CN118668715A - 一种基坑止水支护装置及其降水施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基坑止水支护装置及其降水施工方法，包括前排支护灌注桩、前排素混凝土桩、后排支护灌注桩、垂直剪力墙、冠梁、连梁、混凝土压顶板前排支护灌注桩与前排素混凝土桩互相咬合，前排灌注桩与后排灌注桩之间间隔设置加强垂直剪力墙；双排桩顶部设置冠梁、混凝土压顶板，使前排支护灌注桩与后排支护灌注桩连成整体；从而使双排桩形成整体，进一步增加支护刚度，减小基坑的水平位移，提高基坑稳定性；本发明新型箱式加强双排桩提高了支护结构整体的侧向刚度，增强了支护结构的抗弯、抗倾覆及抵抗坑外侧水土压力的能力，从而效控制基坑变形；无需设置侧向支撑和拉锚体系。

Description

一种基坑止水支护装置及其降水施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程基坑支护技术领域，具体为一种基坑止水支护装置及其降水施工方法。

背景技术

双排桩支护体系是目前常用的支护体系，前后排桩共同分担主动土压力。但悬臂式的双排桩支护体系由于整体刚度较低，仅适用于基坑深度小于10m的基坑，超过10m的基坑难以满足基坑的安全稳定性和位移控制要求，因此对于超过10m得的基坑，需要增设支撑或侧向拉锚体系。内支撑体系施工周期长且造价较高；侧向锚索则会影响周边地块的后续开发，且某些地区锚索的运用要求更为严格，不允许锚索超过用地红线甚至不允许采用侧向锚索。

因此，亟需一种新型双排桩支护体系，在不设置内支撑或锚索的情况下，能有效控制基坑位移，满足整体稳定性要求，提高双排桩支护体系的适用范围。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基坑止水支护装置及其降水施工方法，具备在不设置内支撑或锚索的情况下，能有效控制基坑位移，满足整体稳定性要求，提高双排桩支护体系的适用范围优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基坑止水支护装置，包括前排支护灌注桩、前排素混凝土桩、后排支护灌注桩、垂直剪力墙、冠梁、连梁和混凝土压顶板，其特征在于：其中前排支护灌注桩与前排素混凝土桩互相咬合，前排灌注桩与后排灌注桩之间间隔设置垂直剪力墙，双排桩顶部设置冠梁、混凝土压顶板，使前排支护灌注桩与后排支护灌注桩连成整体。

其中一个所述冠梁的后方设置有两个止水帷幕，每个所述止水帷幕均埋设于桩土之间，每个所述止水帷幕的前方均设置有沙井，每个所述沙井内均固定连接有竖向排水板，每个所述竖向排水板内垂直方向均间隔设置有集水腔，排水板的上端的集水腔与沙井顶面平行，集水腔内设置可用盖板盖住的插孔，每组所述集水腔内插接排水管，抽水泵的输入端固定连通排水管，所述排水管的底端与沙井的底面处于同一水平面，每个所述抽水泵的输出端均固定连通有出水管。

加强垂直剪力墙先旋挖成孔，后下方加强垂直剪力墙钢筋笼，浇筑混凝土形成剪力墙。

双排桩顶部设置冠梁、混凝土压顶板，使前排支护灌注桩与后排支护灌注桩连成整体。

前排桩为素混凝土桩与灌注桩咬合，后排桩均为灌注桩；

加强垂直剪力墙两端均齐平前排桩和后排桩，同时靠近前排桩一侧与前排桩的素混凝土桩咬合。

所述沙井内设置有压力式水位计。

实施例提供一种基坑止水支护装置的施工方法，其步骤为：

步骤(1)：根据项目建筑、结构、水文地质等资料，确定基坑深度、确定周边环境等级及基坑安全等级，根据理正软件建立二维双排桩模型，初步确定支护桩直径、间距、嵌固深度；

步骤(2)：通过三维Midas有限元软件建立双排桩和止水帷幕的模型，最终根据支护结构的位移、弯矩，确定支护桩和加强垂直剪力墙的直径、间距、配筋、深度，以及连梁的长度、间距等参数；

步骤(3)：施工双排桩，先安装设计位置进行桩孔并施工前排支护灌注桩(1)、前排素混凝土桩(2)和后排支护灌注桩(3)，再施工垂直剪力墙(4)；其中前排支护灌注桩(1)与前排素混凝土桩(2)互相咬合，前排灌注桩(2)与后排灌注桩(3)之间间隔设置加强垂直剪力墙(4)，双排桩顶部设置冠梁(5)、混凝土压顶板(7)，使前排支护灌注桩(1)与后排支护灌注桩(3)连成整体；

步骤(4)：施工止水帷幕和排水板，通过混凝土搅拌桩的形式施工止水帷幕，完成止水帷幕后挖出沙井位置，并利用粗砂和碎石填充沙井，同时沙井内设置竖向排水板，在沙井内设置压力式水位计，当压力式水位计超过设定阈值时，将排水管插入排水板内，进行水泵抽水，通过降低止水帷幕侧面的水头，使双排桩支护稳定，当压力式水位计数值低于阈值时，将排水板盖住保护其插孔。

与现有技术相比，本发明提供了一种基坑止水支护装置及其降水施工方法，具备以下有益效果：

(1)新型箱式加强双排桩提高了支护结构整体的侧向刚度，增强了支护结构的抗弯、抗倾覆及抵抗坑外侧水土压力的能力，从而效控制基坑变形；

(2)无需设置侧向支撑和拉锚体系；

(3)内含钢筋笼的加强垂直剪力墙能有效加固基坑外侧土体，更加适用于软弱土层，同时均为垂直支护，有效应对城市周边环境复杂、地下环境有限的深大基坑；

(4)无需另外设置止水帷幕。

附图说明

图1为箱式加强双排桩平面布置示意图；

图2为箱式加强双排桩剖面布置示意图；

图3为排水管平面布置示意图；

图4为排水板剖面布置示意图。

图中：1、前排支护灌注桩；2、前排素混凝土桩；3、后排支护灌注桩；4、垂直剪力墙；5、冠梁；6、连梁；7、混凝土压顶板；8、插孔；9、止水帷幕；10、沙井；11、排水板；12、抽水泵；13、集水腔；14、出水管；15、排水管。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种基坑止水支护装置及其降水施工方法做进一步详细的描述。

请参阅图1-4，本发明为：一种基坑止水支护装置，包括前排支护灌注桩1、前排素混凝土桩2、后排支护灌注桩3、垂直剪力墙4、冠梁5、连梁6和混凝土压顶板7，其特征在于：其中前排支护灌注桩1与前排素混凝土桩2互相咬合，前排灌注桩2与后排灌注桩3之间间隔设置垂直剪力墙4，双排桩顶部设置冠梁5、混凝土压顶板7，使前排支护灌注桩1与后排支护灌注桩3连成整体。

其中一个所述冠梁5的后方设置有止水帷幕9，每个所述止水帷幕9均埋设于桩土之间，每个所述止水帷幕3的前方均设置有沙井10，每个所述沙井10内均固定连接有竖向排水板11，每个所述竖向排水板11内垂直方向均间隔设置有集水腔13，排水板的上端的集水腔与沙井顶面平行，集水腔内设置可用盖板盖住的插孔8，每组所述集水腔13内插接排水管12，抽水泵12的输入端固定连通排水管15，所述排水管15的底端与沙井10的底面处于同一水平面，每个所述抽水泵12的输出端均固定连通有出水管14。

施工垂直剪力墙4时先旋挖成孔，后下垂直剪力墙4的钢筋笼，浇筑混凝土形成垂直剪力墙4。

双排桩顶部设置冠梁5、混凝土压顶板7，使前排支护灌注桩1与后排支护灌注桩3连成整体。

前排桩为素混凝土桩2与灌注桩1咬合，后排桩均为灌注桩3；

垂直剪力墙4两端均齐平前排桩1和后排桩3，同时靠近前排桩一侧与前排桩的素混凝土桩咬合。

所述沙井内设置有压力式水位计。

实施例提供一种基坑止水支护装置的施工方法，其步骤为：

步骤(1)：根据项目建筑、结构、水文地质等资料，确定基坑深度、确定周边环境等级及基坑安全等级，根据理正软件建立二维双排桩(模型，初步确定支护桩直径、间距、嵌固深度；

步骤(2)：通过三维Midas有限元软件建立双排桩和止水帷幕的模型，最终根据支护结构的位移、弯矩，确定支护桩和加强垂直剪力墙的直径、间距、配筋、深度，以及连梁的长度、间距等参数；

步骤(3)：施工双排桩，先安装设计位置进行桩孔并施工前排支护灌注桩1、前排素混凝土桩2和后排支护灌注桩3，再施工垂直剪力墙4；其中前排支护灌注桩1与前排素混凝土桩2互相咬合，前排灌注桩2与后排灌注桩3之间间隔设置加强垂直剪力墙4，双排桩顶部设置冠梁5、混凝土压顶板7，使前排支护灌注桩1与后排支护灌注桩3连成整体；

步骤(4)：施工止水帷幕和排水板，通过混凝土搅拌桩的形式施工止水帷幕，完成止水帷幕后挖出沙井位置，并利用粗砂和碎石填充沙井，同时沙井内设置竖向排水板，在沙井内设置压力式水位计，当压力式水位计超过设定阈值时，将排水管插入排水板内，进行水泵抽水，通过降低止水帷幕侧面的水头，使双排桩支护稳定，当压力式水位计数值低于阈值时，将排水板盖住保护其插孔。

实施例还限定了前排桩咬合尺寸控制在300mm～400mm之间，横向加强剪力墙因内含整片钢筋笼，咬合尺寸控制在150mm以内即可。后排桩间距1700mm，桩长33m，前排桩中灌注桩间距1700mm，素混凝土桩间距1700mm，桩长33m。加强剪力墙成桩单桩横向间距1125mm，竖向整体排间距5100mm，桩长33m，混凝土板400mm。前排桩彼此咬合，基坑侧壁进行100mm挂网喷砼，起到止水帷幕的作用。箱式双排桩将桩间土分割开，减小了土体的整体作用，更为有效的加固桩间土。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种基坑止水支护装置，包括前排支护灌注桩(1)、前排素混凝土桩(2)、后排支护灌注桩(3)、垂直剪力墙(4)、冠梁(5)、连梁(6)和混凝土压顶板(7)，其特征在于：其中前排支护灌注桩(1)与前排素混凝土桩(2)互相咬合，前排灌注桩(2)与后排灌注桩(3)之间间隔设置垂直剪力墙(4)，双排桩顶部设置冠梁(5)、混凝土压顶板(7)，使前排支护灌注桩(1)与后排支护灌注桩(3)连成整体。

其中一个所述冠梁(5)的后方设置有两个止水帷幕(9)，每个所述止水帷幕(9)均埋设于桩土之间，每个所述止水帷幕(3)的前方均设置有沙井(10)，每个所述沙井(10)内均固定连接有竖向排水板(11)，每个所述竖向排水板(11)内垂直方向均间隔设置有集水腔(13)，排水板的上端的集水腔与沙井顶面平行，集水腔内设置可用盖板盖住的插孔(8)，每组所述集水腔(13)内插接排水管(12)，抽水泵(12)的输入端固定连通排水管(15)，所述排水管(15)的底端与沙井(10)的底面处于同一水平面，每个所述抽水泵(12)的输出端均固定连通有出水管(14)。

2.根据权利要求1所述的一种基坑止水支护装置，其特征在于：加强垂直剪力墙(4)先旋挖成孔，后下方加强垂直剪力墙(4)钢筋笼，浇筑混凝土形成剪力墙(4)。

3.根据权利要求1所述的一种基坑止水支护装置，其特征在于：双排桩顶部设置冠梁(5)、混凝土压顶板(7)，使前排支护灌注桩(1)与后排支护灌注桩(3)连成整体。

4.根据权利要求1所述的一种基坑止水支护装置，其特征在于：前排桩为素混凝土桩(2)与灌注桩(1)咬合，后排桩均为灌注桩(3)；

5.根据权利要求5所述的一种基坑止水支护装置，其特征在于：加强垂直剪力墙(4)两端均齐平前排桩(1)和后排桩(3)，同时靠近前排桩一侧与前排桩的素混凝土桩咬合。

6.根据权利要求1所述的一种基坑止水支护装置，其特征在于：所述沙井内设置有压力式水位计。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种基坑止水支护装置的施工方法，其步骤为：

步骤(1)：根据项目建筑、结构、水文地质等资料，确定基坑深度、确定周边环境等级及基坑安全等级，根据理正软件建立二维双排桩模型，初步确定支护桩直径、间距、嵌固深度；

步骤(2)：通过三维Midas有限元软件建立双排桩和止水帷幕的模型，最终根据支护结构的位移、弯矩，确定支护桩和加强垂直剪力墙的直径、间距、配筋、深度，以及连梁的长度、间距等参数；

步骤(3)：施工双排桩，先安装设计位置进行桩孔并施工前排支护灌注桩(1)、前排素混凝土桩(2)和后排支护灌注桩(3)，再施工垂直剪力墙(4)；其中前排支护灌注桩(1)与前排素混凝土桩(2)互相咬合，前排灌注桩(2)与后排灌注桩(3)之间间隔设置加强垂直剪力墙(4)，双排桩顶部设置冠梁(5)、混凝土压顶板(7)，使前排支护灌注桩(1)与后排支护灌注桩(3)连成整体；

步骤(4)：施工止水帷幕和排水板，通过混凝土搅拌桩的形式施工止水帷幕，完成止水帷幕后挖出沙井位置，并利用粗砂和碎石填充沙井，同时沙井内设置竖向排水板，在沙井内设置压力式水位计，当压力式水位计超过设定阈值时，将排水管插入排水板内，进行水泵抽水，通过降低止水帷幕侧面的水头，使双排桩支护稳定，当压力式水位计数值低于阈值时，将排水板盖住保护其插孔。