CN220352838U - 一种穿底板钢管立柱支撑的止水结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种穿底板钢管立柱支撑的止水结构，能够使基础底板保持稳定、连续受力的情况下有效防止基础底板渗漏，该止水结构包括：钢管桩、止水环、筏板和垫层；所述垫层设置在淤泥地层表面，所述筏板设置于垫层顶部表面，所述钢管桩的底部伸入到淤泥地层内、顶部处于筏板内，所述钢管桩的外表面上设置有止水环，所述止水环嵌入到筏板内，所述筏板顶部设置有凹槽，所述钢管桩的顶部设置于凹槽底部，所述钢管桩顶面超出凹槽底部、与凹槽底面相隔一定距离，所述钢管桩的顶部设置有顶板，所述凹槽内填充有二次混凝土层。

Description

一种穿底板钢管立柱支撑的止水结构

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种穿底板钢管立柱支撑的止水结构。

背景技术

在基坑的支护结构中，基坑的内支撑和中间的支撑立柱均为钢管撑，支撑立柱主要用来支撑水平支撑梁，在基坑前期的钢支撑工况下完成结构施工后，需要对基坑进行换撑处理，将基坑围护结构的荷载从内支撑转换至地下室主体结构，以避免对后续结构施工产生影响。换撑后拆除内支撑时，由于基坑中间的支撑立柱贯穿基础底板，需要在基础底板和换撑带混凝土强度达到相应要求后才能拆除，而基坑中间的支撑立柱与基础底板连接部位是防水施工的薄弱环节，支撑立柱和基础底板的连接部位如果处理不妥当，当地下水位上升时，地下水会沿支撑立柱壁面渗漏至底板面，使基础底板存在极大渗漏水隐患，影响地下室的正常使用。

现有的钢管支撑立柱与底板连接部位的止水做法中，通常是在施工基础底板时在底板与支撑立柱之间留设一定宽度的缝隙，在缝隙内填充混凝土来进行止水；然而，底板混凝土与缝隙内的混凝土会出现新旧混凝土的结合面，随着时间的推移，地下水会沿着新旧混凝土的结合面和缝隙混凝土与立柱之间的缝隙进行渗漏，从而使基础底板出现渗漏。另一种止水做法是在施工基础底板时在底板与支撑立柱之间留设一定的缝隙，并在施工基础底板时在基础底板上预埋止水钢板，然后在底板与支撑立柱之间的缝隙填充混凝土来止水，这种做法虽然能在一定程度上起到止水作用，但是止水钢板的施工速度慢，止水钢板在转角部位的缝隙难以控制，容易形成漏水点，造成漏水隐患，并且该种方法同样会存在缝隙混凝土与支撑立柱之间的漏水问题。公告号为CN 104652495 B中国发明专利提出了“基坑内支撑立柱与底板节点防水施工工艺”，该防水方法采用了在底板与立柱之间预留洞口，在底板上设置止水钢板来进行止水，通过防水卷材来解决带水环境下的防水施工，但是拆除立柱后立柱的底面低于底板底面。

对于在基础底板与支撑立柱之间预留一定宽度的缝隙，通过浇筑混凝土来止水的方法不仅会随着时间的推移产生漏水点，而且，由于基础底板与支撑立柱之间预留一定宽度的缝隙，无法保证基础底板受力的整体稳定性和连续性，对于底板底部地层为含水量丰富的淤泥地层，保持基础底板稳定连续受力的情况下有效防止钢管立柱与底板连接节点处漏水，提高施工效率对于底板施工至关重要。

实用新型内容

本实用新型的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种穿底板钢管立柱支撑的止水结构，能够使基础底板保持稳定受力的情况下有效防止基础底板渗漏。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案包括以下各方面。

一种穿底板钢管立柱支撑的止水结构，包括：钢管桩、止水环、筏板和垫层；所述垫层设置在淤泥地层表面，所述筏板设置于垫层顶部表面，所述钢管桩的底部伸入到淤泥地层内、顶部处于筏板内，所述钢管桩的外表面上设置有止水环，所述止水环嵌入到筏板内，所述筏板顶部设置有凹槽，所述钢管桩的顶部设置于凹槽底部，所述钢管桩顶面超出凹槽底部、与凹槽底面相隔一定距离，所述钢管桩的顶部设置有顶板，所述凹槽内填充有二次混凝土层。

钢管桩的外表面上的止水环嵌入到筏板内，当地下水沿着筏板与钢管桩之间的缝隙向上渗透时，在钢管桩上的止水环的作用下，可切断地下水在筏板与钢管桩之间的渗透路径，起到有效防水的作用。因内支撑中间的支撑立柱为钢管桩，在钢管桩顶部设置顶板可有效防止地下水从钢管桩内部向上渗透到筏板内，进一步提高筏板的防渗水性能；在筏板上设置凹槽并在凹槽内浇筑二次混凝土层可延长地下水的渗透路径，当经过止水环后，仍有少部分地下水向上渗透时，在二次混凝土层的作用下可以阻隔渗透的地下水，从而增强防水效果。

优选的，所述止水环包括两块对称设置的钢板，所述止水环设置于筏板的中部位置。

将止水环设置成两块对称的钢板，可以根据筏板的设计厚度将止水环对应安装在钢管桩上，并使止水环处于筏板的中部位置，从而延长地下水的向上渗透路径，提高止水环的止水效果。

优选的，所述钢管桩内灌注有微膨胀混凝土，所述微膨胀混凝土的灌注高度不大于钢管桩的顶部高度；所述顶板采用与钢管桩相适配的圆形钢板，所述顶板与钢管桩的内壁面或外壁满焊连接。

在钢管桩内部灌注微膨胀混凝土可避免因地下水位升高而引起的地下水从钢管桩内部向上渗透到筏板内，进一步提高止水效果。

优选的，所述筏板为钢混结构，所述筏板底部的筏板钢筋对穿过钢管桩，与钢管桩形成一体结构。筏板底部的筏板钢筋的完整的钢筋，不会发生结构上的损坏，保证了筏板底部与钢管桩受力的整体性和连续性。

优选的，所述钢管桩上与筏板底部的筏板钢筋的对应位置处对称设置有安装孔，所述安装孔的尺寸略大于筏板钢筋的尺寸，所述筏板底部的筏板钢筋从安装孔对穿过钢管桩。

优选的，所述筏板钢筋和安装孔的接触位置处填充有泡沫胶或耐候胶。

通过对安装孔进行封堵，可防止淤泥从安装孔流入到筏板处，也可防止地下水从钢管桩内部经安装孔渗透到筏板内。

优选的，所述筏板顶部的筏板钢筋在钢管桩位置处处于中断状态，两根相对的筏板钢筋之间通过连接筋连接，以保证筏板顶部稳定、连续受力。

进一步地，所述止水环与钢管桩通过焊接方式连接，所述筏板顶部的筏板钢筋与连接筋通过焊接方式连接，所述筏板钢筋与连接筋之间的搭接长度不小于12d。

优选的，所述钢管桩的外壁、所述止水环的表面、所述顶板的表面上均涂刷有阻锈剂，以防止钢管桩、止水环、顶板表面锈蚀，影响止水效果；所述凹槽与的侧壁和底面上均涂刷有界面处理剂，以使凹槽与二次混凝土层的新旧混凝土交界面紧密结合，提高筏板与钢管桩连接处的止水效果。

优选的，所述凹槽的深度为12~15cm，所述凹槽侧壁面与钢管桩外壁之间的距离为30~40cm，所述钢管桩的外径为630~650mm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

通过在钢管桩外壁上设置止水环，浇筑筏板混凝土后，止水环能够切断地下水在筏板与钢管桩之间的渗透路径，起到有效防水的作用；通过在钢管桩内浇筑混凝土，并在钢管桩顶部设置顶板，能够有效防止地下水沿钢管桩内壁向上渗透，从而阻隔地下水的渗透路径；通过在筏板顶部、钢管桩周围设置凹槽，并在凹槽内填充混凝土，能够进一步防止地下水向上渗透，提高防水效果。

通过使筏板底部的筏板钢筋对穿过钢管桩，能够使筏板钢筋与钢管桩形成一体结构，保证筏板钢筋结构的完整性，提高筏板底部受力的整体性和连续性；拆除钢管桩后，通过连接筋将筏板顶部的筏板钢筋相连，有利于保证筏板顶部稳定、连续受力。

止水结构采用基坑施工中常用的材料，防水施工质量容易保证，施工效率高。

附图说明

图1是本实用新型示例性实施例的穿底板钢管立柱支撑的止水结构的第一施工过程示意图。

图2是本实用新型示例性实施例的穿底板钢管立柱支撑的止水结构的第二施工过程示意图。

图3是本实用新型示例性实施例的穿底板钢管立柱支撑的止水结构的第三施工过程示意图。

图4是本实用新型示例性实施例的穿底板钢管立柱支撑的止水结构示意图。

图5是本实用新型示例性实施例的施工后的穿底板钢管立柱支撑的止水结构俯视图。

图中标识：1-钢管桩，2-止水环，3-筏板，31-凹槽，32-二次混凝土层，4-垫层，5-淤泥地层，6-顶板，7-连接筋，8-筏板钢筋。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，以使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图4，本实用新型示例性实施例的穿底板钢管立柱支撑的止水结构包括钢管桩1、止水环2、筏板3和垫层4；垫层4设置在淤泥地层5表面，筏板3设置于垫层4顶部表面，钢管桩1的底部伸入到淤泥地层5内、顶部处于筏板3内，钢管桩1的外表面上设置有止水环2，止水环2嵌入到筏板3内，筏板3顶部设置有凹槽31，钢管桩1的顶部设置于凹槽31底部，钢管桩1顶面超出凹槽31底部、与凹槽31底面相隔一定距离，钢管桩1的顶部设置有顶板6，凹槽31内填充有二次混凝土层32。

钢管桩1的外表面上的止水环2嵌入到筏板3内，当地下水沿着筏板3与钢管桩1之间的缝隙向上渗透时，在钢管桩上的止水环的作用下，可切断地下水在筏板3与钢管桩1之间的渗透路径，起到有效防水的作用。因内支撑中间的支撑立柱为钢管桩，在钢管桩顶部设置顶板可有效防止地下水从钢管桩内部向上渗透到筏板3内，进一步提高筏板的防渗水性能；在筏板3上设置凹槽31并在凹槽31内浇筑二次混凝土层32可延长地下水的渗透路径，当经过止水环后，仍有少部分地下水向上渗透时，在二次混凝土层32的作用下可以阻隔渗透的地下水，从而增强防水效果。

止水环2的内径与钢管桩1的外径相适配，止水环2可以采用钢板或其他材质，当采用钢板时，止水环2包括两块对称设置的半圆环形的钢板，两块钢板的连接位置处、止水环2与钢管桩1之间的连接位置处满焊，以防止水环2的连接位置处渗水。止水环2厚度为10~15mm，内径与外径之间的距离为10~15cm。当钢管桩1设置于筏板3内时，止水环2处于筏板3的中部位置。

钢管桩1内灌注有微膨胀混凝土（可采用C35P6膨胀混凝土），其灌注高度比钢管桩顶部高度低10~15mm或者与钢管桩高度齐平，在钢管桩1内灌注微膨胀混凝土可进一步防止地下水从钢管桩1内部向上渗透。顶板6可以采用与钢管桩1内径或外径相适配的圆形钢板，钢板厚度为10~15mm，顶板6与钢管桩1内壁面或外壁满焊连接，从而对钢管桩1顶口完全封闭，以有效阻隔从钢管桩1内壁向上渗透的地下水。为防止顶板6锈蚀，顶板6表面、顶板焊缝位置处涂刷有阻锈剂。

筏板3为钢混结构，筏板3底部的筏板钢筋8对穿过钢管桩1，与钢管桩1形成一体结构，从而使筏板3与钢管桩1形成一体结构，在钢管桩1作为内支撑时，能够使钢管桩1和筏板3保持受力的整体稳定性和连续性，拆除钢管桩1后，不会影响筏板的受力效果。筏板3底部的筏板钢筋8穿过钢管桩1时，可在钢管桩1的对应位置处对称设置安装孔（图中未示出），安装孔的尺寸略大于筏板钢筋8的尺寸（例如，安装孔尺寸比筏板钢筋尺寸大至少一个型号），筏板钢筋8从安装孔对穿过钢管桩1，使钢管桩1与筏板连接形成整体结构。筏板钢筋8和安装孔的接触位置处填充有泡沫胶或耐候胶，以对安装孔进行封堵，防止淤泥从安装孔流入到筏板3处，也进一步防止地下水从钢管桩1内部经安装孔渗透到筏板3内。

凹槽31的深度为12~15cm，以便于露出筏板顶部的筏板钢筋；凹槽31侧壁面与钢管桩1外壁之间的距离为30~40cm，钢管桩1的外径为630~650mm；通过割除方式拆除用于支撑的钢管桩后，筏板3顶部的筏板钢筋8在钢管桩1位置处处于中断状态，两根相对的筏板钢筋8之间通过连接筋7连接，连接筋7的两端分别与筏板钢筋8之间的搭接长度不小于12d（d为筏板钢筋直径），连接筋7与筏板钢筋8单面满焊，以提高连接筋7与筏板钢筋8之间连接的稳定性，从而提高了筏板3受力的整体稳定性。筏板3底部的筏板钢筋8与钢管桩1连接形成整体结构、筏板3顶部的筏板钢筋8通过连接筋形成整体结构，有利于保证筏板3稳定、连续受力。凹槽31的侧壁和底面上均涂刷有界面处理剂，以使凹槽31与二次混凝土层32的新旧混凝土交界面紧密结合，提高筏板3与钢管桩1连接处的止水效果。

参考图1-图5，本实用新型还提供了一种穿底板钢管立柱支撑的止水结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、清除垫层4顶部、钢管桩1周围的泥土和浮锈，采用高压水枪清洗干净，钢管桩1高度方向上的清理高度比设计的筏板3高度高100mm。

步骤二、在钢管桩1的桩身外壁上设置止水环2，止水环2的设置位置处于设计的筏板3厚度的中部位置。设置止水环2时，将两块半圆环形对称的钢板对称焊接在钢管桩1的外壁上，两块钢板的连接位置处，钢板与钢管桩的连接位置处均采双面满焊，以防漏水。止水环2施工完成后，在钢管桩1外壁和止水环2上满刷阻锈剂，以防止钢管桩锈蚀；然后在垫层顶部绑扎筏板钢筋8、筏板钢筋8绑扎完成后浇筑筏板混凝土。

绑扎筏板钢筋8时，对于设计位置的筏板底部的钢筋，先在钢管桩1底部对应筏板底部的钢筋绑扎位置处设置至少两组安装孔（在实际应用中，可根据钢管桩的尺寸设置对应数量的安装孔），在钢管桩1的同一平面上，每组的两个安装孔之间对称设置，从而使筏板钢筋8从安装孔对穿过钢管桩1，与钢管桩1连接形成整体结构。筏板钢筋整个穿过钢管桩，不仅能与钢管桩连接形成整体结构，而且筏板钢筋自身的结构不会受到损坏，可以充分发挥筏板钢筋的受力特性，将作用于筏板上的荷载均匀传递至筏板钢筋上，保证筏板受力的整体稳定性和连续性。在钢管桩1上设置安装孔后，及时将筏板钢筋8对穿过安装孔，以防淤泥流出，对于筏板钢筋8与安装孔之间的缝隙，采用泡沫胶或耐候胶对其进行封堵，从而防止淤泥和地下水从钢管桩1内经安装孔流入到垫层上，影响筏板施工和防水效果。

对于设计位置的筏板顶部的钢筋，将筏板钢筋8贴近钢管桩1外壁设置，在施工后期拆除钢管桩的过程中，钢管桩拆除过程中不会破坏筏板顶部的筏板钢筋，影响筏板受力。拆除钢管桩后，筏板顶部钢管桩位置的筏板钢筋之间形成缺口，对于此缺口，可在施工后期采用连接钢筋将相对的筏板钢筋相连接，以保证筏板受力的整体性。

步骤三、在筏板3混凝土达到设计强度的80%后，将筏板3顶部的钢管桩周围30~40cm宽、筏板3顶面之下12~15cm深的筏板混凝土清除，形成凹槽31。

步骤四、沿凹槽31底部割除钢管桩1，保持钢管桩1顶面切口齐平，并将凹槽31内和剩余钢管桩1内的淤泥清理干净，钢管桩1内的淤泥清理区域为钢管桩顶面标高至垫层4底面标高，淤泥清理后，采用高压水枪将钢管桩1内壁冲洗干净。割除钢管桩1后，剩余钢管桩顶部超出凹槽31底面一定距离（2~3cm）。

步骤五、在钢管桩1内灌注混凝土，混凝土灌注高度略低于钢管桩1顶部切口高度（如10~15mm）或者与钢管桩1顶部高度齐平，然后在钢管桩1顶部设置采用单面满焊方式焊接顶板6，焊接顶板6时，将厚度为10~15mm的顶板6盖住灌注的混凝土，然后将顶板6与钢管桩1的内壁或外壁焊接，顶板6焊接之后，在顶板表面和焊缝周边满刷阻锈剂；灌注混凝土时，采用比筏板3混凝土高一强度等级的微膨胀混凝土（如C35P6膨胀）灌注钢管桩1。

步骤六、将凹槽31内的筏板钢筋8通过连接筋7相连接，使相对的筏板钢筋与连接筋7连接形成整体结构，以提高筏板顶部受力的连续性，筏板钢筋8与连接筋7采用单面满焊方式连接，接头的焊接长度不小于12d，以保证接头的稳定性，提高筏板受力效果；连接筋7设置完成后，对凹槽31的侧壁和底面进行凿毛处理以使新旧混凝土充分结合，清理出碎渣并冲洗干净后，在凿毛界面处涂刷界面处理剂，以便于增强新旧混凝土的结合效果，并通过界面处理剂提高防水性能，然后在凹槽31内采用比筏板混凝土高一强度等级的微膨胀混凝土（C35P6膨胀）浇筑二次混凝土层32并养护。

以上所述，仅为本实用新型具体实施方式的详细说明，而非对本实用新型的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，包括：钢管桩（1）、止水环（2）、筏板（3）和垫层（4）；所述垫层（4）设置在淤泥地层（5）表面，所述筏板（3）设置于垫层（4）顶部表面，所述钢管桩（1）的底部伸入到淤泥地层（5）内、顶部处于筏板（3）内，所述钢管桩（1）的外表面上设置有止水环（2），所述止水环（2）嵌入到筏板（3）内，所述筏板（3）顶部设置有凹槽（31），所述钢管桩（1）的顶部设置于凹槽（31）底部，所述钢管桩（1）顶面超出凹槽（31）底部、与凹槽（31）底面相隔一定距离，所述钢管桩（1）的顶部设置有顶板（6），所述凹槽（31）内填充有二次混凝土层（32）。

2.根据权利要求1所述的穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，所述止水环（2）包括两块对称设置的钢板，所述止水环（2）设置于筏板（3）的中部位置。

3.根据权利要求1所述的穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，所述钢管桩（1）内灌注有微膨胀混凝土，所述微膨胀混凝土的灌注高度不大于钢管桩（1）的顶部高度；所述顶板（6）采用与钢管桩（1）相适配的圆形钢板，所述顶板（6）与钢管桩（1）的内壁面或外壁满焊连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，所述筏板（3）为钢混结构，所述筏板（3）底部的筏板钢筋（8）对穿过钢管桩（1），与钢管桩（1）形成一体结构。

5.根据权利要求4所述的穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，所述钢管桩（1）上与筏板（3）底部的筏板钢筋（8）的对应位置处对称设置有安装孔，所述安装孔的尺寸略大于筏板钢筋（8）的尺寸，所述筏板（3）底部的筏板钢筋（8）从安装孔对穿过钢管桩（1）。

6.根据权利要求5所述的穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，所述筏板钢筋（8）和安装孔的接触位置处填充有泡沫胶或耐候胶。

7.根据权利要求4所述的穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，所述筏板（3）顶部的筏板钢筋（8）在钢管桩（1）位置处处于中断状态，两根相对的筏板钢筋（8）之间通过连接筋（7）连接。

8.根据权利要求7所述的穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，所述止水环（2）与钢管桩（1）通过焊接方式连接，所述筏板（3）顶部的筏板钢筋（8）与连接筋（7）通过焊接方式连接，所述筏板钢筋（8）与连接筋（7）之间的搭接长度不小于12d。

9.根据权利要求4所述的穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，所述钢管桩（1）的外壁、所述止水环（2）的表面、所述顶板（6）的表面上均涂刷有阻锈剂；所述凹槽（31）与的侧壁和底面上均涂刷有界面处理剂。

10.根据权利要求4所述的穿底板钢管立柱支撑的止水结构，其特征在于，所述凹槽（31）的深度为12~15cm，所述凹槽（31）侧壁面与钢管桩（1）外壁之间的距离为30~40cm，所述钢管桩（1）的外径为630~650mm。