CN113982006A - 一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法,包括在现场岩土层中用引孔机钻引孔槽,以便能插入和固定钢板桩下端;引孔槽形成后首先向槽孔抛填粗砂,随后向引孔槽抛填黏土,直至将槽口填满;将预先制作好的带注浆管的钢板桩打入引孔槽的抛填土中,直至预先设计好的嵌固深度,待钢板桩入位后通过带孔的注浆管向引孔槽中注入水泥砂浆;在水泥砂浆凝固前,在槽内设置超声波密度传感器实时监侧槽内土体的密度变化,当土体密度未达到设计值时继续注浆,土体密度一旦达到要求则停止注浆;水泥砂浆凝固后在钢板围堰内侧抽水。发明能替代大部分双壁钢围堰施工方案,大大节省临时围堰工程数量,极大的扩大了钢板桩围堰技术的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种围堰防渗方法,具体为一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法。
背景技术
桥梁承台施工需要利用围堰来提供作业干环境,国内深水(15m以上水上)及类似硬岩地质条件一般采用对基岩进行水下爆破,然后利用双壁套箱浮运下放到位进行施工,其主要存在以下问题:
双壁围堰下放作业需要对基岩进行水下爆破,围堰加工难度大、施工需要大量船机设备、且回收困难,成本大,工期长;采用双壁钢围堰进行施工,需要大厚度封底混凝土以满足抽水后的基底稳定性要求(一般水深增加2~3m,封底混凝土需要增加1m),这样便大大增加了基坑开挖的深度,使围堰需要更深的入土锚固,同时使基坑开挖过程中的安全风险成倍增加;若采用钢板桩围堰施工,硬岩无法打入,钢板桩入土深度不够,无法施工;常规钢板桩围堰,一般采用先抽水后安装内支撑的方法进行施工,但对于深水区的围堰,此方法不能满足高水头作用下的受力要求;
对于先施工内支撑,传统方法为利用大型浮吊或者分布式千斤顶进行整体式下放,此方法现场拼装工作量大、施工周期长、存在高空作业等问题,且下放方式复杂、安全风险高、且经济性较差。因此,需要设计一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法来解决此类问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明包括以下步骤:
A在现场岩土层中用引孔机钻引孔槽,以便能插入和固定钢板桩下端;
B引孔槽形成后首先向槽孔抛填粗砂,高度至引孔槽的十分之一深度,随后向引孔槽抛填黏土,直至将槽口填满;
C将预先制作好的带注浆管的钢板桩打入引孔槽的抛填土中,直至预先设计好的嵌固深度,待钢板桩入位后通过带孔的注浆管向引孔槽中注入水泥砂浆,使水泥砂浆缓慢渗入引孔槽土体中;
C在水泥砂浆凝固前,在槽内设置超声波密度传感器实时监侧槽内土体的密度变化,当土体密度未达到设计值时继续注浆,土体密度一旦达到要求则停止注浆;
D水泥砂浆凝固后在钢板围堰内侧抽水,防止围堰外侧的水通过引孔槽中的土层深入到围堰内侧完成防渗工作。
进一步地,所述土体密度的范围值1.6~2.0g/cm3。
进一步地,所述注浆管的注入压力为注浆压力一般为0.3-2MPa。
进一步地,所述钢板桩的嵌固深度为2-20m。
进一步地,所述超声波密度传感器通过有线通讯与外设的监控平台连接。
一种深水硬岩钢板桩围堰防渗结构,所述凹槽底部填充抛填砂土层,所述抛填黏土层覆盖于所述抛填砂土层上,所述钢板桩设置在所述抛填黏土层中,所述钢板桩上设置有注浆管。
进一步地,所述钢板桩的侧面设置有内支撑结构,所述内支撑结构为至少一组钢结构支撑。
进一步地,所述抛填黏土层中设置有超声波密度传感器,所述超声波密度传感器与外设的密度监控平台连接用以监测抛填黏土层的密实度。
进一步地,超声波密度监控系统包括传感器层、控制器层及监控层;所述控制器层包括PLC控制器,PLC控制器用于设置围堰土层密度组的密度数据,并对采集的数据进行处理;监控层用于根据通过PLC控制器设置的密度数据,并生成需要抛填标准土方数据,
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明能有效提高深水钢板桩围堰防渗效果,极大地提高了钢板桩围堰技术的施工效率。
附图说明
图1是本发明的深水硬岩钢板桩围堰防渗安装结构示意图;
图2是本发明的注浆管布置示意图;
图3是本发明的带孔注浆管结构示意图;
图4是本发明的本发明的深水硬岩钢板桩围堰监控系统的结构框图;
图中:1-钢板桩,2-注浆管,3-内支撑,4-岩土层,5-强风化岩层,6-中风化岩层,7-超声波密度传感器8-抛填黏土层9-抛填砂土层
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他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:本发明包括以下步骤:
A在现场岩土层中用引孔机钻引孔槽,以便能插入和固定钢板桩下端;
B引孔槽形成后首先向槽孔抛填粗砂,高度至引孔槽的十分之一深度,随后向引孔槽抛填黏土,直至将槽口填满;
C将预先制作好的带注浆管的钢板桩打入引孔槽的抛填土中,直至预先设计好的嵌固深度,待钢板桩入位后通过带孔的注浆管向引孔槽中注入水泥砂浆,使水泥砂浆缓慢渗入引孔槽土体中;
C在水泥砂浆凝固前,在槽内设置超声波密度传感器实时监侧槽内土体的密度变化,当土体密度未达到设计值时继续注浆,土体密度一旦达到要求则停止注浆;
D水泥砂浆凝固后在钢板围堰内侧抽水,防止围堰外侧的水通过引孔槽中的土层深入到围堰内侧完成防渗工作。
在本实施例子中,所述土体密度的范围值1.6~2.0g/cm3。
在本实施例子中,所述注浆管的注入压力一般为0.3-2MPa。
在本实施例子中,所述钢板桩的嵌固深度为2-20m。
在本实施例子中,:所述超声波密度传感器通过有线通讯与外设的监控平台连接。
在本实施例子中,采用液压式成槽机成槽,但是地下连续墙在成槽过程中,成槽机抓斗在28m~34m之间无法抓进,土层坚硬,主要为⑨层硬塑粉粘,土层标准贯入击数达到了53,液压式成槽机无法继续施工。为保证工程顺利施工,成槽施工采用旋挖钻机引孔与成槽机抓槽相结合的工艺。
在本实施例子中,所述超声波密度传感器通过无线通讯与外设的监控平台连接。
一种深水硬岩钢板桩围堰防渗结构,所述凹槽底部填充抛填砂土层并位于中风化岩层,所述抛填黏土层覆盖于所述抛填砂土层上并位于强风化岩层,所述钢板桩设置在所述抛填黏土层中,所述钢板桩上设置有注浆管。
在本实施例子中,所述钢板桩的侧面设置有内支撑结构,所述内支撑结构为至少一组钢结构支撑。内支撑结构包括排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;坍塌的钢板桩基坑地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥挡土墙;钢板桩:型钢桩横挡板支护,钢板桩支护;钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;原状土放坡;基坑内支撑;桩、墙加支撑系统;某基坑支护工程(两种以上支护方式)简单水平支撑;钢筋混凝土排桩;上述两种或者两种以上方式的合理组合等。
在本实施例子中,所述抛填黏土层中设置有超声波密度传感器,所述压力传感器与外设的土体密度监控平台连接用以检测抛填黏土层的紧实度。超声波传感器是将超声波信号转换成其它能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。
超声波液体密度传感器,由一对叉指换能器和侧板组成封闭的测量腔体,叉指换能器装在相对平行的板上,其上的叉指电极相对并相互错开,腔内的叉指电极具有防腐性能,与待测液体相接触的压电晶体的表面有一层金属膜,叉指电极经电极引线分别连接超声波发生器,
当超声波密度传感器每次检测后,云端控制系统经进行超声波密度分析识别后得到对应抛填黏土层的密度参数,存储在云端控制系统中,并同步到云端,使本地与云端数据同步一致,超声波密度监控系统包括传感器层、控制器层及监控层;所述控制器层包括PLC控制器,PLC控制器用于设置围堰土层密度组的密度数据,并对采集的数据进行处理;监控层用于根据通过PLC控制器设置的密度数据,并生成需要抛填标准土方数据,进而直观评估整个围堰工程质量并通过注浆设备抛填标准土方以调整土方的密度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法,其特征在于:所述、
A在现场岩土层中用引孔机钻引孔槽,以便能插入和固定钢板桩下端;
B引孔槽形成后首先向槽孔抛填粗砂,高度至引孔槽的十分之一深度,随后向引孔槽抛填黏土,直至将槽口填满;
C将预先制作好的带注浆管的钢板桩打入引孔槽的抛填土中,直至预先设计好的嵌固深度,待钢板桩入位后通过带孔的注浆管向引孔槽中注入水泥砂浆,使水泥砂浆缓慢渗入引孔槽土体中;
C在水泥砂浆凝固前,在槽内设置超声波密度传感器实时监侧槽内土体的密度变化,当土体密度未达到设计值时继续注浆,土体密度一旦达到要求则停止注浆;
D水泥砂浆凝固后在钢板围堰内侧抽水,防止围堰外侧的水通过引孔槽中的土层深入到围堰内侧完成防渗工作。
2.根据权利要求1所述的一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法,其特征在于:所述土体密度的范围值1.6~2.0g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法,其特征在于:所述注浆管的注入压力一般为0.3-2MPa。
4.根据权利要求1所述的一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法,其特征在于:所述钢板桩的嵌固深度为2-20m。
5.根据权利要求1所述的一种深水硬岩钢板桩围堰防渗方法,其特征在于:所述超声波密度传感器通过有线通讯与外设的监控平台连接。
6.一种深水硬岩钢板桩围堰防渗结构,其特征在于:所述凹槽底部填充抛填砂土层,所述抛填黏土层覆盖于所述抛填砂土层上,所述钢板桩设置在所述抛填黏土层中,所述钢板桩上设置有注浆管。
7.根据权利要求6所述的一种深水硬岩钢板桩围堰防渗结构,其特征在于:所述钢板桩的侧面设置有内支撑结构,所述内支撑结构为至少一组钢结构支撑。
8.根据权利要求6所述的一种深水硬岩钢板桩围堰防渗结构,其特征在于:所述抛填黏土层中设置有超声波密度传感器,所述密度传感器与外设的土体密度监控平台连接用以监测抛填黏土层的密实度,所述超声波密度传感器与超声波密度监控系统连接。
9.根据权利要求8所述的一种深水硬岩钢板桩围堰防渗结构,其特征在于:所述抛填黏土层中设置有超声波密度传感器,超声波密度监控系统包括传感器层、控制器层及监控层;所述控制器层包括PLC控制器,PLC控制器用于设置围堰土层密度组的密度数据,并对采集的数据进行处理;监控层用于根据通过PLC控制器设置的密度数据,并生成需要抛填标准土方数据。
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