一种用于水下混凝土封底的剪力槽结构及其施工方法与流程

文档序号:14985008发布日期:2018-07-20 21:03阅读:422来源:国知局

本发明涉及地下工程设计与施工技术领域,尤其涉及一种用于水下混凝土封底的剪力槽结构及其施工方法。



背景技术:

在我国众多城市,普遍发育有多层厚度稳定的承压含水层和含水量较高的软土层。随着城市交通及地下空间的发展,深大基坑的开挖已涉及到这些层位。由于基坑所处的环境条件越来越复杂,对基坑变形的控制要求越来越严格,故在深基坑开挖过程中,不仅需对坑底承压水进行处治以防止产生突涌破坏危及工程安全,亦要避免承压水处治不当引起坑外地表或围护结构自身变形过大对周边建(构)筑物造成危害。工程实践中一般采用隔水、降压或坑底加固封底等措施或者多种措施联合使用的方法来降低承压水水位,实现基坑干开挖以确保施工安全和质量,并防止因单纯降水而引发的各种环境问题。上述措施对开挖深度较小且隔水帷幕能完全穿透承压含水层的基坑工程是适用的,业已积累了相当工程经验。但对开挖深度大、承压含水层的厚度及埋深均极大导致隔水帷幕难以完全穿透承压含水层、基坑开挖影响范围内存在极为敏感的建(构)筑物的超深基坑工程,采用前述承压水处置措施及施工方案已难以满足工程需要,甚至会引发各种工程事故。由于承压水处置不当以及设计施工方案不合理而引起的基坑事故屡见不鲜。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种用于水下混凝土封底的剪力槽结构及其施工方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种用于水下混凝土封底的剪力槽结构,包括开挖于地面的基坑,所述基坑周围环绕设置有高于地面的围护结构,还包括角钢对、过渡板和预埋冲洗管,所述角钢对间隔环绕设置在所述围护结构内侧,且所述角钢对中的两个角钢相对间隔设置,并分别位于地面的上下两侧,所述围护结构内围护结构上下间隔埋设有两排与所述角钢对应的锚固钢筋,所述锚固钢筋靠近所述角钢对的一端伸出所述围护结构后与对应的所述角钢固定连接,所述过渡板设置在所述角钢对中的两个角钢之间,所述预埋冲洗管设置在所述围护结构靠近所述角钢一侧内壁上,且所述预埋冲洗管上与所述角钢对对应位置处朝向所述过渡板设有多个出水孔,所述预埋冲洗管与外部高压水源连通,且从所述出水孔喷出的高压水流可对所述过渡板进行冲洗切割处理。

在向所述基坑内浇筑混凝土形成封底混凝土前,先将所述预埋冲洗管与外部高压水源连通,从所述出水孔喷出的高压水流对所述过渡板进行冲洗切割处理,待所述过渡板清除完毕后再向所述基坑内浇筑混凝土形成封底混凝土。随着封底混凝土的浇筑,两个所述角钢之间的区域内即充满混凝土,使所述围护结构与所述封底混凝土形成整体。

本发明的有益效果是:本发明的用于水下混凝土封底的剪力槽结构,采用在围护结构内侧设计角钢对,并在角钢对内设置过渡板以便将所述围护结构内侧预留出空间,并通过埋设在围护结构外侧土基内的锚固钢筋将所述角钢对进一步固定,先将基坑内浇筑混凝土并形成封底混凝土,然后再通过预埋冲洗管将所述过渡板冲洗切割并清除,再向基坑内浇筑混凝土,并将所述角钢对中的两个角钢之间的区域充满混凝土,这样可以使得封底混凝土与围护结构之间具有可靠的连接,保证围护结构与封底混凝土连接面的水密性并能承受坑底巨大的水压力。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:

进一步:所述围护结构内侧竖向间隔设置有若干主筋,所述角钢与每根所述主筋均固定连接。

上述进一步方案的有益效果是:通过将所述角钢与所述主筋固定连接,可以保证所述角钢能得到稳固支撑,提高剪力槽的结构强度,并且在施工的过程中不会出现异位,保证所述预埋冲洗管上的出水孔出射的高压水流可以将上下所述角钢之间的过渡板顺利的清洗切割。

进一步:所述预埋冲洗管竖向设置在相邻两根所述主筋之间,所述预埋冲洗管的顶端高于所述主筋的顶端,且二者之间的高度差不小于50cm。

上述进一步方案的有益效果是:通过将所述预埋冲洗管竖向设置在相邻两根所述主筋之间,可以使得相邻两根所述主筋对所述预埋冲洗管进行有效的保护,并且不会占用多余的空间,施工方便,结构美观,通过将所述预埋冲洗管的顶端设置为高于所述主筋的顶端,以方便可以便于预埋冲洗管的施工,另一方便可以使得所述预埋冲洗管内能形成足够的水压,以便顺利将所述过渡板进行切割。

进一步:所述预埋冲洗管为钢管或pvc管。

上述进一步方案的有益效果是:钢管或pvc管结构强度较大,能承受较大的水压,便于从所述出水孔出射的高压水流能顺利的将所述过渡板冲洗切割并清除,便于后续施工。

进一步:所述角钢对水平设置,且所述角钢对中的两个所述角钢以及上下两排所述锚固钢筋均对称设置在地面上下两侧,且两排所述锚固钢筋伸出所述围护结构的一端与所述角钢对中的两个所述角钢对应焊接固定。

上述进一步方案的有益效果是:通过将所述角钢对中的两个所述角钢以及上下两排所述锚固钢筋均对称设置在地面上下两侧,可以使得整个剪力槽承受力更加均衡,整个结构强度较大。

进一步:所述角钢对中的两个所述角钢之间的距离不大于所述封底混凝土厚度的二分之一。

上述进一步方案的有益效果是:通过控制所述角钢对中的两个所述角钢之间的距离不大于所述封底混凝土厚度的二分之一,可以保证整个封底混凝土的强度,使得封底混凝土配合所述角钢和锚固钢筋对所述围护结构进行更好的支撑。

进一步:所述过渡板包括木丝板和/或泡沫塑料板,且所述木丝板和/或泡沫塑料板与上下两侧对应的所述角钢固定连接。

上述进一步方案的有益效果是:木丝板和泡沫塑料板质量轻、密度比水小,通过高压水流冲洗切割后形成碎末并漂浮在水面流走,这样可以使得通过高压水流冲洗切割将所述木丝板和/或泡沫塑料板清除干净,便于后续施工。

本发明还提供了一种所述用于水下混凝土封底的剪力槽结构的施工方法,包括如下步骤:

步骤1:在地面开挖基坑,并在所述基坑周围环绕设置高于地面的围护结构,并在所述围护结构内侧环绕设置角钢对,其中所述角钢对中的两个角钢上下相对间隔设置,并分别位于地面的上下两侧;

步骤2:在所述围护结构内上下间隔埋设有两排与所述角钢对应的锚固钢筋,并将所述锚固钢筋靠近所述角钢对的一端伸出所述围护结构后与对应的所述角钢固定连接;在围护结构内侧位于所述角钢对中的两个角钢之间设置过渡板;

步骤3:在所述围护结构中设置与外部高压水源连通的预埋冲洗管,且所述预埋冲洗管上与所述角钢对对应位置处朝向所述过渡板设有多个出水孔;

步骤4:向所述预埋冲洗管通入高压水源,从所述出水孔喷出的高压水流对所述过渡板进行冲洗切割处理,直至所述过渡板清除完毕;

步骤5:向所述基坑内浇筑混凝土,直至两个所述角钢之间的区域内充满混凝土,并凝固形成封底混凝土。

本发明的用于水下混凝土封底的剪力槽结构的施工方法,采用在围护结构内侧设计角钢对,并在角钢对内设置过渡板以便将所述围护结构内侧预留出空间,并通过埋设在围护结构外侧土基内的锚固钢筋将所述角钢对进一步固定,先将基坑内浇筑混凝土并形成封底混凝土,然后再通过预埋冲洗管将所述过渡板冲洗切割并清除,再向基坑内浇筑混凝土,并将所述角钢对中的两个角钢之间的区域充满混凝土,这样可以使得封底混凝土与围护结构之间具有可靠的连接,保证封底混凝土的水密性并能承受坑底巨大的水压力。

附图说明

图1为本发明的用于水下混凝土封底的剪力槽结构的结构示意图;

图2为图1的a-a截面示意图;

图3为图2的b-b截面示意图;

图4为本发明的预埋冲洗管结构示意图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1、围护结构,2、角钢对,3、过渡板,4、预埋冲洗管,5、锚固钢筋,6、封底混凝土;

11、主筋,21、角钢,31、木丝板,32、泡沫塑料板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

如图1、图2、图3和图4所示,一种用于水下混凝土封底的剪力槽结构,包括开挖于地面的基坑,所述基坑周围环绕设置有高于地面的围护结构1,还包括角钢对2、过渡板3和多根预埋冲洗管4,所述角钢对2间隔环绕设置在所述围护结构1内侧,且所述角钢对2中的两个角钢21相对间隔设置,并分别位于地面的上下两侧,所述围护结构1内围护结构1上下间隔埋设有两排与所述角钢21对应的锚固钢筋5,所述锚固钢筋5靠近所述角钢对2的一端伸出所述围护结构1后与对应的所述角钢21固定连接,所述过渡板3设置在所述角钢对1中的两个角钢21之间,所述预埋冲洗管4设置在所述围护结构1靠近所述角钢21一侧内壁上,且所述预埋冲洗管4上与所述角钢对2对应位置处朝向所述过渡板3设有多个出水孔41,所述预埋冲洗管4与外部高压水源连通,且从所述出水孔41喷出的高压水流可对所述过渡板3进行冲洗切割处理。

在向所述基坑内浇筑混凝土形成封底混凝土6前,先将所述预埋冲洗管4与外部高压水源连通,从所述出水孔41喷出的高压水流对所述过渡板3进行冲洗切割处理,待所述过渡板3清除完毕,再向所述基坑内浇筑混凝土,形成封底混凝土6,随着封底混凝土6的浇筑,两个所述角钢21之间的区域内充满混凝土,使所述围护结构1与所述封底混凝土6形成整体。

本发明的用于水下混凝土封底的剪力槽结构,采用在围护结构1内侧设计角钢对2,并在角钢对2内设置过渡板3以便将所述围护结构1内侧预留出空间,并通过埋设在围护结构1外侧土基内的锚固钢筋5将所述角钢对2进一步固定,在向所述基坑内浇筑混凝土形成封底混凝土6前,先将所述预埋冲洗管4与外部高压水源连通,从所述出水孔41喷出的高压水流对所述过渡板3进行冲洗切割处理,待所述过渡板3清除完毕后再向所述基坑内浇筑混凝土形成封底混凝土6。随着封底混凝土6的浇筑,两个所述角钢之间的区域内即充满混凝土,使所述围护结构1与所述封底混凝土6形成整体,这样可以使得封底混凝土6与围护结构1之间具有可靠的连接,保证封底混凝土6的水密性并能承受坑底巨大的水压力。

在上述实施例中,所述围护结构1内侧竖向间隔设置有若干主筋11,所述角钢21与每根所述主筋11均固定连接。通过将所述角钢21与所述主筋11固定连接,可以保证所述角钢21能得到稳固支撑,提高剪力槽的结构强度,并且在施工的过程中不会出现异位,保证所述预埋冲洗管4上的出水孔41出射的高压水流可以将上下所述角钢21之间的过渡板3顺利的清洗切割。

实际中,所述主筋11的数量和设置密度(或间隔)需根据基坑开挖深度及岩土体物理力学性质计算确定,亦需要根据封底混凝土6的厚度以及所述角钢对2中的两个所述角钢21之间的距离来调节。

优选地,在上述实施例中,所述预埋冲洗管4竖向设置在相邻两根所述主筋11之间。通过将所述预埋冲洗管4竖向设置在相邻两根所述主筋11之间,可以使得相邻两根所述主筋11对所述预埋冲洗管4进行有效的保护,并且不会占用多余的空间,施工方便,结构美观。

需要指出的是,实际中,所述预埋冲洗管4的数量也可以根据所述封底混凝土6的厚度以及所述角钢对2中的两个所述角钢21之间的距离来调节。比如,相邻两根所述预埋冲洗管4之间可以间隔设置一根、两根或者更多跟所述主筋11。

更优选地,在上述实施例中,所述预埋冲洗管4的顶端高于所述主筋11的顶端,且二者之间的高度差不小于50cm。通过将所述预埋冲洗管4的顶端设置为高于所述主筋11的顶端,以方便可以便于预埋冲洗管4的施工,另一方便可以使得所述预埋冲洗管4内能形成足够的水压,以便顺利将所述过渡板3进行切割。

本发明实施例中,所述预埋冲洗管4为钢管或pvc管。钢管或pvc管结构强度较大,能承受较大的水压,便于从所述出水孔41出射的高压水流能顺利的将所述过渡板3冲洗切割并清除,便于后续施工。

优选地,在上述实施例中,所述角钢对2水平设置,且所述角钢对2中的两个所述角钢21以及上下两排所述锚固钢筋5均对称设置在地面上下两侧,且两排所述锚固钢筋5伸出所述围护结构1的一端与所述角钢对2中的两个所述角钢21对应焊接固定。通过将所述角钢对2中的两个所述角钢21以及上下两排所述锚固钢筋5均对称设置在地面上下两侧,可以使得整个剪力槽承受力更加均衡,整个结构强度较大。

更优选地,在上述实施例中,角钢对2及过渡板3的具体设置数量可根据封底混凝土6的厚度进行计算确定。一般的,所述角钢对2中的两个所述角钢21之间的距离不大于所述封底混凝土6厚度的二分之一。通过控制所述角钢对2中的两个所述角钢21之间的距离不大于所述封底混凝土6厚度的二分之一,可以保证整个封底混凝土6的强度,使得封底混凝土6配合所述角钢21和锚固钢筋5对所述围护结构1进行更好的支撑。

本发明的实施例中,所述过渡板3优选包括木丝板31和/或泡沫塑料板32,且所述木丝板31和/或泡沫塑料板32与上下两侧对应的所述角钢21固定连接。当所述过渡板3为木丝板31或泡沫塑料板32时,所述木丝板31或泡沫塑料板32的数量可以为一块会或多块,且当所述木丝板31或泡沫塑料板32为多块时,多块所述木丝板31或泡沫塑料板32内外贴合设置在所述角钢对1中的两个角钢21之间,且多块木丝板31或泡沫塑料板32均与上下两侧对应的所述角钢21固定连接。当所述过渡板3为木丝板31和泡沫塑料板32时,所述木丝板31和所述泡沫塑料板32内外贴合设置在所述角钢对1中的两个角钢21之间,且所述木丝板31和所述泡沫塑料板32均与上下两侧对应的所述角钢21固定连接。木丝板31和泡沫塑料板32质量轻、密度比水小,通过高压水流冲洗切割后形成碎末并漂浮在水面流走,这样可以使得通过高压水流冲洗切割将所述木丝板31和/或泡沫塑料板32清除干净,便于后续施工。

本发明还提供了一种所述用于水下混凝土封底的剪力槽结构的施工方法,包括如下步骤:

步骤1:在地面开挖基坑,并在所述基坑周围环绕设置高于地面的围护结构1,并在所述围护结构1内侧环绕设置角钢对2,其中所述角钢对2中的两个角钢21上下相对间隔设置,并分别位于地面的上下两侧;

步骤2:在所述围护结构1内上下间隔埋设有两排与所述角钢21对应的锚固钢筋5,并将所述锚固钢筋5靠近所述角钢对2的一端伸出所述围护结构1后与对应的所述角钢21固定连接;在围护结构1内侧位于所述角钢对2中的两个角钢21之间设置过渡板3;

步骤3:在所述围护结构1中设置与外部高压水源连通的预埋冲洗管4,且所述预埋冲洗管4上与所述角钢对2对应位置处朝向所述过渡板3设有多个出水孔41;

步骤4:向所述预埋冲洗管4通入高压水源,从所述出水孔41喷出的高压水流对所述过渡板3进行冲洗切割处理,直至所述过渡板3清除完毕;

步骤5:向所述基坑内浇筑混凝土,直至两个所述角钢21之间的区域内充满混凝土,并凝固形成封底混凝土6。

本发明的用于水下混凝土封底的剪力槽结构的施工方法,采用在围护结构1内侧设计角钢对2,并在角钢对2内设置过渡板3以便将所述围护结构1内侧预留出空间,并通过埋设在围护结构1外侧土基内的锚固钢筋5将所述角钢对2进一步固定,先将基坑内浇筑混凝土并形成封底混凝土6,然后再通过预埋冲洗管4将所述过渡板3冲洗切割并清除,再向基坑内浇筑混凝土,并将所述角钢对2中的两个角钢21之间的区域充满混凝土,这样可以使得封底混凝土6与围护结构1之间具有可靠的连接,保证封底混凝土6的水密性并能承受坑底巨大的水压力。

在上述实施例中,所述步骤过渡板3为木丝板31和/或泡沫塑料板32,且所述木丝板31和/或泡沫塑料板32与上下两侧对应的所述角钢21固定连接。木丝板31和泡沫塑料板32质量轻、密度比水小,通过高压水流冲洗切割后形成碎末并漂浮在水面流走,这样可以使得通过高压水流冲洗切割将所述木丝板31和/或泡沫塑料板32清除干净,便于后续施工。

优选地,在上述实施例中,所述围护结构1内侧设置有若干根竖向间隔设置的主筋11,所述角钢21与每根所述主筋11均固定连接。通过将所述角钢21与所述主筋11固定连接,可以保证所述角钢21能得到稳固支撑,提高剪力槽的结构强度,并且在施工的过程中不会出现异位,保证所述预埋冲洗管4上的出水孔41出射的高压水流可以将上下所述角钢21之间的过渡板3顺利的清洗切割。

本发明中,所述预埋冲洗管4竖向设置在相邻两根所述主筋11之间。通过将所述预埋冲洗管4竖向设置在相邻两根所述主筋11之间,可以使得相邻两根所述主筋11对所述预埋冲洗管4进行有效的保护,并且不会占用多余的空间,施工方便,结构美观。

更优选地,所述预埋冲洗管4的顶端与所述主筋11的顶端之间的高度差不小于50cm。通过将所述预埋冲洗管4的顶端设置为高于所述主筋11的顶端,以方便可以便于预埋冲洗管4的施工,另一方便可以使得所述预埋冲洗管4内能形成足够的水压,以便顺利将所述过渡板3进行切割。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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。

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