基坑内整体式钢模板堵漏装置及施工方法与流程

1.本发明属于施工领域，具体涉及一种基坑内整体式钢模板堵漏装置及施工方法。


背景技术：

2.粉土、砂土地层中的止水帷幕，在土方开挖过程中经常出现渗漏。渗漏量较小时，可以在坑内进行注浆堵漏。渗漏量较大时注浆堵漏困难，往往先在坑内临时堆土反压。如果渗漏通道离坑底较远(如大于5.0m)，反压后往往在坑外增补高压旋喷桩等加固体进行堵漏。如果渗漏通道离坑底较近(如1.0～2.0m)，渗水压力较大，单排高压旋喷桩堵漏效果不佳，需要增补双排甚至多排高压旋喷桩。由于渗漏点离坑底近，高压旋喷桩等加固体的长度较长。综合来看，如果临近坑底位置出现明显渗漏，采用高压旋喷桩等加固体进行坑外堵漏效果不佳、费用较高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种基坑内整体式钢模板堵漏施工方法。
4.本发明所采用的具体技术方案如下：
5.第一方面，本发明提供了一种基坑内整体式钢模板堵漏装置，其包括固定板、活动门和尖桩；
6.所述活动门共两扇，分别通过合页固定于固定板的两侧，固定板和两扇处于关闭状态的活动门能够共同围合成四周仅有单侧开口且底面平齐的围合结构，且两扇活动门均可通过各自的合页打开；所述围合结构上靠近底部位置设有可开闭的阀门，通过阀门连通所述围合结构的内侧区域和外部区域；所述尖桩固定于所述围合结构的底部，用于插入坑底土体中。
7.作为优选，所述固定板和两扇活动门的顶部和底部均平齐。
8.作为优选，所述阀门距离所述围合结构底面的距离为0.2～0.4m，其阀口直径为0.2～0.4m。
9.作为优选，所述阀门开设于所述固定板上。
10.作为优选，所述阀门上设置有用于连接管道的接口。
11.作为优选，所述围合结构的高度为2～4m，所述尖桩的高度为2～4m。
12.作为优选，所述围合结构底部的尖桩有多条，均固定于所述固定板底部。
13.作为优选，所述固定板、活动门和尖桩均采用钢材质。
14.第二方面，本发明提供了一种利用如上述第一方面任一方案所述基坑内整体式钢模板堵漏装置的基坑堵漏施工方法，其用于对基坑围护桩中靠近坑底的渗漏通道进行封堵，所述施工方法包括：
15.s1、以所述渗漏通道为中心，在基坑底部临时填筑高于所述渗漏通道所在标高的反压土，通过堆土反压暂时封堵渗漏通道；
16.s2、保持所述基坑内整体式钢模板堵漏装置的两扇活动门处于关闭状态，通过机械设备移动所述基坑内整体式钢模板堵漏装置，使所述围合结构的开口朝向渗漏通道并紧贴渗漏通道所在的围护桩侧壁后，将所述基坑内整体式钢模板堵漏装置底部的所述尖桩插入坑底土体中，直至所述围合结构底部被基坑坑底面封闭；
17.s3、清除所述围合结构外部的反压土；
18.s4、检查所述渗漏通道是否处于渗漏状态，如果渗漏通道停止渗漏，则打开至少一侧的活动门并清理所述围合结构内部的反压土，如果渗漏通道持续渗漏，则保持两扇活动门关闭并在所述围合结构外部将管道连接至所述围合结构上的阀门处，然后打开阀门，采用抽吸设备通过所述管道抽出所述围合结构内部的反压土，抽吸完毕后封闭阀门；
19.s5、在所述围合结构内部浇筑高于所述渗漏通道所在标高的素混凝土，封闭渗漏通道；
20.s6、待所述围合结构内的素混凝土终凝后，整体拔出所述基坑内整体式钢模板堵漏装置，利用固化的混凝土继续封堵渗漏通道，完成渗漏通道的封堵施工。
21.作为优选，所述抽吸设备采用高压泵。
22.本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
23.本发明设计了一种可整体嵌入基坑内的钢模板堵漏装置，该装置的敞口侧能够贴合渗漏通道所在的围护桩从而形成围合结构。该钢模板堵漏装置具有可开合的活动门，以便于清除内部反压土后进行混凝土灌注，从而利用终凝的混凝土完成对渗漏通道的永久性封堵。该钢模板堵漏装置可多次回收再利用，大大节省设备成本。而且本发明的堵漏施工方法，相对于传统单排或多排高压旋喷桩堵漏的做法而言，大大降低了施工成本和施工所需时间，而且能够保证渗漏通道的封堵效果可靠稳定。
附图说明
24.图1为一种基坑内整体式钢模板堵漏装置的结构示意图；其中a)为活动门关闭状态的俯视图，b)为活动门关闭状态的侧视图，c)为活动门打开状态的俯视图，d)为活动门打开状态的正视图；
25.图2为本发明施工方法中的坑内反压工序示意图(上图为俯视图，下图为侧视图)；
26.图3为本发明施工方法中的施工钢模板工序示意图(上图为俯视图，下图为侧视图)；
27.图4为本发明施工方法中的清理钢模板外反压土工序示意图(上图为俯视图，下图为侧视图)；
28.图5为本发明施工方法中的清理泥沙(停止渗漏)工序示意图(上图为俯视图，下图为侧视图)；
29.图6为本发明施工方法中的清理泥沙(持续渗漏)工序示意图(上图为俯视图，下图为侧视图)；
30.图7为本发明施工方法中的清理完毕工序示意图(上图为俯视图，下图为侧视图)；
31.图8为本发明施工方法中的浇筑素混凝土工序示意图(上图为俯视图，下图为侧视图)；
32.图9为本发明施工方法中的拔出钢模板工序示意图(上图为俯视图，下图为侧视
图)；
33.图10为本发明施工方法中的施工地下室工序示意图(上图为俯视图，下图为侧视图)；
34.图中附图标记为：固定板1、活动门2、阀门3、合页4、尖桩5、钻孔灌注桩6、渗漏通道7、三轴水泥搅拌装8、反压土9、素混凝土10、管道11、混凝土支撑12。
具体实施方式
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”或“固定”另一个元件，可以是直接连接或“固定”到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件。
37.在本发明的一个较佳实施例中，如图1所示，提供了一种基坑内整体式钢模板堵漏装置，其主体结构包括固定板1、活动门2和尖桩5。其中，固定板1可以是一块矩形的钢板，而活动门2共两扇，也可以采用与固定板1相同高度的矩形钢板实现。固定板1的两侧分别设置合页4，两扇活动门2分别通过合页4固定于固定板1的两侧。如图1(a)和图1(b)所示，活动门2与固定板1呈垂直状态时视为活动门2处于关闭状态，如图1(c)和图1(d)所示，当活动门2与固定板1处于平行状态时视为活动门2处于完全打开状态。因此，固定板1和两扇处于关闭状态的活动门2能够共同围合成围合结构，该围合结构的作用是与渗漏通道所在的围护桩侧壁配合，形成一个能够用于浇筑混凝土的围合区域，待混凝土凝固后即可封堵渗漏通道。
38.需要注意的是，该围合结构一共具有四个侧面，其中固定板1固定不动，而两侧的活动门2处于关闭状态时，三者即可形成四周仅有单侧开口的三面围合结构，而开口的一侧则用于贴合渗漏通道所在的围护桩侧壁。为了保证该围合结构能够蓄积混凝土，固定板1和活动门2的底面应当保持平齐，当该围合结构插入土体后即可由基坑低于封闭围合结构的底面，混凝土即可从顶面注入。该堵漏装置中设置活动门2的目的是为了便于清除围合结构内部的反压土，因为当出现渗漏通道时往往需要先用反压土对其进行临时封堵，此时安插本发明的基坑内整体式钢模板堵漏装置后，围合结构内部会具有大量的反压土，这部分反压土需要在混凝土注入之前进行清除。由于两扇活动门2都是通过合页4连接在固定板1上的，因此该围合结构两侧的活动门2均可通过各自的合页4打开，打开后即可对围合结构内侧的反压土进行清理。
39.另外，对于部分渗水量较大的渗漏通道，反压土往往无法完全实现封堵效果，因此这种情况下打开活动门2清除反压土，往往会导致渗漏通道重新被打开，围合结构内部渗出大量的地下水，不利于混凝土的浇筑。因此，本发明可在围合结构上靠近底部位置设置可开闭的阀门3，通过阀门3连通围合结构的内侧区域和外部区域。当打开阀门3后，围合结构的内侧区域和外部区域连通，当关闭阀门3后，围合结构的内侧区域和外部区域切断连通。该阀门3的目的是在不打开活动门2的情况下，利用抽吸设备通过负压抽吸的形式对被地下水浸泡的反压土以及内部积水进行清除。
40.另外，为了保证整个装置在坑内的固定，围合结构的底部需要设置相应的尖桩5，尖桩5底部成尖头形状，能够在压力下插入坑底土体中。在使用时，尖桩5需要完全被压入土体中，使得围合结构的底部贴合坑底底面。
41.需要注意的是，在本发明的较佳实施例中，固定板1和两扇活动门2的顶部和底部均平齐，但事实上两者的顶部也可以不平齐，但是必须保证围合结构顶部最低开口需要高于需要封堵的渗漏通道。
42.另外，本发明中阀门3优选设置于固定板1上，而且其距离固定板1围合结构底面的距离不宜过高，应当尽量贴近围合结构底面，从而保证围合结构内的反压土能够被尽可能完全清除。另外，阀门3的阀口直径也应当足够大，保证其在抽吸反压土的过程中不会出现堵塞。在本发明的较佳实施例中，阀门3距离围合结构底面的距离为0.2～0.4m，进一步优选为0.3m，其阀口直径为0.2～0.4m，进一步优选为0.3m。当然，本发明中阀门3也可以设置于活动门2上，同样可以实现相应的技术效果。
43.另外，由于阀门3需要与抽吸设备配合才能够实现对反压土的抽吸清除，因此阀门3上最好设置有用于连接管道11的接口，未接管道11时该阀门3为关闭状态。
44.在本发明中，围合结构和尖桩5的具体尺寸参数不限，以能够实现相应的功能为准。在本发明的较佳实施例中，围合结构的高度可设置为2～4m，进一步优选为3m，尖桩5的高度可设置2～4m，进一步优选为3m。由此，整个钢模板堵漏装置总高6.0m，预计插入坑底3.0m，其基本可以满足大部分场景下的使用需求。
45.在本发明中，围合结构底部的尖桩5具体形式不限，只要能够使整个装置顺利插入坑底土体中即可。在本发明的较佳实施例中，围合结构底部的尖桩5有多条，均固定于固定板1底部，整体呈锯齿形。
46.在本发明中，固定板1、活动门2和尖桩5的具体材质不限，以具有足够的强度为准，优选均采用钢材质，即三者均直接用钢板加工成相应的形状。
47.基于上述基坑内整体式钢模板堵漏装置，本发明的另一实施例中还可以提供一种基坑堵漏施工方法，用于对基坑围护桩中靠近坑底的渗漏通道7进行封堵，该施工方法的基本流程为：坑内反压
→
插入钢模板
→
清理钢模板外反压土
→
清理钢模板内泥沙
→
浇筑素混凝土
→
拔出钢模板。在该实施例中，地下室基坑的围护桩由位于外层的钻孔灌注桩6和位于内层的三轴水泥搅拌装8组成，三轴水泥搅拌装8内侧上部设置混凝土支撑12来增强抵抗侧向荷载的能力。而渗漏通道7则穿过钻孔灌注桩6和三轴水泥搅拌装8，导致坑外的地下水能够通过渗漏通道7进入坑内。对于该渗漏工况，本发明的施工方法的具体实现依次如s1～s6所示，下面分别具体进行展开描述：
48.s1、以渗漏通道7为中心，在基坑底部的一定范围内临时填筑高于渗漏通道7所在标高的反压土9，从而通过堆土反压暂时封堵渗漏通道7，如图2所示。反压土9的填筑可采用挖掘机等工程机械来实现，对此不作限定，其具体用量和高度均需要根据实际的封堵效果来确定。
49.s2、保持前述基坑内整体式钢模板堵漏装置的两扇活动门2处于关闭状态，即保持在图1(a)和图1(b)所示状态，然后通过挖掘机的机械抓斗起吊并移动该基坑内整体式钢模板堵漏装置，使固定板1和活动门2围成的围合结构的开口朝向渗漏通道7并紧贴渗漏通道7所在的围护桩侧壁后，通过机械抓斗缓缓向下施加压力，将该基坑内整体式钢模板堵漏装
置底部的尖桩5插入坑底土体中，直至尖桩5完全没入土体，而围合结构底部被基坑坑底面封闭，如图3所示。此时应当保证渗漏通道7所在的标高低于围合结构侧壁的最低开口位置标高。
50.s3、采用挖掘机清除围合结构外部的反压土9，仅保留围合结构内部的反压土9，如图4所示。
51.s4、检查围合结构内由反压土9临时封堵的渗漏通道7是否处于渗漏状态，并根据渗漏状态分别采用不同的处理方式：
52.a)、如果渗漏通道7停止渗漏，则打开至少一侧的活动门2并清理围合结构内部的反压土9，如图5所示。
53.b)、如果渗漏通道7持续渗漏，则保持两扇活动门2关闭并在围合结构外部将管道11的一端连接至围合结构上的阀门3处，管道11的另一端连接抽吸设备，然后打开阀门3，采用高压泵等抽吸设备通过管道11抽出围合结构内部的反压土9，如图6所示。如图7所示，抽吸完毕后封闭阀门3，拆除管道11，同时保持两扇活动门2关闭。
54.s5、在围合结构内部浇筑高于渗漏通道7所在标高的素混凝土，而且为了保证封堵效果素混凝土的浇筑高度应当比渗漏通道7高出充足的距离，以保证素混凝土凝固后可以完全封闭渗漏通道7，如图8所示。例如，在一实施例中，渗漏通道7位于距离坑底2.0m高度处，则内部素混凝土的浇筑高度为3.0m。
55.s6、待围合结构内的素混凝土终凝后，整体拔出基坑内整体式钢模板堵漏装置，而固化后的混凝土则依然保持不动，由此利用这部分混凝土块继续封堵渗漏通道7，完成渗漏通道7的封堵施工，如图9所示。基坑内整体式钢模板堵漏装置拔出后，可用于下一次封堵施工的循环利用。
56.另外，如图10所示，在带有混凝土块封堵渗漏通道7的基坑围护桩内侧，可继续施工地下室，由此本发明无需设置复杂的单排或者多排高压旋喷桩，通过常规的挖掘机等工程机械即可实现对基坑围护桩渗漏通道的封堵，大大降低了施工成本和所需时间。
57.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。