CN112343039A - 一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下结构工程技术领域，具体涉及一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构及其施工方法，包括围护桩以及设置于所述围护桩顶部的冠梁；所述围护桩包括多根预制空心降水桩以及沿基坑周边间隔布置的多根一般预制桩；多根预制空心降水桩沿基坑两侧交错布置，且所述预制空心降水桩设置于相邻的两根所述一般预制桩之间；所述预制空心降水桩内设有沿竖向贯穿的预制桩降水孔道，所述预制空心降水桩上朝向基坑内的一侧设有侧向开孔，且所述侧向开孔与所述预制桩降水孔道连通。本发明通过将部分围护桩兼做降水井，可以减小明挖隧道施工肥槽的宽度，降低现浇混凝土使用量，减小基坑整体开挖宽度，降低明挖隧道施工风险。

Description

一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构及其施工方法

技术领域

本发明属于地下结构工程技术领域，具体涉及一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构及其施工方法。

背景技术

在地下工程领域，预制结构的使用越来越广泛。在明挖隧道工程领域，不仅在基坑围护方面向预制围护结构方面发展，在支护衬砌方面也在越来越多的采用预制装配式结构。在实际工程中采用预制结构可以节省施工模板，降低对施工现场周边环境的影响，提高劳动生产率，加快施工进度，缩短整体施工工期。

明挖隧道工程中，必须要进行基坑降水，一般降水井布置于围护结构和衬砌之间的肥槽位置，这就要求在明挖隧道基坑开挖过程中预留出足够的肥槽空间，同时隧道主体结构施工完成后，需要采用混凝土对肥槽空间进行浇筑填充。若是肥槽空间过大则会导致基坑整体开挖宽度增加，现浇混凝土使用量过大，对周边环境影响增大，基坑整体支护风险也会相应增加。虽然明挖隧道采用预制围护桩和预制装配式衬砌进行施工可以在一定程度上缩减施工肥槽宽度，但是肥槽仍然有一定宽度，后期需浇筑混凝土用量较大。因此如何进一步降低明挖隧道肥槽宽度和基坑开挖宽度是当前明挖隧道施工的关键。在明挖隧道采用预制结构进行围护和支护的工程领域尚未有实际可借鉴的减小肥槽空间的新型降水形式，因此如何优化明挖隧道基坑降水方式，尽可能减小肥槽宽度成为当前明挖隧道施工的关键。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构及其施工方法，可以减小肥槽空间和基坑开挖宽度，降低后期浇筑混凝土使用量。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构，包括围护桩以及设置于所述围护桩顶部的冠梁；所述围护桩包括多根预制空心降水桩以及沿基坑周边间隔布置的多根一般预制桩；多根预制空心降水桩沿基坑两侧交错布置，且所述预制空心降水桩设置于相邻的两根所述一般预制桩之间；所述预制空心降水桩内设有沿竖向贯穿的预制桩降水孔道，所述预制空心降水桩上朝向基坑内的一侧设有侧向开孔，且所述侧向开孔与所述预制桩降水孔道连通。

进一步地，所述冠梁上对应所述预制桩降水孔道的位置处设有沿竖向贯穿的冠梁降水孔道，所述冠梁降水孔道与所述预制桩降水孔道连通。

进一步地，相邻的两根所述一般预制桩之间设有相互咬合的多根旋喷桩，且位于两侧的所述旋喷桩分别与两根所述一般预制桩相互咬合。

更进一步地，所述预制空心降水桩设置于相邻的两根所述一般预制桩之间，多根所述旋喷桩设置于所述预制空心降水桩的外侧。

进一步地，所述侧向开孔的位置与所述基坑内降水高度相对应。

进一步地，所述基坑内沿基坑纵向间隔设有多根钢支撑，所述钢支撑的两端分别与其两侧的所述冠梁连接。

进一步地，所述基坑内设有预制衬砌，所述预制衬砌与所述围护桩之间的肥槽内浇筑有混凝土。

本发明还提上述的明挖隧道围护桩兼做降水井的结构的施工方法，包括如下步骤：

1）一般预制桩在工厂预制完毕后，运输至施工场地进行沉桩施做；

2）在一般预制桩施做完毕后，将在工厂制作完成的预制空心降水桩沿基坑两侧交错布置于一般预制桩之间，并将预制空心降水桩上的侧向开孔朝向基坑内侧进行施做；

3）在预制空心降水桩施做完毕后，进行旋喷桩施做；对于相邻的两根一般预制桩之间未设置预制空心降水桩的，旋喷桩施做于两根一般预制桩之间并且与两根一般预制桩相互咬合；对于相邻的两根一般预制桩之间设置有预制空心降水桩的，旋喷桩绕预制空心降水桩的外侧施做并且与两根一般预制桩相互咬合；

4）施做冠梁，首先将基坑开挖至冠梁施做标高位置，然后绑扎冠梁钢筋笼，再浇筑混凝土，并在与预制空心降水桩的预制桩降水孔道相对应的位置预留冠梁降水孔道；

5）冠梁施做完毕后施做钢支撑，然后利用预制空心降水桩将水位降至预期位置后进行基坑开挖，基坑开挖至设计标高，期间一直保持降水施工；

6）将工厂制作完成的预制衬砌运输至隧道现场进行拼装安放，最后在围护桩和预制衬砌之间的施工肥槽浇筑混凝土。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

与现有明挖隧道一般降水方式相比，本发明通过将部分围护桩兼做降水井，可以减小明挖隧道施工肥槽的宽度，降低现浇混凝土使用量，减小基坑整体开挖宽度，降低明挖隧道施工风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的明挖隧道围护桩兼做降水井的结构的向剖面示意图；

图2为本发明实施例提供的明挖隧道围护桩兼做降水井的结构的俯视图；

图中：1、预制衬砌；2、预制空心降水桩；3、冠梁；4、肥槽；5、冠梁降水孔道；6、侧向开孔；7、一般预制桩；8、钢支撑；9、旋喷桩；10、预制桩降水孔道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多根”的含义是两根或两根以上。

如图1-图2所示，本实施例提供一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构，包括围护桩以及设置于所述围护桩顶部的冠梁3；所述围护桩包括多根预制空心降水桩2以及沿基坑周边间隔布置的多根一般预制桩7；多根预制空心降水桩2沿基坑两侧交错布置，且所述预制空心降水桩2设置于相邻的两根所述一般预制桩7之间；所述预制空心降水桩2内设有沿竖向贯穿的预制桩降水孔道10，所述预制空心降水桩2上朝向基坑内的一侧设有侧向开孔6，用于基坑内降水，且所述侧向开孔6与所述预制桩降水孔道10连通。本实施例中通过将兼做降水井的多根预制空心降水桩2按照一定距离沿基坑两侧交错布置于两侧的一般预制桩7间，从而实现基坑降水，使得明挖隧道基坑开挖宽度不再需要将降水井空间单独考虑，仅需考虑预制衬砌1的施工肥槽，可以减小明挖隧道施工肥槽的宽度，降低现浇混凝土使用量，减小基坑整体开挖宽度，降低明挖隧道施工风险。

进一步地，所述冠梁3上对应所述预制桩降水孔道10的位置处设有沿竖向贯穿的冠梁降水孔道5，所述冠梁降水孔道5与所述预制桩降水孔道10连通。本实施例中在冠梁3上与预制桩降水孔道10相对应位置同样需保留降水孔道以便降水施做，保证在基坑开挖过程中持续降水。

进一步地，相邻的两根所述一般预制桩7之间设有相互咬合的多根旋喷桩9，且位于两侧的所述旋喷桩9分别与两根所述一般预制桩7相互咬合。本实施例中，对于相邻的两根一般预制桩7之间未设置预制空心降水桩2的，多根旋喷桩9施做于两根一般预制桩7之间，并且位于两侧的旋喷桩9分别与两根一般预制桩7相互咬合。

更进一步地，所述预制空心降水桩2设置于相邻的两根所述一般预制桩7之间，多根所述旋喷桩9设置于所述预制空心降水桩2的外侧。本实施例中，对于相邻的两根一般预制桩7之间设置有预制空心降水桩2的，多根旋喷桩9绕预制空心降水桩2的外侧施做，将预制空心降水桩2包围，并且位于两侧的旋喷桩9分别与两根一般预制桩7相互咬合。

进一步地，所述侧向开孔6的位置与所述基坑内降水高度相对应。本实施例中预制空心降水桩2上的侧向开孔6的位置必须与实际基坑内降水高度相对应。

进一步地，所述基坑内沿基坑纵向间隔设有多根钢支撑8，所述钢支撑8的两端分别与其两侧的所述冠梁3连接。

进一步地，所述基坑内设有预制衬砌1，所述预制衬砌1与所述围护桩之间的肥槽4内浇筑有混凝土。

如图1和图2所示，本实施例还提上述的明挖隧道围护桩兼做降水井的结构的施工方法，包括如下步骤：

1）首先施做一般预制桩7，一般预制桩7在工厂预制完毕后，运输至施工场地进行沉桩施做；一般预制桩7按照既定围护方式进行施做排布，并且两侧围护桩之间距离不需再单独考虑降水井施做空间，仅考虑后期预制衬砌1的施工肥槽4即可；

2）在一般预制桩7施做完毕后，按照一定间距将在工厂制作完成的预制空心降水桩2沿基坑两侧交错布置，且预制空心降水桩2位于相邻的两根一般预制桩7之间，并将预制空心降水桩2上的侧向开孔6朝向基坑内侧进行施做；

3）在预制空心降水桩2施做完毕后，进行旋喷桩9施做；如图2所示，对于相邻的两根一般预制桩7之间未设置预制空心降水桩2的，旋喷桩9施做于两根一般预制桩7之间并且与两根一般预制桩7相互咬合；对于相邻的两根一般预制桩7之间设置有预制空心降水桩2的，旋喷桩9绕预制空心降水桩2的外侧施做，将预制空心降水桩2包围，并且与两根一般预制桩7相互咬合；

4）在一般预制桩7和预制空心降水桩2上施做冠梁3，首先将基坑开挖至冠梁3施做标高位置，然后绑扎冠梁3钢筋笼，再浇筑混凝土，并在与预制空心降水桩2的预制桩降水孔道10相对应的位置预留冠梁降水孔道5；

5）冠梁3施做完毕后施做钢支撑8，钢支撑8作用于冠梁3之上，并按照设计间距排布；然后利用预制空心降水桩2将水位降至预期位置后进行基坑开挖，基坑开挖至设计标高，期间一直保持利用预制空心降水桩2进行降水；

6）将工厂制作完成的预制衬砌1运输至隧道现场进行拼装安放，最后在围护桩和预制衬砌1之间的操作空间肥槽4内浇筑混凝土进行填充。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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)

1.一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构，其特征在于：包括围护桩以及设置于所述围护桩顶部的冠梁；所述围护桩包括多根预制空心降水桩以及沿基坑周边间隔布置的多根一般预制桩；多根预制空心降水桩沿基坑两侧交错布置，且所述预制空心降水桩设置于相邻的两根所述一般预制桩之间；所述预制空心降水桩内设有沿竖向贯穿的预制桩降水孔道，所述预制空心降水桩上朝向基坑内的一侧设有侧向开孔，且所述侧向开孔与所述预制桩降水孔道连通。

2.如权利要求1所述的一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构，其特征在于：所述冠梁上对应所述预制桩降水孔道的位置处设有沿竖向贯穿的冠梁降水孔道，所述冠梁降水孔道与所述预制桩降水孔道连通。

3.如权利要求1所述的一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构，其特征在于：相邻的两根所述一般预制桩之间设有相互咬合的多根旋喷桩，且位于两侧的所述旋喷桩分别与两根所述一般预制桩相互咬合。

4.如权利要求3所述的一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构，其特征在于：所述预制空心降水桩设置于相邻的两根所述一般预制桩之间，多根所述旋喷桩设置于所述预制空心降水桩的外侧。

5.如权利要求1所述的一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构，其特征在于：所述侧向开孔的位置与所述基坑内降水高度相对应。

6.如权利要求1所述的一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构，其特征在于：所述基坑内沿基坑纵向间隔设有多根钢支撑，所述钢支撑的两端分别与其两侧的所述冠梁连接。

7.如权利要求1所述的一种明挖隧道围护桩兼做降水井的结构，其特征在于：所述基坑内设有预制衬砌，所述预制衬砌与所述围护桩之间的肥槽内浇筑有混凝土。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的明挖隧道围护桩兼做降水井的结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）一般预制桩在工厂预制完毕后，运输至施工场地进行沉桩施做；

2）在一般预制桩施做完毕后，将在工厂制作完成的预制空心降水桩沿基坑两侧交错布置于一般预制桩之间，并将预制空心降水桩上的侧向开孔朝向基坑内侧进行施做；

3）在预制空心降水桩施做完毕后，进行旋喷桩施做；对于相邻的两根一般预制桩之间未设置预制空心降水桩的，旋喷桩施做于两根一般预制桩之间并且与两根一般预制桩相互咬合；对于相邻的两根一般预制桩之间设置有预制空心降水桩的，旋喷桩绕预制空心降水桩的外侧施做并且与两根一般预制桩相互咬合；

4）施做冠梁，首先将基坑开挖至冠梁施做标高位置，然后绑扎冠梁钢筋笼，再浇筑混凝土，并在与预制空心降水桩的预制桩降水孔道相对应的位置预留冠梁降水孔道；

5）冠梁施做完毕后施做钢支撑，然后利用预制空心降水桩将水位降至预期位置后进行基坑开挖，基坑开挖至设计标高，期间一直保持降水施工；

6）将工厂制作完成的预制衬砌运输至隧道现场进行拼装安放，最后在围护桩和预制衬砌之间的施工肥槽浇筑混凝土。

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