CN111441339A - 一种自沉式装配围护结构及施工方法 - Google Patents

一种自沉式装配围护结构及施工方法 Download PDF

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CN111441339A
CN111441339A CN202010254755.XA CN202010254755A CN111441339A CN 111441339 A CN111441339 A CN 111441339A CN 202010254755 A CN202010254755 A CN 202010254755A CN 111441339 A CN111441339 A CN 111441339A
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excitation device
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enclosure structure
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王志华
衣睿博
高洪梅
孙晋晶
申志福
刘璐
夏云刚
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Nanjing Jiou Underground Space Technology Co ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/20Bulkheads or similar walls made of prefabricated parts and concrete, including reinforced concrete, in situ
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/02Foundation pits
    • E02D17/04Bordering surfacing or stiffening the sides of foundation pits

Abstract

本发明提供了一种自沉式装配围护结构及施工方法,自沉式装配围护结构由至少一个装配式围护结构基本单元拼接而成,每一个装配式围护结构基本单元由一个基础单元和若干个标准单元依次连接构成。本发明的有益效果为:本发明相比传统机械挖掘成槽的现浇围护结构,本发明利用高压水射流切削墙下土体并形成泥浆,高压水射流水幕减小墙体侧壁摩阻力,使得钢筋混凝土围护墙体自重下沉,该发明避免了成槽施工,大幅降低对基坑周边环境的影响,缩短工期,具有绿色、环保和节能减排的社会价值,装配式结构批量生产质量可靠、避免水下灌注,降低建设成本和施工难度。

Description

一种自沉式装配围护结构及施工方法
技术领域
本发明涉及基坑围护结构施工技术领域,尤其涉及一种用于非嵌岩的装配式自沉围护结构及施工方法。
背景技术
随着城镇化建设的推进,地下空间工程发展迅速。其中,地铁车站、高层建筑地下空间、盾构等工程的竖井、地下油库等工程建设常采用地下连续墙作为围护结构。传统地下连续墙采用机械法挖槽,在泥浆护壁条件下挖出深槽、吊放钢筋笼,再灌注混凝土进行养护。现浇钢筋混凝土地连墙施工需要大型机械,操作繁琐,技术要求高且工期较长。成槽施工需要进行深开挖,对泥浆护壁或槽壁加固要求高,对周边环境存在一定影响。
水刀,即高压水射流切割技术,最早起源于美国,主要在航空航天军事工业中采用。水刀以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐。水刀在建筑工程业的应用可见辅助钢板桩打入、高压旋喷注浆加固以及建筑物外墙清洁等方面。
装配式钢筋混凝土结构近五年来受到政府的大力支持和推动,在房屋建筑结构、方面的应用较为广泛。近年来也开始应用于地下管廊、地下地铁车站等地下结构领域。装配式结构具有施工快捷、环境友好、结构构件性能优越等方面的优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自沉式装配围护结构及施工方法,相比传统机械挖掘成槽的现浇围护结构,本发明利用高压水射流切削墙下土体并形成泥浆,高压水射流水幕减小墙体侧壁摩阻力,使得钢筋混凝土围护墙体自重下沉,该发明避免了成槽施工,大幅降低对基坑周边环境的影响,缩短工期,具有绿色、环保和节能减排的社会价值,装配式结构批量生产质量可靠、避免水下灌注,降低建设成本和施工难度。
本发明的思想为:本发明提供了自沉式装配围护结构,该结构有基础单元、标准单元两种结构,其主体均为钢筋混凝土结构;所述标准单元顶部与底部分别设有对称预埋的螺栓孔道构造,水平向相邻标准单元通过钢槽连接固定,标准单元墙面两侧安装有水幕激发装置;各装配单元均预埋有PVC管作为进水管和吸浆管预留空间;基础单元底部通过角钢和曲型螺栓连接锥式钢靴,钢靴内安装有水刀激发装置;
本发明还提出了一种自沉式装配围护结构的施工方法,相比传统机械挖掘成槽的现浇围护结构,本发明利用高压水射流切削墙下土体并形成泥浆,高压水射流水幕减小墙体侧壁摩阻力,使得钢筋混凝土围护墙体自重下沉,该发明避免了成槽施工,大幅降低对基坑周边环境的影响,缩短工期,具有绿色、环保和节能减排的社会价值,装配式结构批量生产质量可靠、避免水下灌注,降低建设成本和施工难度。
本发明是通过如下措施实现的:一种自沉式装配围护结构,其中,所述自沉式装配围护结构由至少一个装配式围护结构基本单元拼接而成,其主体均为钢筋混凝土结构;每一个所述装配式围护结构基本单元由一个基础单元和若干个标准单元依次连接构成;
所述标准单元顶部与底部分别设有对称预埋的螺栓孔道构造;
每一个所述装配式围护结构基本单元是在所述基础单元的基础上,通过曲形螺栓将若干个标准单元连接组成;
所述基础单元底部设置有水刀激发装置,所述水刀激发装置包括若干个进水管,与若干个所述进水管连通的一字型喷管一,等间距设置在所述一字型喷管一上的若干个喷嘴和三角钢靴,所述基础单元通过角钢和螺钉与三角钢靴连接;
每个装配式围护结构基本单元间采用竖向钢槽连接,其基础单元底部通过螺钉与水刀激发装置连接,每个装配式围护结构基本单元的装配墙体两侧墙面各安装有一个水幕激发装置。
作为本发明提供的一种自沉式装配围护结构进一步优化方案,所述水刀激发装置的进水管贯穿所述基础单元和标准单元内的PVC管中,进入所述三角钢靴,并与一字型喷管一相连接,所述一字型喷管一-固定连接在所述三角钢靴尖角位置。
作为本发明提供的一种自沉式装配围护结构进一步优化方案,所述水幕激发装置由贴附墙面的滑道,输水管,与所述输水管连通的一字型喷管二,等间距设置在所述一字型喷管二上的若干个扁头喷嘴-以及电机驱动系统构成。
作为本发明提供的一种自沉式装配围护结构进一步优化方案,装配式围护结构基本单元的装配墙体两侧墙面的高压水幕激发装置预留的输水管洞内插入一根吸泥软管,所述吸泥软管插入所述三角钢靴,其外接有离心泵。
作为本发明提供的一种自沉式装配围护结构进一步优化方案,所述基础单元顶部设有螺栓孔道,通过所述曲型螺栓将基础单元与标准单元连接固定;所述标准单元顶部和底部均设有对称的曲型螺栓,通过曲型螺栓及螺母将上下相邻标准单元连接固定。
作为本发明提供的一种自沉式装配围护结构进一步优化方案,相邻所述装配式围护结构基本单元之间连接采用柔性连接;
所述柔性连接是由两片预制墙体左右两侧均预留内凹段,下沉到位的两片墙体的内凹侧形成对接;
在所有墙体下沉完成后,左右相邻两片墙体内凹形成的空间内放入预制小型钢筋笼,后浇高强度混凝土。
为了更好地实现上述发明目的,本发明还提供一种自沉式装配围护结构的施工方法,包括以下施工步骤:
S1、基坑测量放线,通过机械开挖清除浅层杂填土等杂物,并在坑槽两侧砌筑导墙作为限位装置;
S2、安装三角钢靴、水幕激发装置,并将其与装配式围护结构的基础单元通过角钢焊接和曲型螺栓连接固定,调整角度,确保垂直度,准备下放;
S3、同时启动水刀激发装置和水幕激发装置的离心泵和电机,水刀激发装置切削坑槽下土体,基础单元在自重作用下下沉,利用吸浆泵及时抽取墙底泥浆,每下沉20-30cm左右暂停水刀激发装置和水幕激发装置作业,检查墙体的垂直度和坑槽内返浆浓度,满足墙体垂直度要求后,再次启动水刀激发装置和水幕激发装置,继续下沉;
S4、在基础单元下沉一半高度时吊装下一标准单元,通过曲型螺栓将标准单元与基础单元连接固定,继续开启水刀激发装置和水幕激发装置的离心泵和电机,使围护结构自沉到此次标准单元的一半高度时,吊装下一标准单元并连接固定,重复操作至围护墙体可达到设计标高;
S5、在下沉结束的墙体相邻位置安装下一个装配式围护结构基本单元,重复步骤(2)-(4),继续完成装配式墙体的安装;
S6、在所有墙体下沉完成后,在左右相邻两片墙体内凹形成的空间内放入预制小型钢筋笼,后浇高强度混凝土,直至装配式围护结构基本单元封闭基坑。
更进一步地,为了更好地实现上述发明目的,本发明还提供一种自沉式装配围护结构的施工方法,包括以下施工步骤:
1)基坑测量放线,通过机械开挖清除浅层杂填土等杂物,并在坑槽两侧砌筑导墙作为限位装置;导墙的形式和分段浇筑长度宜根据现场的地质情况确定,导墙宽度为地下墙厚度加100mm的施工余量;导墙平面中心线容许偏差为10mm,墙面不平整度小于5mm,现浇钢筋混凝土导墙拆模后应沿其纵向每隔1米左右加设上下两道木支撑,在导墙混凝土未达到设计强度前,禁止任何重型机械和运输设备在旁边行走,以防导墙受压变形;
2)将三角钢靴用角钢及螺钉固定在预制围护墙体的基础单元底部,水幕激发装置从预制墙体顶部滑道进入,连接起重机调整吊放位置和角度,确保垂直度不大于1%,准备下放;根据不同地区地质条件,在软土地区需对起重机停放及移动位置做地基处理,加强地基承载力降低施工区域土体沉降;
3)同时启动水刀激发装置和水幕激发装置的离心泵和电机,水刀激发装置切削坑槽下土体,基础单元在自重作用下下沉,利用吸浆泵及时抽取墙底泥浆,每下沉20-30cm左右暂停水刀激发装置和水幕激发装置作业,检查墙体的垂直度是否不大于3%,并检查坑槽内返浆浓度,满足墙体垂直度要求后,再次启动水刀激发装置和水幕激发装置,继续下沉;
4)在基础单元下沉一半高度时,吊装下一标准单元,将装有垫片的曲型螺栓从标准单元的底部孔口插入基础单元并用螺母固定,继续使围护结构自沉到此次拼接单元的一半高度时吊装下一标准单元,并将装有垫片的曲型螺栓从上一个标准单元底部的孔口插入下一个标准单元的顶部孔道并用螺母固定,重复操作至围护结构可达到设计标高;
5)在下沉结束的墙体相邻位置架设并安装三角钢靴和基础单元墙体,重复步骤2)-4),继续完成装配式墙体的安装;
6)在所有墙体下沉完成后,检查相邻两片墙体内凹形成的方形槽内沉渣情况并进行清槽,在清槽合格后吊装预制小型钢筋笼下槽孔,在吊放过程中不得强行入槽造成钢筋笼过大变形,下放到槽底后浇筑高强度混凝土,重复此步骤直至所有预制围护墙体全部封闭连接;
7)根据工程地质条件确定泥浆配合比配合泥浆,利用水幕激发装置沿墙体外侧深度范围内喷射高压水泥浆,墙侧高压喷射水泥浆可使其与沉墙施工产生的泥浆或土体混合,形成一定强度的止水帷幕;该止水帷幕对地下连续墙止水具有良好的辅助作用;
8)根据工程需要,在需要围护结构用做两墙合一时,在沉墙稳定后,利用水刀激发装置喷射高压水泥浆液,硬化墙底地基土提高承载力;即可将本发明用于结构墙体使用。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明采用高压水射流切削墙下土体并形成泥浆代替机械挖掘开槽,墙体在自重作用下下沉,避免了大型机械成槽对周边环境的影响,大幅缩短工期,同时,高压水射流压力对墙下土体的影响范围可控,避免对沉墙两侧土体的扰动,适用于施工空间狭窄、基坑周边环境复杂的深厚地下连续墙施工。
2、本发明中水刀激发装置的射流压力可依据墙下土体的性质进行调控,射流压力切削土体的深度、宽度大小可根据墙体宽度、自重以及土性确定,适用于从硬土到软土中的非嵌岩地下连续墙。
3、沉墙结束后,水刀激发装置还可以作为地下连续墙的注浆封底装置使用,在沉墙稳定后,喷射高压水泥浆液,以达到稳定墙下土体的作用,为装配式地下连续墙作为结构外墙“两墙合一”提供条件。
4、本发明中水幕激发装置的高压射流水可减小围护结构侧壁与土体之间的摩阻力,使围护结构更容易自沉,且对墙槽起到一定的护壁作用,可显著降低沉墙对墙外土体的拖拽,大幅减小墙外地基土体的下沉。
5、本发明中水幕激发装置的高压射流水在沉墙结束后,还可以兼具沿墙体外侧深度范围内喷射高压水泥浆的装置,墙侧高压喷射水泥浆可使其与沉墙施工产生的泥浆或土体混合,形成一定强度的止水帷幕;该止水帷幕对地下连续墙止水具有良好的辅助作用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
图1为本发明实施例的结构主视图。
图2为图1的左视图。
图3为本发明实施例中基础单元平面图。
图4为本发明实施例中标准单元平面图。
图5为本发明实施例中水刀激发装置的结构示意图。
图6为本发明实施例中水幕激发装置扁头喷嘴处大样图。
图7为本发明实施例中水刀激发装置、水幕激发装置系统示意图。
图8为本发明实施例中水平相邻单元对接槽口示意图。
图9为本发明实施例中曲型螺栓、螺母、垫片平面展开图。
其中,附图标记为:1、基础单元;2、标准单元;3、水刀激发装置;3-1、一字型喷管一;3-2、喷嘴;3-3、三角钢靴;3-4、螺钉;4、水幕激发装置;4-1、一字型喷管二;4-2、扁头喷嘴;5、螺栓孔道;5-1、孔口;5-2、孔道;6、滑道;7、PVC管;8、进水管;9、离心泵;10、槽口;11、坑槽;12、电机驱动系统;13、曲型螺栓;14、螺母;15、垫片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。当然,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
参见图1至图9,本发明提供其技术方案为,一种自沉式装配围护结构,其中,自沉式装配围护结构由至少一个装配式围护结构基本单元拼接而成,其主体均为钢筋混凝土结构;每一个装配式围护结构基本单元由一个基础单元1和若干个标准单元2依次连接构成;
标准单元2顶部与底部分别设有对称预埋的螺栓孔道5构造;
每一个装配式围护结构基本单元是在基础单元1的基础上,通过曲形螺栓13将若干个标准单元2连接组成;
基础单元1底部设置有水刀激发装置3,水刀激发装置3包括若干个进水管8,与若干个进水管8连通的一字型喷管一3-1,等间距设置在一字型喷管一3-1上的若干个喷嘴3-2和三角钢靴3-3,基础单元1通过角钢和螺钉3-4与三角钢靴3-3连接;
三角钢靴3-3长5m,高0.5m为三块钢板焊接而成,内设置一水刀激发装置3。
水刀激发装置3包括进水管8、4.9m长的一字型喷管一3-1以及设置于一字型喷管一3-1上的若干喷嘴3-2,进水管8通过预埋基础单元1和标准单元2的长6m直径200mm的PVC管7进入三角钢靴3-3中,并与一字型喷管一3-1相连接。一字型喷管一3-1焊接于三角钢靴3-3尖角位置,进水管8、一字型喷管一3-1以及喷嘴3-2直径大小根据需要切削的岩土类型综合确定。
每个装配式围护结构基本单元间采用竖向钢槽连接,其基础单元1底部通过螺钉3-4与水刀激发装置3连接,每个装配式围护结构基本单元的装配墙体两侧墙面各安装有一个水幕激发装置4。
基础单元1宽5m高6m厚0.5m,基础单元1顶部设有5个直径150mm的孔口5-1及直径31mm的曲型螺栓13孔道5,各曲型螺栓孔道5间距1m,通过插入直径30mm的曲型螺栓13及对应垫片15、螺母14将上下相邻基础单元1与标准单元2连接固定。标准单元2宽5m高6m厚0.5m,标准单元2顶部和底部均设有5个直径150mm的孔口5-1及直径31mm的曲型螺栓13孔道5,各曲型螺栓13孔道5间距1m,通过插入直径30mm的曲型螺栓13及对应垫片15、螺母14将上下相邻标准单元2连接固定。
进一步地,水刀激发装置3的进水管8贯穿基础单元1和标准单元2内的PVC管7中,进入三角钢靴3-3,并与一字型喷管一3-1相连接,一字型喷管一3-1固定连接在三角钢靴3-3尖角位置。
进一步地,水幕激发装置4由贴附墙面的滑道6,输水管,与输水管连通的一字型喷管二4-1,等间距设置在一字型喷管二4-1上的若干个扁头喷嘴4-2以及电机驱动系统12构成;滑道6长6m,自预制墙体顶部延伸到底部,两列滑道6对称布置,一字型喷管二4-1长4.5m,一字型喷管二4-1上布设10个间隔0.5m的扁头喷嘴4-2;水流喷射方向沿墙面竖直向下形成一道水幕,水幕激发装置4可贴附滑道6竖向滑动调整水幕位置,水幕可减小围护结构侧壁与土体之间的摩阻力,使围护结构更容易自沉,且对墙槽起到一定的护壁作用,可显著降低沉墙对墙外土体的拖拽,大幅减小墙外地基土体的下沉。
进一步地,装配式围护结构基本单元的装配墙体两侧墙面的高压水幕激发装置4预留的输水管洞内插入一根吸泥软管,吸泥软管插入三角钢靴3-3,其外接有离心泵9;具体为地,预制墙体预留直径200mm的PVC管7洞,洞内另插入一根直径150mm的吸泥软管,吸泥软管插入三角钢靴3-3,外接一定流量的吸浆泵,吸浆泵功率根据需要切削的岩土类型综合确定。
进一步地,基础单元1顶部设有螺栓孔道5,通过曲型螺栓13将基础单元1与标准单元2连接固定;标准单元2顶部和底部均设有对称的曲型螺栓13,通过曲型螺栓13及螺母14将上下相邻标准单元1连接固定。
进一步地,相邻装配式围护结构基本单元之间连接采用柔性连接;左右相邻墙体间采用槽口10对接柔性接头。
柔性连接是由两片预制墙体左右两侧均预留内凹段,下沉到位的两片墙体的内凹侧形成对接;
在所有墙体下沉完成后,左右相邻两片墙体内凹形成的空间内放入预制小型钢筋笼,后浇高强度混凝土。
具体地,柔性连接是两片装配墙体左右两侧均预留深15cm宽30cm的内凹槽口10,下沉到位的两片墙体的内凹槽口10形成对接,在所有墙体下沉完成后,在左右相邻两片墙体内凹形成的30cm×30cm的方形坑槽11内放入预制小型钢筋笼,后浇高强度混凝土。
为了更好地实现上述发明目的,本发明还提供一种自沉式装配围护结构的施工方法,包括以下施工步骤:
1)基坑测量放线,通过机械开挖清除浅层杂填土等杂物,并在坑槽11两侧砌筑导墙作为限位装置;导墙的形式和分段浇筑长度宜根据现场的地质情况确定,导墙宽度为地下墙厚度加100mm的施工余量;导墙平面中心线容许偏差为10mm,墙面不平整度小于5mm,现浇钢筋混凝土导墙拆模后应沿其纵向每隔1米左右加设上下两道木支撑,在导墙混凝土未达到设计强度前,禁止任何重型机械和运输设备在旁边行走,以防导墙受压变形;
2)将三角钢靴3-3用角钢及螺钉3-4固定在预制围护墙体的基础单元1底部,水幕激发装置4从预制墙体顶部滑道6进入,连接起重机调整吊放位置和角度,确保垂直度不大于1%,准备下放;根据不同地区地质条件,在软土地区需对起重机停放及移动位置做地基处理,加强地基承载力降低施工区域土体沉降;
3)同时启动水刀激发装置3和水幕激发装置4的离心泵9和电机,水刀激发装置3切削坑槽11下土体,基础单元1在自重作用下下沉,利用吸浆泵及时抽取墙底泥浆,每下沉20-30cm左右暂停水刀激发装置3和水幕激发装置4作业,检查墙体的垂直度是否不大于3%,并检查坑槽11内返浆浓度,满足墙体垂直度要求后,再次启动水刀激发装置3和水幕激发装置4,继续下沉;
4)在基础单元1下沉一半高度时,吊装下一标准单元2,将装有垫片15的曲型螺栓13从标准单元2的底部孔口5-1插入基础单元1并用螺母14固定,继续使围护结构自沉到此次拼接单元的一半高度时吊装下一标准单元2,并将装有垫片15的曲型螺栓13从上一个标准单元2底部的孔口5-1插入下一个标准单元2的顶部孔道5-2并用螺母14固定,重复操作至围护结构可达到设计标高;
5)在下沉结束的墙体相邻位置架设并安装三角钢靴3-3和基础单元1墙体,重复步骤(2)-(4),继续完成装配式墙体的安装;
6)在所有墙体下沉完成后,检查相邻两片墙体内凹形成的方形槽内沉渣情况并进行清槽,在清槽合格后吊装预制小型钢筋笼下槽孔,在吊放过程中不得强行入槽造成钢筋笼过大变形,下放到槽底后浇筑高强度混凝土,重复此步骤直至所有预制围护墙体全部封闭连接;
7)根据工程地质条件确定泥浆配合比配合泥浆,利用水幕激发装置4沿墙体外侧深度范围内喷射高压水泥浆,墙侧高压喷射水泥浆可使其与沉墙施工产生的泥浆或土体混合,形成一定强度的止水帷幕;该止水帷幕对地下连续墙止水具有良好的辅助作用;
8)根据工程需要,在需要围护结构用做两墙合一时,在沉墙稳定后,利用水刀激发装置3喷射高压水泥浆液,硬化墙底地基土提高承载力;即可将本发明用于结构墙体使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自沉式装配围护结构,其特征在于,所述自沉式装配围护结构由至少一个装配式围护结构基本单元拼接而成,每一个所述装配式围护结构基本单元由一个基础单元(1)和若干个标准单元(2)依次连接构成;
每一个所述装配式围护结构基本单元是在所述基础单元(1)的基础上,通过曲形螺栓(13)将若干个标准单元(2)连接组成;
所述基础单元(1)底部设置有水刀激发装置(3),所述水刀激发装置(3)包括若干个进水管(8),与若干个所述进水管(8)连通的一字型喷管一(3-1),等间距设置在所述一字型喷管一(3-1)上的若干个喷嘴(3-2)和三角钢靴(3-3),所述基础单元(1)通过角钢和螺钉(3-4)与三角钢靴(3-3)连接;
每个装配式围护结构基本单元间采用竖向钢槽连接,其基础单元(1)底部通过螺钉(3-4)与水刀激发装置(3)连接,每个装配式围护结构基本单元的装配墙体两侧墙面各安装有一个水幕激发装置(4)。
2.根据权利要求1所述的自沉式装配围护结构,其特征在于,所述水刀激发装置(3)的进水管(8)贯穿所述基础单元(1)和标准单元(2)内的PVC管(7)中,进入所述三角钢靴(3-3),并与一字型喷管一(3-1)相连接,所述一字型喷管一(3-1)固定连接在所述三角钢靴(3-3)尖角位置。
3.根据权利要求1所述的自沉式装配围护结构,其特征在于,所述水幕激发装置(4)由贴附墙面的滑道(6),输水管,与所述输水管连通的一字型喷管二(4-1),等间距设置在所述一字型喷管二(4-1)上的若干个扁头喷嘴(4-2)以及电机驱动系统(12)构成。
4.根据权利要求1所述的自沉式装配围护结构,其特征在于,装配式围护结构基本单元的装配墙体两侧墙面的高压水幕激发装置(4)预留的输水管洞内插入一根吸泥软管,所述吸泥软管插入所述三角钢靴(3-3),其外接有离心泵(9)。
5.根据权利要求1所述的自沉式装配围护结构,其特征在于,所述基础单元(1)顶部设有螺栓孔道(5),通过所述曲型螺栓(13)将基础单元(1)与标准单元(2)连接固定;所述标准单元(2)顶部和底部均设有对称的曲型螺栓(13),通过曲型螺栓(13)及螺母(14)将上下相邻标准单元(1)连接固定。
6.根据权利要求1所述的自沉式装配围护结构,其特征在于,
相邻所述装配式围护结构基本单元之间连接采用柔性连接;
所述柔性连接是由两片预制墙体左右两侧均预留内凹段,下沉到位的两片墙体的内凹侧形成对接;
在所有墙体下沉完成后,左右相邻两片墙体内凹形成的空间内放入预制小型钢筋笼,后浇高强度混凝土。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述的自沉式装配围护结构的施工方法,其特征在于,包括以下施工步骤:
S1、基坑测量放线,通过机械开挖清除浅层杂填土等杂物,并在坑槽(11)两侧砌筑导墙作为限位装置;
S2、安装三角钢靴(3-3)、水幕激发装置(4),并将其与装配式围护结构的基础单元通过角钢焊接和曲型螺栓(13)连接固定,调整角度,确保垂直度,准备下放;
S3、同时启动水刀激发装置(3)和水幕激发装置(4)的离心泵(9)和电机,水刀激发装置(3)切削坑槽(11)下土体,基础单元(1)在自重作用下下沉,利用吸浆泵及时抽取墙底泥浆,每下沉20-30cm左右暂停水刀激发装置(3)和水幕激发装置(4)作业,检查墙体的垂直度和坑槽(11)内返浆浓度,满足墙体垂直度要求后,再次启动水刀激发装置(3)和水幕激发装置(4),继续下沉;
S4、在基础单元(1)下沉一半高度时吊装下一标准单元(2),通过曲型螺栓(13)将标准单元(1)与基础单元(2)连接固定,继续开启水刀激发装置(3)和水幕激发装置(4)的离心泵(9)和电机,使围护结构自沉到此次标准单元(2)的一半高度时,吊装下一标准单元(2)并连接固定,重复操作至围护墙体可达到设计标高;
S5、在下沉结束的墙体相邻位置安装下一个装配式围护结构基本单元,重复步骤(2)-(4),继续完成装配式墙体的安装;
S6、在所有墙体下沉完成后,在左右相邻两片墙体内凹形成的空间内放入预制小型钢筋笼,后浇高强度混凝土,直至装配式围护结构基本单元封闭基坑。
8.一种自沉式装配围护结构的施工方法,其特征在于,包括以下施工步骤:
1)基坑测量放线,通过机械开挖清除浅层杂填土等杂物,并在坑槽(11)两侧砌筑导墙作为限位装置;导墙的形式和分段浇筑长度宜根据现场的地质情况确定,导墙宽度为地下墙厚度加100mm的施工余量;导墙平面中心线容许偏差为10mm,墙面不平整度小于5mm,现浇钢筋混凝土导墙拆模后应沿其纵向每隔1米左右加设上下两道木支撑,在导墙混凝土未达到设计强度前,禁止任何重型机械和运输设备在旁边行走,以防导墙受压变形;
2)将三角钢靴(3-3)用角钢及螺钉(3-4)固定在预制围护墙体的基础单元(1)底部,水幕激发装置(4)从预制墙体顶部滑道(6)进入,连接起重机调整吊放位置和角度,确保垂直度不大于1%,准备下放;根据不同地区地质条件,在软土地区需对起重机停放及移动位置做地基处理,加强地基承载力降低施工区域土体沉降;
3)同时启动水刀激发装置(3)和水幕激发装置(4)的离心泵(9)和电机,水刀激发装置(3)切削坑槽(11)下土体,基础单元(1)在自重作用下下沉,利用吸浆泵及时抽取墙底泥浆,每下沉20-30cm左右暂停水刀激发装置(3)和水幕激发装置(4)作业,检查墙体的垂直度是否不大于3%,并检查坑槽(11)内返浆浓度,满足墙体垂直度要求后,再次启动水刀激发装置(3)和水幕激发装置(4),继续下沉;
4)在基础单元(1)下沉一半高度时,吊装下一标准单元(2),将装有垫片(15)的曲型螺栓(13)从标准单元(2)的底部孔口(5-1)插入基础单元(1)并用螺母(14)固定,继续使围护结构自沉到此次拼接单元的一半高度时吊装下一标准单元(2),并将装有垫片(15)的曲型螺栓(13)从上一个标准单元(2)底部的孔口(5-1)插入下一个标准单元(2)的顶部孔道(5-2)并用螺母(14)固定,重复操作至围护结构可达到设计标高;
5)在下沉结束的墙体相邻位置架设并安装三角钢靴(3-3)和基础单元(1)墙体,重复步骤(2)-(4),继续完成装配式墙体的安装;
6)在所有墙体下沉完成后,检查相邻两片墙体内凹形成的方形槽内沉渣情况并进行清槽,在清槽合格后吊装预制小型钢筋笼下槽孔,在吊放过程中不得强行入槽造成钢筋笼过大变形,下放到槽底后浇筑高强度混凝土,重复此步骤直至所有预制围护墙体全部封闭连接;
7)根据工程地质条件确定泥浆配合比配合泥浆,利用水幕激发装置(4)沿墙体外侧深度范围内喷射高压水泥浆,墙侧高压喷射水泥浆可使其与沉墙施工产生的泥浆或土体混合,形成一定强度的止水帷幕;
8)根据工程需要,在需要围护结构用做两墙合一时,在沉墙稳定后,利用水刀激发装置(3)喷射高压水泥浆液,硬化墙底地基土提高承载力。
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