，方便后续的基础施工，减少施工工期。

附图说明

图1本发明的支护桩俯视图；

图2本发明的旋流池支护侧面桩剖视图；

图3本发明的两排止水桩俯视图；

图4本发明的两排止水桩部分结构示意图；

图5本发明的多排止水桩俯视图；

图6本发明的多排止水桩部分结构示意图；

图7本发明的支护桩钢筋笼示意图；

图8本发明的支护桩断面配筋图；

图9本发明的支护桩内侧面示意图。

示意图中的标号说明：

1、支护桩；11、支护桩中心线；12、钢筋笼；13、主筋；14、螺旋箍筋；15、焊接加强箍；16、铆钉；21、第1排止水桩；22、第2排止水桩；23、第3排止水桩；24、第4排止水桩；25、第5排止水桩；26、第6排止水桩；27、第7排止水桩；31、防护栏I；32、防护栏II。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1-8，一种旋流池止水帷幕，包括旋流池外筒、支护桩1和止水桩，在旋流池外筒的外部等间距设置一排支护桩1，在支护桩1的外侧设置止水桩，相邻支护桩1之间设置止水桩，相接触的两个止水桩之间搭接。采用搭接工艺，根据土体中的水量丰沛情况，确定合理的搭接长度，这样一圈止水桩受力平衡，不会存在受力薄弱环节，止水桩整体牢固，以使旋流池

设置止水桩的数量为两排以上，这样是为了加强止水效果，且止水桩也可以起到抵抗土体侧压力的作用。止水桩采用高压旋喷桩，受地质情况的影响，防止水进入旋流池，同时也能够承载土侧压力，旋流池外筒不存在渗水漏水现象等质量问题；传统的深层搅拌桩不能深入土层太深且不能应对土层深部的复杂情况的缺点，高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体，施工占地少、振动小、噪音较低。

支护桩1为钻孔灌注桩，使用钻机钻孔，将钢筋笼下放到孔内，浇筑水泥。支护桩1施工过程中，严格控制桩位、桩顶桩底标高、泥浆比重、水下砼质量。在支护桩1的内侧均匀焊接一段钢筋，用于与旋流池的外筒壁做成一个整体。

一种旋流池止水帷幕的施工方法，其步骤为：

A、设计总体方案，根据旋流池大小，计算出支护桩1和止水桩的数量和尺寸；

B、在选定的区域开挖基坑，基坑的深度为3-6m；能够减少支护桩桩长，降低施工成本。

C、基坑内坡面采用喷射素混凝土护面；

D、在基坑的四周砌筑排水沟；坡顶、坡底四周设置排水沟或盲沟，将地表水进行有组织的明排，在基坑的四周砌筑架设PVC排水管实现排水，集水井及沉淀池，形成排水线路；基坑内沿四周开挖简易的排水沟及集水井，采用污水泵将基坑内的积水抽排至基坑上面四周的排水沟中，经三级沉淀池排入城市排水系统。

E、制作钢筋笼12，在基坑内，采用钻孔灌注桩工艺施工支护桩1；能够确定旋流池整体施工尺寸，缩短施工周期，不需要破坏已形成的设施部件，降低施工成本。

F、在相邻支护桩1之间设置第2排止水桩22，在支护桩1的外侧设置第1排止水桩21，采用高压旋喷桩施工止水桩；受地质情况的影响，防止水进入旋流池，同时也能够承载土侧压力。与步骤E中的时间间隔不小于7天，支护桩1的水泥与土体之间完全固化，支护桩1的水泥完全固化，减小土体之间的间隙，增大密实度，减小支护桩1中水泥颗粒之间的间隙，防止水透过土体和支护桩1进入旋流池内；

G、在支护桩1的内侧排桩上焊接一段钢筋，用于与旋流池的池壁做成一个整体；好处是：1)利用支护桩1作为旋流池外筒壁壁厚的一部分，节省成本；2)支护桩1作为旋流池的外筒壁增加了旋流池的自重，增加了抗浮力。

本发明对土壤的适应范围很广，在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工，有防渗水、挡土和承重功能，结构稳定、保证施工质量，对类似工程在施工流程、质量管理方面起到良好的借鉴作用。

本发明由于土压力是随深度线性增大的分布荷载且无集中力，利用圆形支护结构来支挡土压力可以充分利用材料性能，因为圆支护结构是以受压为主，且作用在圆拱上的四周土压力大部分可以自身平衡，这种合理的支护结构可大大降低支护结构的费用；并能在稳定性和控制变形方面满足对周围环境控制的要求最大限度地方便土体开挖和主体结构的快速施工，方便后续的基础施工，减少施工工期。

实施例2

本实施例同实施例1，其中基坑深度为3m，坡度为1:1，在坡面上喷射素混凝土，以保护坡面。

实施例3

本实施例同实施例1，其中基坑深度为4m。

实施例4

本实施例同实施例1，其中基坑深度为6m。

实施例5

本实施例同实施例1，其中，如图4所示，根据施工方案，沿着支护桩中心线11施工支护桩1，支护桩1根据配筋不同可分为二种类型：a、桩径1m，桩长24.30m、25.3m，桩顶标高-4.1m，主筋18Φ25，支护桩主筋通长配置；b、桩径1m，桩长27.5m，桩顶标高-4.1m，主筋24Φ25，支护桩主筋通长配置。

实施例6

与实施例1类似，如图2所示，本实施例中，在支护桩1的顶端设置冠梁，冠梁的上方设置一圈防护栏I31；靠近基坑边沿的地面上设置防护栏II32，加强防护工作，充分做好场地施工安全工作，符合国家标准规程JGJ120-99：《建筑基坑支护技术规程》。

实施例7

与实施例1类似，在支护桩1的内侧焊接一段钢筋，如图9所示，长度为钢筋直径的10倍左右，钢筋与钢筋之间的距离为0.5-1m之间，焊接的钢筋在在支护桩1上分布区域的高度与旋流池外筒壁高度相同，以便在对旋流池外筒壁施工时，将旋流池外筒壁和支护桩1做成一体，使得旋流池具有更好的抗浮性能，该钢筋也可以使用铆钉16代替，施工工艺为，将支护桩1上的水泥层凿开，露出支护桩1的钢筋笼12上的钢筋，然后将需要焊接的焊接或者铆钉16焊接上。

实施例8

与实施例1类似，结合图3和图4，本实施例中，采用两排止水桩，施工顺序是先浇注第2排止水桩22，然后再浇筑第2排止水桩21，支护桩1采用钻孔灌注桩施工，钻孔灌注桩采用旋挖钻机成孔，浇筑水下混凝土工艺施工，并采用隔孔跳挖方式成孔；钻孔灌注桩的钢筋保护层厚度为50mm，钻孔灌注桩垂直度偏差小于等于1/200；桩端沉渣厚度小于等于50mm。

止水帷幕制作中，高压旋喷桩的直径为700mm，高压旋喷桩需穿透砂层及淤泥质土层，每一个止水桩之间，每一排止水桩之间搭接长度均为150mm；采用两台空压机同时施工，确保止水桩之间搭接严密；高压旋喷桩水泥掺入比为15％(重量比)，水灰比0.5，采用P.0.4.25普通硅酸盐水泥，强度设计值不低于1.0MPa。

如果是两排以上止水桩，如图5和图6所示，施工工艺同上述。

实施例9

与实施例8类似，图7中的钢筋笼12包括焊接加强箍15、螺旋箍筋14和主筋13，如图8所示。钢筋笼12要求整体制作、整体吊放；钢筋接头采用闪光对焊或机械连接接头，不得采用搭接接头；支护桩1的钢筋保护层厚度为50mm，支护桩1的浇筑水泥采用C30级；垫层采用C15级。

本实施例中，采用7排止水桩，第1排止水桩21四周均匀布置，共128根；第2排止水桩22四周均匀布置，共124根；第3排止水桩23四周均匀布置，共121根；第4排止水桩24和第5排止水桩25都是四周均匀布置，分别各为148根；第6排止水桩26和第7排止水桩27都是四周均匀布置，分别各为111根。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋流池止水帷幕，包括旋流池外筒和支护桩(1)，其特征在于，还包括止水桩，在旋流池外筒的外部设置一排支护桩(1)，在支护桩(1)的外侧设置止水桩，相邻支护桩(1)之间设置止水桩，相接触的两个止水桩之间搭接。

2.根据权利要求1所述的一种旋流池止水帷幕，其特征在于，支护桩(1)为钻孔灌注桩，使用钻机钻孔，将钢筋笼下放到孔内，浇筑水泥。

3.根据权利要求2所述的一种旋流池止水帷幕，其特征在于，在支护桩(1)的内侧焊接一段钢筋，用于与旋流池的外筒壁做成一个整体。

4.根据权利要求1所述的一种旋流池止水帷幕，其特征在于，设置止水桩的数量为两排以上。

5.根据权利要求4所述的一种旋流池止水帷幕，其特征在于，止水桩为高压旋喷桩。

6.根据权利要求3所述的一种旋流池止水帷幕，其特征在于，等间距设置支护桩(1)。

7.一种旋流池止水帷幕的施工方法，其特征在于：

A、设计总体方案，根据旋流池大小，计算出支护桩(1)和止水桩的数量和尺寸；

B、在选定的区域开挖基坑；

C、基坑内坡面采用喷射素混凝土护面；

D、在基坑的四周砌筑排水沟；

E、制作钢筋笼(12)，在基坑内，采用钻孔灌注桩工艺施工支护桩(1)；

F、在相邻支护桩(1)之间设置第2排止水桩(22)，在支护桩(1)的外侧设置第1排止水桩(21)，采用高压旋喷桩施工止水桩；与步骤E中的时间间隔不小于7天；

G、在支护桩(1)的内侧排桩上焊接一段钢筋，用于与旋流池的池壁做成一个整体。

8.根据权利要求7所述的一种旋流池止水帷幕的施工方法，其特征在于，步骤B中坡顶、坡底四周设置排水沟或盲沟。

9.根据权利要求7所述的一种旋流池止水帷幕的施工方法，其特征在于，步骤A中基坑的深度为3-6m。

10.根据权利要求7所述的一种旋流池止水帷幕的施工方法，其特征在于，在基坑的四周砌筑架设PVC排水管实现排水。