CN116657633B - 一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，包括一期土工容器、排洪钢管、连接井、贝雷梁、二期土工容器及泵房；在基坑临海侧与临陆侧分别布置所述一期土工容器，所述土工容器以分层搭接布置；所述排洪钢管包括内、外侧钢管及中部基坑段钢管，所述一期土工容器填充时在对应标高处埋设所述内、外侧钢管；所述中部基坑段钢管架设在地连墙预留的热轧U型钢板桩支护结构内，所述中部基坑段钢管与内、外侧钢管通过所述连接井进行连接；所述贝雷梁架设固定在基坑内部立柱桩上；在外围堰外侧和护岸之间设置所述二期土工容器，用于泵房施工；在泵房的泵阀范围内回填中砂至指定标高，在泵房底部层设砂砾石垫层素混凝土垫层。
Description
技术领域
本申请涉及水利工程围堰结构技术领域，尤其涉及一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构及施工方法。
背景技术
滨海港口地区修建基坑工程时存在跨湾过海的现象，需利用围堰阻挡海水，进而形成良好的施工作业场地。但是，围堰的修建会阻碍原有环境下水系的连通，对原来的海洋环境进行阻断，临陆侧的海水长时间不流通将对该区域的生态环境造成破坏，在强降雨过程中可能导致洪涝灾害的产生。
潮汐作用以及突然的强降雨天气会导致水位骤升，若海水流入围堰内部基坑，将会影响施工安全，推迟基坑施工进度，产生额外的工程成本。因此，基坑施工过程中建立排洪结构对海水进行连通是十分必要的。
发明内容
针对以上的实际问题和现有技术的不足，本发明提供一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构及施工方法，从而实现基坑围堰两侧的海水连通，保护生态环境与避免洪涝灾害的同时，提高基坑施工安全性，加快施工进度。
为了解决上述的技术问题，本申请提供一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构及施工方法，采用如下的技术方案：
一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，包括一期土工容器、排洪钢管、连接井、贝雷梁、二期土工容器及泵房；
在基坑临海侧与临陆侧分别布置所述一期土工容器，所述土工容器以分层搭接布置；所述排洪钢管包括内、外侧钢管及中部基坑段钢管，所述一期土工容器填充时在对应标高处埋设所述内、外侧钢管；
所述中部基坑段钢管架设在地连墙预留的热轧U型钢板桩支护结构内，并进行防水处理；所述中部基坑段钢管与内、外侧钢管通过所述连接井进行连接；所述贝雷梁架设固定在基坑内部立柱桩上，用于基坑内部悬空部分的支撑固定；
在外围堰外侧和护岸之间设置所述二期土工容器，用于泵房施工；所述泵房用于控制水体流通，在所述泵房的泵阀范围内回填中砂至指定标高，在所述泵房底部层设砂砾石垫层素混凝土垫层进行加固。
在一较佳实施例中，所述一期土工容器分5层设置，第1~2层一期土工容器的铺设方向为垂直于围堰长度方向，第3~5层一期土工容器的铺设方向平行于围堰长度方向。
在一较佳实施例中，所述排洪钢管设置共2根，所述排洪钢管分内、外侧钢管及中部基坑段钢管三段铺设；所述排洪钢管的排水出口延伸至外围堰轮廓线以外。
在一较佳实施例中，在所述连接井的接口处预留沉降变形余量；并在所述中部基坑段钢管、内、外侧钢管与连接井的连接处四周焊接钢板。
在一较佳实施例中，所述二期土工容器由四层袋体充填砂构成，每层袋体高1m；
在所述泵房的泵阀范围内回填中砂至4.3m。
在一较佳实施例中，所述泵房尺寸设置为12.5m×6.2m×10.6m；
所述连接井的尺寸设置为6m×3m×4.9m。
基于上述中任一项所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤一、内、外侧钢管的埋设；首先在基坑临海侧与临陆侧分别填充第一层一期土工容器，填充完成后在其对应标高埋设内、外侧钢管，并在钢管两端进行临时封堵，随后继续铺设填充一期土工容器；
步骤二、埋设中部基坑段钢管；在地连墙预留热轧U型钢板桩支护结构，将中部基坑段钢管安装于地连墙预留热轧U型钢板桩支护结构内，同时与预先在一期土工容器下埋设好的内、外侧钢管通过连接井进行连接；
步骤三、在地连墙与中部基坑段钢管的连接处需进行防水与加固处理；在基坑内侧喷射混凝土，基坑外侧浇筑素混凝土墙；
步骤四、贝雷梁施工；基坑开挖至钢排洪管后，施工贝雷梁基础与贝雷梁，贝雷梁架设在基坑中间立柱桩上，贝雷梁基础两侧钢筋应与两侧地连墙接头焊接，固定角钢两侧分别插入贝雷梁基础和冠梁中，插入深度不小于500mm；
步骤五：排洪钢管悬吊保护；支撑梁上纵向设置排洪钢管的悬吊支撑杆，排洪钢管以钢丝绳悬挂在悬吊支撑杆上，在悬吊支撑杆两侧设置砼支撑；
步骤六：二期临时围堰与泵房施工；在外围堰外侧和护岸之间用二期土工容器建设临时二期围堰，在泵房范围内回填中砂至指定标高后，创造干地施工平台；随后开挖施工泵房钢筋混凝土结构，泵房底采用一层砂砾石垫层与一层素混凝土垫层进行加固。
在一较佳实施例中，在步骤三中，在地连墙对应中部基坑段钢管的连接范围内，在基坑内侧喷射混凝土，基坑外侧浇筑1m素混凝土墙。
在一较佳实施例中，在步骤四中，所述角钢以φ18×150钢筋焊接连接固定。
在一较佳实施例中，在步骤五中，所述支撑梁上纵向设置φ20×1000双拼槽钢作为悬吊支撑杆；所述排洪钢管采用φ20×1000钢丝绳悬挂；所述砼支撑预埋t10钢板与悬吊支撑连接。
综上所述，本申请包括以下有益效果：
1. 本发明所提供的排洪结构，通过分别在土工容器指定标高埋设排洪钢管以及基坑内部区域架设排洪钢管，两者连接后可以形成稳定的排洪结构，保证了海水流通性，保护了当地生态环境。
2.本发明所提供的排洪结构，通过预留热轧U型钢板桩支护结构、基坑内立柱桩以及贝雷梁等，可以保证排洪钢管使用过程中的安全性，并且对基坑施工不造成影响，不影响基坑施工工期。
3.本发明所提供的排洪结构，通过在临海侧土工容器外侧设置泵房，给海水提供动力，可以保证在强降雨情况下，临陆测海水不会由于来不及排出而导致洪涝灾害，也可以保证海水不会漫过围堰进入基坑内部，保证施工安全性。
附图说明
图1为本发明实施例中排洪结构横断面图；
图2为本发明实施例中临海侧围堰结构平面图；
图3为本发明实施例中悬吊保护横断面图；
图4为本发明实施例中贝雷梁纵断面图；
图5是图1中左侧排洪结构横断面图；
图6是图1中右侧排洪结构横断面图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，如图1所示，包括一期土工容器1、排洪钢管2、连接井3、贝雷梁4、二期土工容器5、泵房6等。
其中，所述一期土工容器1分别布置在基坑临海侧与临陆侧，分层搭接布置，用于阻挡海水并固定排洪钢管2。所述一期土工容器1共5层，第1~2层土工容器的铺设方向为垂直于围堰长度方向，第3~5层土工容器的铺设方向平行于围堰长度方向。
其中，所述排洪钢管2共2根，直径均为2m，每根管道长6米。每根所述排洪钢管2分三段铺设，包括内、外侧钢管7与中部基坑段钢管8，内侧钢管、外侧钢管7被一期土工容器1包裹，一期土工容器1充填过程中，在对应标高埋设内、外侧钢管7。所述排洪钢管的排水出口延伸至外围堰轮廓线以外。
其中，所述中部基坑段钢管8架设在地连墙13预留的热轧U型钢板桩支护结构内，基坑内部悬空部分由贝雷梁4支撑固定，中部基坑段钢管8与内、外侧钢管7通过连接井3进行连接。受钢管影响的两幅地连墙13缺口范围，基坑内侧喷射混凝土9，基坑外侧浇筑1m厚素混凝土墙10。
其中，所述连接井3尺寸6m×3m×4.9m，用于实现内、外侧钢管7与中部基坑段钢管8的连接，连接井3与钢管接口处需预留沉降变形0.37m。为防止回填土11（回填粘性土层）从预留孔洞进入连接井3，此处钢管2四周焊接2.4m×3.0m钢板。为防止连接井3开孔泄露的水进入基坑内，地连墙13与钢管2连接处需进行防水处理。
其中，所述贝雷梁4在基坑开挖到排洪钢管2后进行施工，贝雷梁架设固定在基坑内部立柱桩12上，贝雷梁4基础两侧钢筋应与两侧地连墙13接头焊接，固定角钢14两侧应分别插入贝雷梁基础和冠梁15中，其插入深度不小于500mm。角钢14与排洪钢管2采用φ18×150钢筋16焊接连接。支撑梁上纵向设置φ20×1000双拼槽钢18作为排洪钢管2的悬吊支撑杆，双拼槽钢18与砼支撑21连接上，排洪钢管2采用φ20×1000钢丝绳19悬挂保护。
其中，所述二期土工容器5建设在外围堰外侧和护岸之间建设形成临时二期围堰，用于给泵房6创造施工条件，临时二期围堰底宽14m，顶宽2m，所述二期土工容器5由4层袋体充填砂而成，每层袋体高1m。在泵闸范围内回填中砂至4.3m，创造干地施工平台。
其中，所述泵房6用于控制水体流通，泵房6位于外围堰外侧和护岸之间，通过二期土工容器5进行挡水形成泵房建设位置。泵房6尺寸12.5m×6.2m×10.6m。泵房底采用一层砂砾石垫层、素混凝土垫层20进行加固。
本发明的一种适用于临港基坑围堰两侧水体连通的排洪结构施工方法，包括以下步骤：
步骤一：内、外侧排洪钢管7埋设。首先填充第一层一期土工容器1，填充完成后在对应标高埋设基坑两侧一期土工容器1下内、外侧排洪钢管7，并在钢管两端进行临时封堵，暂时防止海水涌入，随后继续铺设重填上层的一期土工容器1。
步骤二：埋设中部基坑段钢管8。地连墙13预留热轧U型钢板桩支护结构，将中部基坑段钢管8安装于地连墙13预留热轧U型钢板桩支护结构内，同时与预先在一期土工容器1下埋设好的钢管通过连接井3进行连接。连接井3与钢管接口处孔润预留沉降变形0.37m以防止泵闸排水钢管因地基不均匀沉降产生断裂的风险，连接井3处钢管四周焊接2.4m×3.0m钢板以防止回填土11从预留孔洞进入连接井。
步骤三：连接处防水与加固处理。地连墙13与钢管2连接处需进行防水处理，受钢管2影响的两幅地连墙13缺口范围，基坑内侧喷射混凝土9，基坑外侧浇筑1m厚素混凝土墙10。
步骤四：贝雷梁4施工。基坑开挖至钢排洪管2后，施工贝雷梁基础17与贝雷梁4，贝雷梁4架设在基坑中间立柱桩12上，贝雷梁基础17两侧钢筋应与两侧地连墙13接头焊接，固定角钢14两侧应分别插入贝雷梁基础17和冠梁15中不小于500mm。角钢14与钢管2采用φ18×150钢筋16焊接连接。
步骤五：钢排2洪管悬吊保护。支撑梁上纵向设置φ20×1000双拼槽钢18作为排洪钢管2悬吊支撑杆，悬吊支撑杆与砼支撑21连接上，排洪钢管2采用φ20×1000钢丝绳19悬挂保护。
步骤六：二期临时围堰与泵房施工6。在外围堰外侧和护岸之间用二期土工容器5建设形成临时二期围堰，在泵闸6范围内回填中砂至指定标高后，创造干地施工平台。随后开挖施工泵房6钢筋混凝土结构，泵房6底采用一层砂砾石垫层与一层素混凝土垫层20进行加固。
本发明的适用于一种适用于临港基坑围堰两侧水体连通的排洪结构，通过分别在一期土工容器1指定标高埋设内、外侧钢管7以及基坑内部区域架设排洪钢管8，两者连接后可以形成稳定的排洪结构，保证了海水流通性，保护了当地生态环境。
本发明的一种适用于临港基坑围堰两侧水体连通的排洪结构，通过预留热轧U型钢板桩支护结构、基坑内立柱桩12以及贝雷梁4等，可以保证排洪钢管2使用过程中的安全性，并且对基坑施工不造成影响，不影响基坑施工工期。
本发明的一种适用于临港基坑围堰两侧水体连通的排洪结构，通过在临海侧土工容器外侧设置泵房6，给海水提供动力，可以保证在强降雨情况下，临陆测海水不会由于来不及排出而导致洪涝灾害，也可以保证海水不会漫过围堰进入基坑内部，保证施工安全性。
本发明的一种适用于临港基坑围堰两侧水体连通的排洪结构及施工方法可以对基坑围堰隔断的水系进行连通，防止基坑修建过程临陆测水体不流通导致生态环境破坏。可以实现强降雨情况下临陆测海域的排洪降水，避免产生洪涝灾害。同时可以避免水位过高导致水体流入基坑内部，保证基坑施工过程中的安全性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，其特征在于：包括一期土工容器、排洪钢管、连接井、贝雷梁、二期土工容器及泵房；
在基坑临海侧与临陆侧分别布置所述一期土工容器，所述一期土工容器以分层搭接布置；所述排洪钢管包括内、外侧钢管及中部基坑段钢管，所述一期土工容器填充时在对应标高处埋设所述内、外侧钢管；
所述中部基坑段钢管架设在地连墙预留的热轧U型钢板桩支护结构内，并进行防水处理；所述中部基坑段钢管与内、外侧钢管通过所述连接井进行连接；所述贝雷梁架设固定在基坑内部立柱桩上，用于基坑内部悬空部分的支撑固定；
在外围堰外侧和护岸之间设置所述二期土工容器，用于泵房施工；所述泵房用于控制水体流通，在所述泵房的泵阀范围内回填中砂至指定标高，在所述泵房底部层设砂砾石垫层素混凝土垫层进行加固。
2.根据权利要求1所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，其特征在于：所述一期土工容器分5层设置，第1～2层一期土工容器的铺设方向为垂直于围堰长度方向，第3～5层一期土工容器的铺设方向平行于围堰长度方向。
3.根据权利要求1所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，其特征在于：所述排洪钢管设置共2根，所述排洪钢管分内、外侧钢管及中部基坑段钢管三段铺设；所述排洪钢管的排水出口延伸至外围堰轮廓线以外。
4.根据权利要求1所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，其特征在于：在所述连接井的接口处预留沉降变形余量；并在所述中部基坑段钢管、内、外侧钢管与连接井的连接处四周焊接钢板。
5.根据权利要求1所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，其特征在于：所述二期土工容器由四层袋体充填砂构成，每层袋体高1m；
在所述泵房的泵阀范围内回填中砂至4.3m。
6.根据权利要求1所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，其特征在于：所述泵房尺寸设置为12.5m×6.2m×10.6m；
所述连接井的尺寸设置为6m×3m×4.9m。
7.基于权利要求1－6中任一项所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、内、外侧钢管的埋设；首先在基坑临海侧与临陆侧分别填充第一层一期土工容器，填充完成后在其对应标高埋设内、外侧钢管，并在钢管两端进行临时封堵，随后继续铺设填充一期土工容器；
步骤二、埋设中部基坑段钢管；在地连墙预留热轧U型钢板桩支护结构，将中部基坑段钢管安装于地连墙预留热轧U型钢板桩支护结构内，同时与预先在一期土工容器下埋设好的内、外侧钢管通过连接井进行连接；
步骤三、在地连墙与中部基坑段钢管的连接处需进行防水与加固处理；在基坑内侧喷射混凝土，基坑外侧浇筑素混凝土墙；
步骤四、贝雷梁施工；基坑开挖至钢排洪管后，施工贝雷梁基础与贝雷梁，贝雷梁架设在基坑中间立柱桩上，贝雷梁基础两侧钢筋应与两侧地连墙接头焊接，固定角钢两侧分别插入贝雷梁基础和冠梁中，插入深度不小于500mm；
步骤五：排洪钢管悬吊保护；支撑梁上纵向设置排洪钢管的悬吊支撑杆，排洪钢管以钢丝绳悬挂在悬吊支撑杆上，在悬吊支撑杆两侧设置砼支撑；
步骤六：二期临时围堰与泵房施工；在外围堰外侧和护岸之间用二期土工容器建设临时二期围堰，在泵房范围内回填中砂至指定标高后，创造干地施工平台；随后开挖施工泵房钢筋混凝土结构，泵房底采用一层砂砾石垫层与一层素混凝土垫层进行加固。
8.根据权利要求7所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，其特征在于：在步骤三中，在地连墙对应中部基坑段钢管的连接范围内，在基坑内侧喷射混凝土，基坑外侧浇筑1m素混凝土墙。
9.根据权利要求7所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，其特征在于：在步骤四中，所述角钢以φ18×150钢筋焊接连接固定。
10.根据权利要求7所述的一种用于临港基坑围堰水体连通的排洪结构，其特征在于：在步骤五中，所述支撑梁上纵向设置φ20×1000双拼槽钢作为悬吊支撑杆；所述排洪钢管采用φ20×1000钢丝绳悬挂；所述砼支撑预埋t10钢板与悬吊支撑连接。
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