CN118187120A - 一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，其特征在于：涌水涌砂点的堵水分两次施工，先采用堵水材料封堵导流管周围桩缝空洞内的涌水，堵水材料采用天然生物材料，在桩缝空洞内填充不少于三种遇水膨胀率不同的堵水材料，按照从内向外、封堵材料遇水膨胀率由高至低依次填充的封堵原则；后封闭导流管内涌水，导流管的前端塞入遇水膨胀率高的封堵材料，在末端填充快干水泥，实现桩缝涌水涌砂点的封堵。本发明旨在采用天然生物膨胀材料堵水，价格低廉，便于运输和贮存，与化学材料堵水比较，造价低，地下水不受污染，排出的水流可直接排入地下管网；极大缩短抢险时间、极大提高涌水涌砂点封堵效率、节省封堵成本。
Description
技术领域
本发明涉及支护桩桩缝涌水涌砂点封堵的技术领域，特别是一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法。
背景技术
在基坑1的一侧与砂层5之间打入有一排连续的搅拌桩和一排间隔的支护桩3，其中，连续的搅拌桩构成止水帷幕4，止水帷幕4的作用是防止砂层5中水和泥砂流入到基坑1，而一排间隔的支护桩3均位于止水帷幕4的一侧。
由于止水帷幕4的垂直度存在偏差，以及搅拌桩在成形过程中水泥浆喷射不均匀，容易出现止水帷幕4开叉和搅拌桩不成形的质量通病，因此，当在基坑1内继续向下开挖时，相邻两个支护桩3之间的桩间土体内容易产生渗漏，形成涌水涌砂点6，此时，砂层5内的涌水将桩间土体从涌水涌砂点6处冲走，当涌水量加大时，还会带走砂层5中的大量泥砂，泥砂也从涌水涌砂点6处冲走，进而导致基坑1坍塌，甚至还会对周围的环境造成破坏。其中，涌水涌砂点6处在两个支护桩3之间，如图1~图3所示，砂层2内涌水和泥砂的流动方向如图2~图3中实心箭头所示。
为了封堵住涌水涌砂点6，其操作方式一为：在基坑1内回填土，使回填土高度超过涌水涌砂点6，然后在基坑1外部补做新的止水帷幕，从而达到封堵住涌水涌砂点6的目的。这虽然能够达到封堵涌水涌砂的目的，但是抢险时间长，从而降低了封堵涌水涌砂点的效率。另一种操作方式为：通过化学封堵材料封堵住涌水涌砂点6。这虽然也能够达到封堵涌水涌砂的目的，但是所使用的化学封堵材料会污染地下水体，同时封堵用的化学材料费用成本高。因此，亟需一种极大缩短抢险时间、极大提高涌水涌砂点封堵效率、节省封堵成本的支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种极大缩短抢险时间、极大提高涌水涌砂点封堵效率、节省封堵成本的支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法。
一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，涌水涌砂点的堵水分两次施工，先采用堵水材料封堵导流管周围桩缝空洞内的涌水，堵水材料采用天然生物材料，在桩缝空洞内填充不少于三种遇水膨胀率不同的堵水材料，按照从内向外、封堵材料遇水膨胀率由高至低依次填充的封堵原则；后封闭导流管内涌水，导流管的前端塞入遇水膨胀率高的封堵材料，在末端填充快干水泥，实现桩缝涌水涌砂点的封堵，所述封堵方法具体包括以下步骤：
S1、确定支护桩缝涌水涌砂点位置：
当支护桩桩缝间发生涌水涌砂时，立即停止土方开挖，清除涌水涌砂点处支护桩之间的松散土，找到涌水涌砂点的位置；
S2、在涌水涌砂点处插入导流管疏水：
用事前准备好的前端带有尖锥的导流管，插入到涌水涌砂点内，直到导流管的尖锥穿过止水帷幕，并且确保尖锥穿入到砂层内；此时，砂层内的水经导流管流到基坑，以达到疏水的目的；
其中，导流管的前端部设置透水孔，透水孔能使砂层内的水汇集通过进入导流管而实现疏水，同时阻断砂土进入导流管以防止砂土流失；
S3、打入短钢管稳定以涌水涌砂点周围土体：
在涌水涌砂点的支护桩桩缝间斜向打入多根长度为1.0m~2.0m的短钢管，使短钢管穿过止水帷幕，直到打入到砂层内，以起到稳定涌水涌砂点周围土体的作用，同时，起到防止涌水涌砂点周围土体坍塌范围扩大的作用；
S4、清理涌水涌砂点周围的松散土方：
清除涌水涌砂点周围的松散土方，形成用于填充堵水材料的桩缝空洞，并使未扰动的原状土保持稳；
S5、向桩缝空洞内分层填充堵水材料：
堵水材料采用天然生物材料，在桩缝空洞内填充不少于3种遇水膨胀率不同的堵水材料，按照从内向外、封堵材料遇水膨胀率由高至低依次填充的封堵原则，在保证涌水涌砂点封堵效果的同时，不会使后续施工的混凝土保护层因堵水材料遇水膨胀而开裂；
当砂层内的水渗入堵水材料时，封堵材料遇水膨胀后，将流经桩缝空洞的涌水封堵住，同时，膨胀后的堵水材料将导流管上的透水孔封堵住，此时，导流管内的涌水和泥砂变小，最后逐渐自动断流，从而最终实现了将涌水涌砂点封堵住；
S6、施工喷射混凝土：
在堵水材料外侧挂铁丝网，并采用膨胀螺栓将铁丝网固定在两侧的支护桩上，然后在铁丝网上喷射混凝土，形成混凝土保护层，防止桩缝空洞内堵水材料脱落；
S7、导流管的封堵：
当导流管内的涌水仍然较大时，在导流管的前端塞入遇水膨胀率高的封堵材料，在末端填充快干水泥；当水进入导流管时，封堵材料遇水膨胀，同时快干水泥遇水凝固，实现导流管的完全封堵。
所述短钢管的打入方法为：在涌水涌砂点的周围，按桩缝空洞的高度分上、中、下三组，采用直径为48~60mm的短钢管，依次斜向打入支护桩桩缝间，短钢管的打入长度为1.0~2.0m，短钢管与水平面之间的夹角为45~60°。
所述导流管采用钢管或塑料管，导流管的直径不小于30mm，前端带透水孔段的长度不少于0.5m。
所述导流管的插入角度为水平或向上倾斜不大于10°，插入到砂层内的深度不少于0.5m。
所述堵水材料采用干黄豆、干海带和干稻草，从内向外、按遇水膨胀率的高低依次填充干黄豆、干海带和干稻草；
其中，干黄豆采用袋体袋装，在填充桩缝空洞内逐袋填充多个装有干黄豆的袋体，随后将袋体压实，压实后形成干黄豆层；干海带采用铁丝扎成小捆，在干黄豆层的外侧填充多个干海带小捆，随后将多个小捆压实，压实后形成干海带层；将干稻草编织成草帘，在干海带层的外侧填充多个草帘，随后将多个草帘压实，压实后形成干稻草层；
其中，干黄豆层在水平方向的厚度不小于0.5m，且大于导流管的带透水孔段；干海带层填充在与止水帷幕相对应位置处，干黄豆层在水平方向的厚度与止水帷幕的厚度相等；干稻草层填充在支护桩桩缝间位置处，干稻草层在水平方向的厚度与支护桩的直径相等。
所述袋体由密目尼龙绳或编织布缝制而成。
所述铁丝网和混凝土保护层的面积均大于涌水涌砂点横截面面积。
所述混凝土保护层的厚度为80~100mm。
本发明具有以下优点：
1、本发明采用干黄豆、干海带和干稻草等天然生物材料对支护桩桩缝的涌水涌砂点进行堵水，这类天然材料具有较好的遇水膨胀性能，容易堵水，对地下水没有污染性，涌水可直接排到市政管网。
2、本发明的堵水材料采用干黄豆、干海带和干稻草等天然生物材料，相比于化学封堵材料，干黄豆、干海带和干稻草的价格低廉，堵水成本低。
3、本发明涌水涌砂点的堵水分两次实施，先封堵导流管四周桩缝空洞内涌水，后封闭导流管内涌水，因有导流管疏水，桩缝空洞内涌水容易封堵，最后对导流管先后用两种材料堵水，可减少堵水失败的风险，控制堵水造价。
4、相比于传统的封堵方法，本发明涌水涌砂点的堵水分两次实施，能够实现对涌水涌砂点的彻底封堵，无需回填土反压和注浆施工，不仅能缩短抢险时间长，提高封堵的效率，而且极大减少堵水失败的风险。
附图说明
图1为涌水涌砂点处在两个支护桩之间的示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的A-A剖视图；
图4为在涌水涌砂点内插入导流管的示意图；
图5为导流管的结构示意图；
图6为打入多根短钢管的示意图；
图7为清理出桩缝空洞的示意图；
图8为图7的B部局部放大图；
图9为向桩缝空洞内分层填充堵水材料的示意图；
图10为图9的C部局部放大图；
图11为图10的左视图；
图12为向导流管内先后塞入装有干黄豆的袋体和快干水泥的示意图；
图13为袋体的结构示意图；
图中：
1-基坑，3-支护桩，4-止水帷幕，5-砂层，6-涌水涌砂点；
7-导流管，8-透水孔，9-短钢管，10-桩缝空洞，11-干黄豆，12-干海带，13-干稻草，14-袋体，15-快干水泥，16-膨胀螺栓，17-铁丝网，18-混凝土保护层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，涌水涌砂点6的堵水分两次施工，先采用堵水材料封堵导流管7周围桩缝空洞10内的涌水，堵水材料采用天然生物材料，在桩缝空洞10内填充不少于三种遇水膨胀率不同的堵水材料，按照从内向外、封堵材料遇水膨胀率由高至低依次填充的封堵原则；后封闭导流管7内涌水，导流管7的前端塞入遇水膨胀率高的封堵材料，在末端填充快干水泥15，实现桩缝涌水涌砂点6的封堵，所述封堵方法具体包括以下步骤：
S1、确定支护桩3缝涌水涌砂点6位置：
如图1~图3所示，当支护桩3桩缝间发生涌水涌砂时，立即停止土方开挖，清除涌水涌砂点6处支护桩3之间的松散土，找到涌水涌砂点6的位置；
S2、在涌水涌砂点6处插入导流管7疏水：
如图4所示，用事前准备好的前端带有尖锥的导流管7，插入到涌水涌砂点6内，直到导流管7的尖锥穿过止水帷幕4，并且确保尖锥穿入到砂层5内；此时，砂层5内的水经导流管7流到基坑1，以达到疏水的目的；
其中，导流管7的结构如图5所示，导流管7的前端部设置透水孔8，透水孔8能使砂层5内的水汇集通过进入导流管7而实现疏水，同时阻断砂土进入导流管7以防止砂土流失；所述导流管7的插入角度为水平或向上倾斜不大于10°，插入到砂层5内的深度不少于0.5m；所述导流管7采用钢管或塑料管，导流管7的直径不小于30mm，前端带透水孔8段的长度不少于0.5m；
S3、打入短钢管9稳定以涌水涌砂点6周围土体：
如图6所示，在涌水涌砂点6的支护桩3桩缝间斜向打入多根长度为1.0m~2.0m的短钢管9，使短钢管9穿过止水帷幕4，直到打入到砂层5内，以起到稳定涌水涌砂点6周围土体的作用，同时，起到防止涌水涌砂点6周围土体坍塌范围扩大的作用；所述短钢管9的打入方法为：在涌水涌砂点的周围，按桩缝空洞10的高度分上、中、下三组，采用直径为48~60mm的短钢管9，依次斜向打入支护桩3桩缝间，短钢管9的打入长度为1.0~2.0m，短钢管9与水平面之间的夹角为45~60°；
S4、清理涌水涌砂点6周围的松散土方：
如图7~图8所示，清除涌水涌砂点6周围的松散土方，形成用于填充堵水材料的桩缝空洞10，并使未扰动的原状土保持稳；
S5、向桩缝空洞10内分层填充堵水材料：
如图9~图10所示，堵水材料采用天然生物材料，在桩缝空洞10内填充不少于3种遇水膨胀率不同的堵水材料，按照从内向外、封堵材料遇水膨胀率由高至低依次填充的封堵原则，在保证涌水涌砂点6封堵效果的同时，不会使后续施工的混凝土保护层18因堵水材料遇水膨胀而开裂；
堵水材料采用干黄豆11、干海带12和干稻草13，从内向外、按遇水膨胀率的高低依次填充干黄豆11、干海带12和干稻草13；其中，干黄豆11采用袋体14袋装，袋体14由密目尼龙绳或编织布缝制而成，如图13所示；在填充桩缝空洞10内逐袋填充多个装有干黄豆11的袋体14，随后将袋体14压实，压实后形成干黄豆层；干海带12采用铁丝扎成小捆，在干黄豆层的外侧填充多个干海带小捆，随后将多个小捆压实，压实后形成干海带层；将干稻草13编织成草帘，在干海带层的外侧填充多个草帘，随后将多个草帘压实，压实后形成干稻草层；其中，干黄豆层在水平方向的厚度不小于0.5m，且大于导流管7的带透水孔段；干海带层填充在与止水帷幕4相对应位置处，干黄豆层在水平方向的厚度与止水帷幕4的厚度相等；干稻草层填充在支护桩3桩缝间位置处，干稻草层在水平方向的厚度与支护桩3的直径相等；
当砂层5内的水渗入堵水材料时，封堵材料遇水膨胀后，将流经桩缝空洞10的涌水封堵住，同时，膨胀后的堵水材料将导流管7上的透水孔8封堵住，此时，导流管7内的涌水和泥砂变小，最后逐渐自动断流，从而最终实现了将涌水涌砂点6封堵住。
其中，从步骤S3~S5可知，本封堵方法先形成桩缝空洞10，而后向桩缝空洞10内分层填充干黄豆11、干海带12和干稻草13，当砂层5内的涌水流经干黄豆11、干海带12和干稻草13时，干黄豆、干海带和干稻草遇水后膨胀，膨胀后的堵水材料将桩缝空洞10的涌水快速的封堵住。由此可知，本封堵方法无需先向基坑1内回填土而后在基坑1外部补做新的止水帷幕以进行封堵涌水，极大的缩短了抢险时间长，进而极大的提高了封堵涌水涌砂点6的效率。
S6、施工喷射混凝土：
如图11所示，在堵水材料外侧挂铁丝网17，并采用膨胀螺栓16将铁丝网固定在两侧的支护桩3上，然后在铁丝网17上喷射混凝土，形成混凝土保护层18，防止桩缝空洞10内堵水材料脱落；所述铁丝网17和混凝土保护层18的面积均大于涌水涌砂点6横截面面积，如图11所示；所述混凝土保护层18的厚度为80~100mm；
S7、导流管7的封堵：
如图12~图13所示，当导流管7内的涌水仍然较大时，在导流管7的前端塞入遇水膨胀率高的封堵材料，在末端填充快干水泥15；当水进入导流管7时，封堵材料遇水膨胀，同时快干水泥15遇水凝固，实现导流管7的完全封堵。
此外，本封堵方法的堵水材料为干黄豆、干海带和干稻草等天然生物材料，相比于化学封堵材料，不会对地下水造成污染，并且本封堵材料相比于化学堵水材料，干黄豆、干海带和干稻草的价格低廉，堵水成本低。
此外，本封堵方法采用两次封堵的方式以封堵住涌水涌砂点6，即第一种方式为采用膨胀系数高的封堵材料（干黄豆、干海带和干稻草）以封堵住桩缝空洞10，而后采用装有干黄豆的袋体14和快干水泥15以封堵住导流管7，从而实现对涌水涌砂点6的彻底封堵。由此可知，本封堵方法相比于传统的单一封堵方法，极大减少堵水失败的风险，同时使涌水涌砂点6封堵的更加彻底。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)
1.一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，其特征在于：涌水涌砂点（6）的堵水分两次施工，先采用堵水材料封堵导流管（7）周围桩缝空洞（10）内的涌水，堵水材料采用天然生物材料，在桩缝空洞（10）内填充不少于三种遇水膨胀率不同的堵水材料，按照从内向外、封堵材料遇水膨胀率由高至低依次填充的封堵原则；后封闭导流管（7）内涌水，导流管（7）的前端塞入遇水膨胀率高的封堵材料，在末端填充快干水泥（15），实现桩缝涌水涌砂点（6）的封堵，所述封堵方法具体包括以下步骤：
S1、确定支护桩（3）缝涌水涌砂点（6）位置：
当支护桩（3）桩缝间发生涌水涌砂时，立即停止土方开挖，清除涌水涌砂点（6）处支护桩（3）之间的松散土，找到涌水涌砂点（6）的位置；
S2、在涌水涌砂点（6）处插入导流管（7）疏水：
用事前准备好的前端带有尖锥的导流管（7），插入到涌水涌砂点（6）内，直到导流管（7）的尖锥穿过止水帷幕（4），并且确保尖锥穿入到砂层（5）内；此时，砂层（5）内的水经导流管（7）流到基坑（1），以达到疏水的目的；
其中，导流管（7）的前端部设置透水孔（8），透水孔（8）能使砂层（5）内的水汇集通过进入导流管（7）而实现疏水，同时阻断砂土进入导流管（7）以防止砂土流失；
S3、打入短钢管（9）稳定以涌水涌砂点（6）周围土体：
在涌水涌砂点（6）的支护桩（3）桩缝间斜向打入多根长度为1.0m~2.0m的短钢管（9），使短钢管（9）穿过止水帷幕（4），直到打入到砂层（5）内，以起到稳定涌水涌砂点（6）周围土体的作用，同时，起到防止涌水涌砂点（6）周围土体坍塌范围扩大的作用；
S4、清理涌水涌砂点（6）周围的松散土方：
清除涌水涌砂点（6）周围的松散土方，形成用于填充堵水材料的桩缝空洞（10），并使未扰动的原状土保持稳；
S5、向桩缝空洞（10）内分层填充堵水材料：
堵水材料采用天然生物材料，在桩缝空洞（10）内填充不少于3种遇水膨胀率不同的堵水材料，按照从内向外、封堵材料遇水膨胀率由高至低依次填充的封堵原则，在保证涌水涌砂点（6）封堵效果的同时，不会使后续施工的混凝土保护层（18）因堵水材料遇水膨胀而开裂；
当砂层（5）内的水渗入堵水材料时，封堵材料遇水膨胀后，将流经桩缝空洞（10）的涌水封堵住，同时，膨胀后的堵水材料将导流管（7）上的透水孔（8）封堵住，此时，导流管（7）内的涌水和泥砂变小，最后逐渐自动断流，从而最终实现了将涌水涌砂点（6）封堵住；
S6、施工喷射混凝土：
在堵水材料外侧挂铁丝网（17），并采用膨胀螺栓（16）将铁丝网固定在两侧的支护桩（3）上，然后在铁丝网（17）上喷射混凝土，形成混凝土保护层（18），防止桩缝空洞（10）内堵水材料脱落；
S7、导流管（7）的封堵：
当导流管（7）内的涌水仍然较大时，在导流管（7）的前端塞入遇水膨胀率高的封堵材料，在末端填充快干水泥（15）；当水进入导流管（7）时，封堵材料遇水膨胀，同时快干水泥（15）遇水凝固，实现导流管（7）的完全封堵。
2.根据权利要求1所述的一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，其特征在于：所述短钢管（9）的打入方法为：在涌水涌砂点的周围，按桩缝空洞（10）的高度分上、中、下三组，采用直径为48~60mm的短钢管（9），依次斜向打入支护桩（3）桩缝间，短钢管（9）的打入长度为1.0~2.0m，短钢管（9）与水平面之间的夹角为45~60°。
3.根据权利要求1所述的一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，其特征在于：所述导流管（7）采用钢管或塑料管，导流管（7）的直径不小于30mm，前端带透水孔（8）段的长度不少于0.5m。
4.根据权利要求1所述的一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，其特征在于：所述导流管（7）的插入角度为水平或向上倾斜不大于10°，插入到砂层（5）内的深度不少于0.5m。
5.根据权利要求1所述的一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，其特征在于：所述堵水材料采用干黄豆（11）、干海带（12）和干稻草（13），从内向外、按遇水膨胀率的高低依次填充干黄豆（11）、干海带（12）和干稻草（13）；
其中，干黄豆（11）采用袋体（14）袋装，在填充桩缝空洞（10）内逐袋填充多个装有干黄豆（11）的袋体（14），随后将袋体（14）压实，压实后形成干黄豆层；干海带（12）采用铁丝扎成小捆，在干黄豆层的外侧填充多个干海带小捆，随后将多个小捆压实，压实后形成干海带层；将干稻草（13）编织成草帘，在干海带层的外侧填充多个草帘，随后将多个草帘压实，压实后形成干稻草层；
其中，干黄豆层在水平方向的厚度不小于0.5m，且大于导流管（7）的带透水孔段；干海带层填充在与止水帷幕（4）相对应位置处，干黄豆层在水平方向的厚度与止水帷幕（4）的厚度相等；干稻草层填充在支护桩（3）桩缝间位置处，干稻草层在水平方向的厚度与支护桩（3）的直径相等。
6.根据权利要求5所述的一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，其特征在于：所述袋体（14）由密目尼龙绳或编织布缝制而成。
7.根据权利要求1所述的一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，其特征在于：所述铁丝网（17）和混凝土保护层（18）的面积均大于涌水涌砂点（6）横截面面积。
8.根据权利要求1所述的一种支护桩桩缝涌水涌砂天然生物材料封堵方法，其特征在于：所述混凝土保护层（18）的厚度为80~100mm。
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