CN113152518A - 富水地层基坑桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构及施工方法 - Google Patents

富水地层基坑桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于基坑支护领域，具体是一种富水地层基坑桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构及施工方法。包括后两排设置的前排灌注桩和后排灌注桩，前排灌注桩前侧为桩前挡土板，桩前挡土板后侧与前排灌注桩之间填充有砂砾石反滤层，砂砾石反滤层I底部设置有粘土I，桩前挡土板设有若干泄水孔I，泄水孔I连通砂砾石反滤层I与外部，所述的前排灌注桩和后排灌注桩顶部之间设置有冠梁，冠梁底部设置有一层砼垫层，冠梁顶部前侧设置有挡土墙，挡土墙后侧设置砂砾石反滤层II，砂砾石反滤层II上下两端为粘土II，挡土墙上设置有若干泄水孔II，泄水孔II连通砂砾石反滤层II和外界，挡土墙通过扶肋与挡土墙和冠梁连接成整体。

Description

富水地层基坑桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构及施工方法
技术领域
本发明属于基坑支护领域，具体是一种富水地层基坑桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构及施工方法。
背景技术
近年来随着城市基础建设的快速发展，以及建筑技术的不断成熟，很多建筑已经克服复杂条件因素的制约，采用深基坑支护形式。由于复杂地质条件下深基坑的支护施工难度大，事故频发，成为施工过程中的主要风险源，因此对复杂环境下深基坑的支护形式的合理设计与施工仍然有必要进行深入的探索。现有的基坑支护形式一般为单一的悬臂式挡土墙支护、分列式桩板墙支护（两桩间设置预制挡土板）、双排桩顶设冠梁悬臂挡土墙支护。上述支护形式中单一的悬臂式挡土墙支护效果差风险高，分列式桩板墙支护因其桩间挡土板是预制拼装，整体性、耐久性差，随着时间的推进，挡土板后土压力积累，经水压力的作用容易脱落。双排桩顶设冠梁悬臂挡土墙支护忽略了地下水对基坑及其桩间土的影响。
针对以上支护形式的不足之处，为此我们探索设计采用了悬臂式桩板墙整体现浇工艺加桩顶设冠梁悬臂挡土墙支护方式，并对桩前挡土板后及桩间进行反滤防渗漏技术处理。
发明内容
本发明的目的是优化现有技术中的不足解决富水地层深基坑渗漏问题，提供一种富水地层基坑桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构及施工方法。
本发明采取以下技术方案：一种富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构，包括后两排设置的前排灌注桩和后排灌注桩，前排灌注桩前侧为桩前挡土板，桩前挡土板后侧与前排灌注桩之间填充有砂砾石反滤层，砂砾石反滤层I底部设置有粘土I，桩前挡土板设有若干泄水孔I，泄水孔I连通砂砾石反滤层I与外部，所述的前排灌注桩和后排灌注桩顶部之间设置有冠梁，冠梁底部设置有一层砼垫层，冠梁顶部前侧设置有挡土墙，挡土墙后侧设置砂砾石反滤层II，砂砾石反滤层II上下两端为粘土II，挡土墙上设置有若干泄水孔II，泄水孔II连通砂砾石反滤层II和外界，挡土墙通过扶肋与挡土墙和冠梁连接成整体。
进一步的，桩前挡土板前方的基坑内设置有排水沟。
进一步的，桩前挡土板底部高程低于基坑上表面的高程，所述的粘土I底部高程等于基坑上表面的高程，最低位置的泄水孔I的位于砂砾石反滤层I底部。
进一步的，最低位置的泄水孔II位于砂砾石反滤层II底部。
进一步的，砂砾石反滤层I和砂砾石反滤层II包括中砾和小卵石，其中中砾的粒径4～6mm，平均粒径4.6mm；小卵石的粒径30～40mm，平均粒径34mm。
进一步的，中砾和小卵石分别用若干编织袋包装，若干编织袋包装后的中砾和小卵石分别堆码，粗粒径放置在靠近外侧桩前挡土板一侧，所述的泄水孔I和泄水孔II按2～3m间距梅花形布置。
一种富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构的施工方法，包括以下步骤：S100～钻孔灌注桩施工；S200～冠梁和挡土墙施工；S300～桩前挡土板施工。
富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构的施工方法，步骤S100采取以下方法。
S101～平整场地，清除杂物挖探沟查询有无地下管线，平整场地，清除施工范围内所有腐殖土及杂物，并将杂土运至指定弃土场。
S102～测量放样，依据测量控制桩点及设计图纸定出桩孔平面位置及高程，以桩中心为交点纵向、横向埋设护桩。
S103～护筒埋设成孔，先在孔口设圆形6～8mm厚钢板护筒，护筒内径比钻头直径大100～200mm，护筒顶面比原地面高出300mm。
S104～钻机就位，按确定的参数进行成孔施工，前排灌注桩和后排灌注桩的底部进入中风化泥岩层不小于3m，岩面较高处桩底提前进入中风化泥嵌固深度不小于10m。
S105～清孔当钻孔达到设计标高后，钻机停止钻进，进行清孔，围护桩孔底沉渣厚度不大于20cm。
S106～钢筋笼吊装。
S107～安装导管，进行混凝土灌注。
富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构的施工方法，步骤S200采取以下方法。
S201～测量放样，开挖基坑，凿除桩头。
S202～基底垫层施工,灌筑要分段进行，每隔10～20m或在基坑地质变化处按设计位置设置沉降缝。
S203～钢筋骨架制作与安装。
S204～模板制作与安装。
S205～混凝土浇筑。
S206～模板拆除及混凝土的养护。
S207～填料填筑及防排水设施施工。
富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构的施工方法，步骤S300采取以下方法。
S301～根据设计图纸的相对位置，由测量人员用全站仪或RTK放出桩前挡土板位置线，施工人员随后挂线洒白灰线标示；
S302～桩前土体开挖；
S303～凿除与挡土板相交的部分护壁，在钢筋笼制作时预埋水平向的钢筋，待桩间土开挖完成后，采用人工凿除的方法破除前排灌注桩的保护层，使预埋到钢筋笼的水平钢筋外露。
S304～码放砂砾石反滤层I。
S305～桩间模板安装。
S306～绑扎钢筋。
S307～外侧模板安装。
S308～混凝土浇筑。
S309～混凝土养护。
本发明解决富水地层深基坑渗漏问题的原理：大直径的双排桩充分调动了岩土自身承载力，加强了岩土与桩的整体性，优化了结构的受力。现浇桩前挡土板，由于其本身具有的整体性和耐久性，对悬臂桩的受力进行了加强及补充，从线荷载变为了面荷载，同时也可以有效阻止桩间土的塌落，对结构的整体性进行了优化与补充。碎石反滤层的设置有效阻止了桩间及桩后黏土的流失，同时有效排水减少了挡土墙后水压力及增加了土体本身的强度，有效减少双排桩荷载。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）针对富水地层深基坑渗漏问题，通过技术方案对比及技术优化，设计了悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏方案。本技术针对场地受限、不具备架设锚索的悬臂垂直支护及放坡等情况的场地有很大的借鉴意义，为深基坑的支护形式提供一种新的思路。
（2）为确保砂砾石反滤层达到设计效果，对常规施工技术进行了革新，采用编织袋分别将不同粒径的砂砾石反滤层包装好，细粒径放置在内侧，粗粒径放置在外侧，分层堆码整齐，编织袋不宜装满，便于滤料无缝搭接，同时按2～3m间距梅花形布置泄水孔，确保了反滤层施工质量。
（3）为了确保挡墙的整体性和耐久性采用了现浇工艺，为今后的深基坑支护及防渗漏施工提供一种新的思路。
附图说明
图1是双排桩挡土墙平面图；
图2是双排桩挡土墙刨面图；
图3是单排桩挡土墙平面图；
图4是单排桩挡土墙刨面图；
图5是挡土板与排桩衔接大样图；
图6是
Figure DEST_PATH_IMAGE001
号钢筋大样图；
图中，1-前排灌注桩、2-后排灌注桩、3-扶肋、4-挡土墙、5-桩前挡土板、6.1-泄水孔I、6.2-泄水孔II、7.1-粘土I、7.2-粘土II、8.1-砂砾石反滤层I、8.II-砂砾石反滤层II、9-砼垫层、10-冠梁、11-排水沟、12-桩顶、13-道路、14-基坑底、15-
Figure DEST_PATH_IMAGE002
号钢筋、16-
Figure DEST_PATH_IMAGE003
号钢筋、17-
Figure DEST_PATH_IMAGE004
号钢筋、18-
Figure DEST_PATH_IMAGE005
号钢筋、19-
Figure DEST_PATH_IMAGE006
号钢筋。
具体实施方式
一种富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构，包括后两排设置的前排灌注桩1和后排灌注桩2，前排灌注桩1前侧为桩前挡土板5，桩前挡土板5后侧与前排灌注桩1之间填充有砂砾石反滤层8，砂砾石反滤层I8.1底部设置有粘土I7.1，桩前挡土板5设有若干泄水孔I6.1，泄水孔I6.1连通砂砾石反滤层I8.1与外部，所述的前排灌注桩1和后排灌注桩2顶部之间设置有冠梁10，冠梁10底部设置有一层砼垫层9，冠梁10顶部前侧设置有挡土墙4，挡土墙4后侧设置砂砾石反滤层II8.2，砂砾石反滤层II8.2上下两端为粘土II7.2，挡土墙4上设置有若干泄水孔II6.2，泄水孔II6.2连通砂砾石反滤层II8.2和外界，挡土墙4通过扶肋3与挡土墙4和冠梁10连接成整体。桩前挡土板5前方的基坑14内设置有排水沟11。
桩前挡土板5底部高程低于基坑14上表面的高程，所述的粘土I7.1底部高程等于基坑14上表面的高程，最低位置的泄水孔I6.1的位于砂砾石反滤层I8.1底部。最低位置的泄水孔II6.2位于砂砾石反滤层II8.2底部。
前排灌注桩1为直径1800mm@2500或直径1500mm@2000mm，后排灌注桩2为直径1500mm@4000mm或直径1800mm@5000mm。
冠梁10为扶壁式挡土墙底与前排灌注桩1、后排灌注桩2通过钢筋连接；所述的扶肋3为钢筋混凝土构件与挡土墙4、冠梁10整体连接；所述的挡土墙4为墙高3m，厚500mm的混凝土墙，混凝土强度为C35；所述的桩前挡土板5为现浇的混凝土板，钢筋连接方式为人工凿除的方法破除排灌注桩1桩面保护层，使预埋到钢筋笼的水平钢筋
Figure 279263DEST_PATH_IMAGE001
号钢筋18、
Figure DEST_PATH_IMAGE007
号钢筋19外露然后采用混凝土浇筑桩前挡土板；所述的砂砾石反滤层8为桩前挡土板5背后最低PVC泄水孔6至桩前挡土板5墙顶以下0.5m高度内设0.5m厚砂夹卵石反滤层8，反滤层由0.15m后中砾（粒径4～6mm，平均粒径4.6mm）和小卵石（粒径30～40mm，平均粒径34mm）组成，粗粒径填在靠墙一侧。桩前挡土板5最低排泄水孔PVC泄水孔6的下部设隔水层粘土7（夯填黏土）。
泄水孔I6.1和泄水孔II6.2按2～3m间距梅花形布置。
施工步骤如下：
S100～钻孔灌注桩施工：
S101：平整场地、清除杂物挖探沟查询有无地下管线，平整场地，清除施工范围内所有腐殖土及杂物，并将杂土运至指定弃土场，必要时进行掩埋。如场地存在老基础和块石，应对桩位处预先清除，避免掉进钻孔内而影响施工。
S102：测量放样依据测量控制桩点及设计图纸定出桩孔平面位置及高程，以桩中心为交点纵向、横向埋设护桩。施工过程中要经常对控制点进行复测，测量控制桩点及水准点必须加以防护。
S103：护筒埋设成孔时应先在孔口设圆形6～8mm厚钢板护筒，护筒内径应比钻头直径大100～200mm，深一般为3m，护筒顶面比原地面高出300mm。护筒周围对称、均匀回填粘土，要分层夯实，达到最佳密实度，以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。
S104：钻机就位，孔位校正钻机就位前，地基必须填平。钻机开至桩位旁，停位回转中心距孔位在3～4.5m之间，检查回转半径范围内如有障碍物应清除。在技术人员指导下，钻头的尖部对准桩位标注点，调整桅杆及钻杆的角度，精确调平，确保施工不发生倾斜、移位。
S105：成孔按确定的参数进行施工，钻孔作业必须连续进行，不得中断。因故必须停止钻进，孔口必须加盖防护，必须把钻头提出孔口，以防塌孔埋钻。
S106：清孔当钻孔达到设计标高后，钻机停止钻进，进行清孔(清除孔底沉渣)，围护桩孔底沉渣厚度不大于20cm。
S107：钢筋笼吊装，钢筋笼吊装前要编制《钢筋笼吊装专项方案》。围护桩钢筋笼吊装可按“两点起吊、空间平移、整体入孔”的方案实施。
S108：安装导管，混凝土灌注。
S109：成桩质量检验，工程灌注桩桩身完整性检测采用低应变动测法或声测法检测，检测桩数要符合设计及规范要求；当判定的桩身完整性为Ⅲ类或者Ⅳ类时，应采用钻心法验证并扩大低应变动测法检测的数量。
S200～冠梁、挡土墙施工：
S201～测量放样，开挖基坑，凿除桩头。开挖前应在上方作好截、排水设施。雨天坑内积水应随时排干。在岩体破碎或土质松软、有水地段，修建挡土墙宜在旱季施工；挡土墙施工按照随开挖、随凿除桩头、随灌筑、及时回填的原则，结合结构要求和机械设备配置，适当分段，集中施工。不应长段拉开挖基；基槽开挖可采用人工方法、机械方法。
S202～基底垫层施工,灌筑要分段进行，每隔10～20m或在基坑地质变化处按设计位置设置沉降缝；灌筑墙趾板、墙踵板前，地基表面为非黏性土或干土时，一般应预先洒水润湿，如土过湿，宜按设计要求加铺碎石垫层，并夯实紧密。
S203～钢筋骨架制作与安装。
S204～模板制作与安装。
S205～混凝土浇筑。
S206～模板拆除及混凝土的养护。
S207～填料填筑及防排水设施施工（防排水设施包括砂砾石反滤层II8.2，、粘土II7.2以及泄水孔II6.2）。
S300～桩前挡土板施工：
S301～测量放样。根据设计图纸的相对位置，由测量人员用全站仪或RTK放出桩前挡土板位置线，施工人员随后挂线洒白灰线标示。
S302～桩前土体开挖。桩前土体采用挖掘机分层分段进行开挖，人工挂线进行修整。开挖时，严格按照挂线施工的作业要点进行施工过程控制。一次开挖后，预留人工二次修整余地，二次修整到位，避免超挖现象，减少超方量。
S303～凿除与挡土板相交的部分护壁。为了更好的发挥桩前挡土板的作用，在钢筋笼制作时预埋水平向的钢筋，待桩间土开挖完成后，采用人工凿除的方法破除桩面保护层，使预埋到钢筋笼的水平钢筋外露。
S304～码放砂砾石反滤层。
S305～桩间模板安装。
S306～绑扎钢筋。
S307～外侧模板安装。
S308～混凝土浇筑。
S309～混凝土养护。

Claims (10)

1.一种富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构，其特征在于：包括后两排设置的前排灌注桩（1）和后排灌注桩（2），前排灌注桩（1）前侧为桩前挡土板（5），桩前挡土板（5）后侧与前排灌注桩（1）之间填充有砂砾石反滤层（8），砂砾石反滤层I（8.1）底部设置有粘土I（7.1），桩前挡土板（5）设有若干泄水孔I（6.1），泄水孔I（6.1）连通砂砾石反滤层I（8.1）与外部，所述的前排灌注桩（1）和后排灌注桩（2）顶部之间设置有冠梁（10），冠梁（10）底部设置有一层砼垫层（9），冠梁（10）顶部前侧设置有挡土墙（4），挡土墙（4）后侧设置砂砾石反滤层II（8.2），砂砾石反滤层II（8.2）上下两端为粘土II（7.2），挡土墙（4）上设置有若干泄水孔II（6.2），泄水孔II（6.2）连通砂砾石反滤层II（8.2）和外界，挡土墙（4）通过扶肋（3）与挡土墙（4）和冠梁（10）连接成整体。
2.根据权利要求1所述的富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构，其特征在于：所述的桩前挡土板（5）前方的基坑（14）内设置有排水沟（11）。
3.根据权利要求2所述的富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构，其特征在于：所述的桩前挡土板（5）底部高程低于基坑（14）上表面的高程，所述的粘土I（7.1）底部高程等于基坑（14）上表面的高程，最低位置的泄水孔I（6.1）的位于砂砾石反滤层I（8.1）底部。
4.根据权利要求3所述的富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构，其特征在于：所述的最低位置的泄水孔II（6.2）位于砂砾石反滤层II（8.2）底部。
5.根据权利要求4所述的富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构，其特征在于：所述的砂砾石反滤层I（8.1）和砂砾石反滤层II（8.2）包括中砾和小卵石，其中中砾的粒径4～6mm，平均粒径4.6mm；小卵石的粒径30～40mm，平均粒径34mm。
6.根据权利要求5所述的富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构，其特征在于：所述的中砾和小卵石分别用若干编织袋包装，若干编织袋包装后的中砾和小卵石分别堆码，粗粒径放置在靠近外侧桩前挡土板（5）一侧，所述的泄水孔I（6.1）和泄水孔II（6.2）按2～3m间距梅花形布置。
7.一种如权利要求6所述的富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，
S100～钻孔灌注桩施工；
S200～冠梁和挡土墙施工；
S300～桩前挡土板施工。
8.根据权利要求7所述的富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构的施工方法，其特征在于：所述的步骤S100采取以下方法，
S101～平整场地，清除杂物挖探沟查询有无地下管线，平整场地，清除施工范围内所有腐殖土及杂物，并将杂土运至指定弃土场；
S102～测量放样，依据测量控制桩点及设计图纸定出桩孔平面位置及高程，以桩中心为交点纵向、横向埋设护桩；
S103～护筒埋设成孔，先在孔口设圆形6～8mm厚钢板护筒，护筒内径比钻头直径大100～200mm，护筒顶面比原地面高出300mm；
S104～钻机就位，按确定的参数进行成孔施工，前排灌注桩（1）和后排灌注桩（2）的底部进入中风化泥岩层不小于3m，岩面较高处桩底提前进入中风化泥嵌固深度不小于10m；
S105～清孔当钻孔达到设计标高后，钻机停止钻进，进行清孔，围护桩孔底沉渣厚度不大于20cm；
S106～钢筋笼吊装；
S107～安装导管，进行混凝土灌注。
9.根据权利要求8所述的富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构的施工方法，其特征在于：所述的步骤S200采取以下方法，
S201～测量放样，开挖基坑，凿除桩头；
S202～基底垫层施工,灌筑要分段进行，每隔10～20m或在基坑地质变化处按设计位置设置沉降缝；
S203～钢筋骨架制作与安装
S204～模板制作与安装
S205～混凝土浇筑
S206～模板拆除及混凝土的养护
S207～填料填筑及防排水设施施工。
10.根据权利要求9所述的富水地层基坑悬臂式桩板墙桩间砂石反滤防渗漏结构的施工方法，其特征在于：所述的步骤S300采取以下方法，
S301～根据设计图纸的相对位置，由测量人员用全站仪或RTK放出桩前挡土板位置线，施工人员随后挂线洒白灰线标示；
S302～桩前土体开挖；
S303～凿除与挡土板相交的部分护壁，在钢筋笼制作时预埋水平向的钢筋，待桩间土开挖完成后，采用人工凿除的方法破除前排灌注桩（1）的保护层，使预埋到钢筋笼的水平钢筋外露；
S304～码放砂砾石反滤层I；
S305～桩间模板安装；
S306～绑扎钢筋；
S307～外侧模板安装；
S308～混凝土浇筑；
S309～混凝土养护。
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