专利名称：锚拉式板桩墙坞壁结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种港口、海岸与近海工程技术领域的地下水工结构，具体说是一种干船坞坞壁结构。
背景技术：
干船坞是一种临水的地下水工结构，其作用主要是用于修造船坞。坞室是干船坞的主体，其结构由两侧坞壁、端墙及底板组成。锚拉式板桩墙坞壁是软土地区常用一种坞壁结构，该结构由前板桩、拉杆和锚碇结构三部分组成，但常规锚拉式板桩结构由于前板桩刚度有限且无良好的止水措施，在墙后超载作用下常导致结构侧向变形或沉降过大，引起结构损坏或地下水渗漏等一系列问题，影响结构的承载能力与正常使用。经对现有技术文献的检索发现，中国实用新型专利申请号为200520123117. 5(授权公告号为CN 2823329Y)公开了一种名为提高板桩墙承受能力的半遮帘式板桩结构，该板桩结构在前板桩墙后方设计与其平行的多个半遮帘桩，其效果是该结构可有效减小前板桩的受力。该结构可利用半遮帘桩分担作用于前板桩墙的荷载，从而解决前板桩墙的承载力与变形控制问题，但对墙后地下水而言，因半遮帘桩非封闭结构，不能有效截断地下水的渗流，如将该结构应用于干船坞工程，无法解决地下水的渗透控制问题，该结构在施工期及使用期的受力机理也不甚明确。因而该结构中否适用于干船坞坞壁，其应用效果还有待进一步验证。基于此，需要一种锚拉式板桩墙坞壁结构，既能实现坞壁结构的承载力与变形控制，又能有效实现地下水渗透的控制。
实用新型内容针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种锚拉式板桩墙结构，既能通过前板桩墙与后侧锚碇结构的协同作用保证坞壁结构的水平承载力并控制结构侧向变形，又能通过支承桩保证船坞坞壁的竖向承载力并控制结构沉降，并通过附加封闭止水帷幕控制地下水的渗流防止渗透破坏，从而既能保证坞壁结构的承载力，又能实现结构变形与地下水的有效控制，满足船坞坞壁的承载能力极限状态与正常使用极限状态设计要求。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种锚拉式板桩墙坞壁结构，由支挡结构、拉杆及锚碇结构组成，支挡结构包括钻孔灌注桩前墙、旋喷桩止水帷幕、注浆止水帷幕、钻孔灌注桩支承桩、廊道及衬砌墙，拉杆为锚拉杆，锚碇结构包括锚碇板桩、导梁、搅拌桩加固体、干砌块石棱体及墙后回填料。所述衬砌墙设置于廊道下方，其顶端与廊道相接，所述钻孔灌注桩前墙设置于衬砌墙后侧，并与衬砌墙相接，钻孔灌注桩前墙的顶部与廊道底部刚接，所述钻孔灌注桩支承桩位于钻孔灌注桩前墙后侧，其顶部与廊道底部刚接，所述旋喷桩止水帷幕设置于钻孔灌注桩前墙后侧及廊道下方，前侧与钻孔灌注桩前墙相接，所述注浆止水帷幕位于旋喷桩止水帷幕下方且底端低于钻孔灌注桩前墙底端；所述锚碇结构设置于钻孔灌注桩支承桩的后侧，其包括锚碇板桩和设置在锚碇板桩顶部的导梁，所述拉杆为锚拉杆，其两端分别与前侧廊道底部及后侧锚碇板桩顶部导梁锚接，搅拌桩加固体设置于锚碇板桩的前侧，干砌块石棱体设置在搅拌桩加固体顶部，并位于导梁的前侧，墙后回填料设置于廊道后侧。进一步地，所述钻孔灌注桩前墙为钻孔现浇钢筋混凝土单排排桩，单排排桩的中心间距不大于桩直径的2倍，相邻桩间净距不小于150mm，排桩垂直度不大于1/150，钻孔灌注桩应先于止水帷幕施工。·[0008]进一步地，所述旋喷桩止水帷幕注浆形式为多排连续搭接旋喷，喷射注浆材料主要为水泥，平面布置形式为壁板状，并满足桩体搭接宽度控制要求，桩体搭接宽度不小于200mmo进一步地，所述注浆止水帷幕注浆形式为连续搭接高压注浆，注浆材料主要为水泥，平面布置形式为壁板状。进一步地，所述钻孔灌注桩支承桩，为钻孔现浇钢筋混凝土单排排桩，桩间距根据上部荷载条件、廊道结构内力及沉降控制要求确定，一般可采用3 6m。进一步地，所述廊道为现浇钢筋混凝土结构，可用作公用、动力管线廊道，并作为坞壁结构的卸荷板，钻孔灌注桩前墙及钻孔灌注桩支承桩顶部应与廊道底部有效连接，钻孔灌注桩顶部嵌入廊道内长度不小于70mm，同时钻孔灌注桩顶部纵向主筋应锚入廊道内，锚入长度不小于钻孔灌注桩主筋直径的35倍。进一步地，所述衬砌墙为现浇钢筋混凝土墙体，衬砌墙的钢筋网应与钻孔灌注桩前墙有效连接，可通过预埋插筋或植筋等方法设置连接，为保证坞室使用要求，衬砌墙的厚度不小于400mm。进一步地，所述锚拉杆采用高强精轧螺纹钢筋或钢绞线，两端分别锚固于廊道及锚碇结构导梁内，中部设有张紧器以控制锚拉杆预应力大小，杆长较长时宜在其前后两端各设一竖向铰。进一步地，所述锚碇板桩为预制钢筋混凝土板桩结构，顶部设有现浇钢筋混凝土导梁，板桩顶应与导梁可靠连接，锚碇板桩应在其前侧搅拌桩加固体施工完成后施打，打桩停锤标准以设计标高控制。进一步地，所述搅拌桩加固体为锚碇板桩提供被动抗力，控制锚定板桩水平位移及干砌块石棱体沉降，宜采用双轴或三轴水泥土搅拌桩，平面布置宜采用格栅形，面积置换率不宜小于20%，搅拌桩施工时应连续施工并保证搭接宽度不宜小于200mm。进一步地，所述干砌块石棱体可为锚碇结构提供被动抗力，控制锚定板桩及导梁水平位移，其有效宽度不应小于搅拌桩加固体，高度从加固体顶面至导梁顶。进一步地，所述墙后回填料可为刚性地坪提供支承并扩散地面超载控制沉降，应采用砂石类材料分层碾压密实，压实度不宜小于O. 93。本实用新型通过钻孔灌注桩前墙、钻孔灌注桩支承桩、廊道、锚拉杆、锚碇板桩、搅拌桩加固体、干砌块石棱体及墙后回填料共同构成锚拉式板桩墙结构受力体系，并通过旋喷桩止水帷幕、注浆止水帷幕及衬砌墙共同构成封闭止水体系，既能有效控制坞壁的侧向变形与竖向沉降，又能有效隔断地下水的渗流，保证坞壁的抗渗流稳定及渗漏控制，工程实施效果良好。以下结合附图
和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。图I为本实用新型平面结构示意图；图2为图I的A-A剖面结构示意图。图中1_钻孔灌注桩前墙；2_旋喷桩止水帷幕；3_注浆止水帷幕；4_钻孔灌注桩支承桩；5-廊道；6_衬砌墙；7_锚拉杆；8_锚碇板桩；9-导梁；10_搅拌桩加固体；11_干砌块石棱体；12-墙后回填料。
具体实施方式
图I和图2，分别示出了本实用新型的结构示意图。由图可见，锚拉式板桩墙坞壁 结构，包括钻孔灌注桩前墙I、旋喷桩止水帷幕2、注浆止水帷幕3、钻孔灌注桩支承桩4、廊道5、衬砌墙6、锚拉杆7、锚碇板桩8、导梁9、搅拌桩加固体10、干砌块石棱体11及墙后回填料12。衬砌墙6设置于廊道5下方，其顶端于廊道5相接。钻孔灌注桩前墙I、旋喷桩止水帷幕2、注浆止水帷幕3及钻孔灌注桩支承桩4均位于廊道5下方，钻孔灌注桩前墙I设置于衬砌墙6后侧，并与衬砌墙6相接，其顶端与廊道5底部刚接；钻孔灌注桩支承桩4位于钻孔灌注桩前墙I后侧，其顶部与廊道5底部刚接；旋喷桩止水帷幕2位于钻孔灌注桩前墙I和钻孔灌注桩支承桩4之间，其顶部与廊道5底部相接；注浆止水帷幕3位于旋喷桩止水帷幕2下方且底端低于钻孔灌注桩前墙2底端。导梁9设置在锚碇板桩8的顶部形成锚碇结构，其位于钻孔灌注桩支承桩4后侧。锚拉杆7两端分别与前侧廊道5及后侧锚碇板桩8顶部导梁9锚接。搅拌桩加固体10设置于锚碇板桩8的前侧，同时干砌块石棱体11设置在搅拌桩加固体顶部，并位于导梁9的前侧。墙后回填料12位于廊道5后侧。基于上述方案，本实用新型的具体实施方案如下钻孔灌注桩前墙I为钻孔现浇钢筋混凝土单排排桩，单排排桩的中心间距不大于桩直径的2倍，相邻桩间净距不小于150_，排桩垂直度不大于1/150，钻孔灌注桩应先于旋喷桩止水帷幕2及注衆止水帷幕3施工。旋喷桩止水帷幕2为多排连续搭接旋喷桩，喷射注浆材料主要为水泥，可根据需要适当加入外加剂及掺合料，平面内相互搭接咬合构成壁板状止水帷幕，并满足桩体搭接宽度控制要求，桩体搭接宽度不小于200mm。注浆止水帷幕3设置于前排旋喷桩止水帷幕2下方，注浆形式为多排连续搭接高压注浆，平面内相互搭接咬合构成壁板状止水帷幕，底端低于钻孔灌注桩前墙I底端。钻孔灌注桩支承桩4为钻孔现浇钢筋混凝土单排排桩，桩间距根据上部荷载条件、廊道5结构内力及沉降控制要求确定，一般可采用3 6m。廊道5为现浇钢筋混凝土结构，可用作公用、动力管线廊道，并作为坞壁结构的卸荷板，其底部与钻孔灌注桩前墙I及钻孔灌注桩支承桩4顶部刚接，后侧与锚拉杆7前端锚固。[0036]钻孔灌注桩前墙I及钻孔灌注桩支承桩4顶部嵌入廊道内长度不小于70mm，桩顶部纵向主筋应锚入廊道内，锚入长度不小于纵向主筋直径的35倍。衬砌墙6为现浇钢筋混凝土墙体，其内部钢筋网可通过预埋插筋或植筋等与钻孔灌注桩前墙I有效连接。锚拉杆7宜采用高强精轧螺纹钢筋或钢绞线，两端分别锚固于廊道5及锚碇结构导梁9内，中部设有张紧器以控制预应力大小。在杆长较长时，宜在其前后两端各设一竖向 铰。 锚碇板桩8为预制钢筋混凝土板桩结构，顶部设有现浇钢筋混凝土导梁9，二者间有可靠连接，锚碇板桩8应在其前侧搅拌桩加固体10施工完成后施打，打桩停锤标准以设计标高控制。搅拌桩加固体10为锚碇板桩提供被动抗力，控制锚定板桩水平位移及干砌块石棱体沉降，可采用格栅形布置双轴或三轴水泥土搅拌桩，平面布置宜采用格栅形，面积置换率不宜小于20%，搅拌桩施工时不同桩间应连续施工并保证搭接宽度，不宜小于200mm。干砌块石棱体11位于导梁9前侧，为锚碇结构提供被动抗力，控制锚定板桩及导梁水平位移，其有效宽度不应小于搅拌桩加固体，高度从加固体10顶面至导梁9顶。墙后回填料12为刚性地坪提供支承并扩散地面超载控制沉降，采用砂石类材料分层碾压密实，压实度不宜小于O. 93。实施例某船坞基坑深15m，采用本实用新型锚拉式板桩墙坞壁结构，钻孔灌注桩前墙规格01OOOmm@12OOmm,二重管旋喷桩止水帷幕规格双排08OOmm@6OOmm，其下部设有双排高压注浆止水帷幕，钻孔灌注桩支承桩规格06OOmm@45OO，廊道及衬砌墙均为C35现浇钢筋混凝土结构，锚拉杆规格080_@1500，锚碇板桩为预制钢筋混凝土打入式板桩，顶部设C35现浇钢筋混凝土导梁，三轴水泥土搅拌桩加固体规格格栅形布置085Omm@6OOmm，顶部设干砌块石棱体，锚拉杆通过张紧器张拉至预应力设计值后回填砂石分层碾压密实，最小压实度O. 93。实施效果表明，船坞基坑开挖后坞壁结构侧向变形较小，廊道几乎未产生沉降，坞壁衬砌墙及底板未见地下水渗漏点。实践表明，采用本实用新型技术方案后，坞壁结构侧向变形、沉降及地下水控制效果良好。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求1.锚拉式板桩墙坞壁结构，由支挡结构、拉杆及锚碇结构组成，其特征在于所述支挡结构包括钻孔灌注桩前墙(I)、旋喷桩止水帷幕(2)、注浆止水帷幕(3)、钻孔灌注桩支承桩(4)、廊道(5)及衬砌墙￠)，所述拉杆为锚拉杆(7)，所述锚碇结构包括锚碇板桩(8)、导梁(9)、搅拌桩加固体(10)、干砌块石棱体(11)及墙后回填料(12);所述衬砌墙(6)设置于廊道(5)下方，顶端与廊道(5)相接；所述钻孔灌注桩前墙(I)设置于衬砌墙(6)后侧，并与衬砌墙(6)相接；所述钻孔灌注桩前墙(I)及所述钻孔灌注桩支承桩(4)均设置于廊道(5)下方，顶部均与廊道(5)底部刚接；所述旋喷桩止水帷幕(2)设置于钻孔灌注桩前墙(I)后侧及廊道(5)下方，前侧与钻孔灌注桩前墙(I)相接，顶部与廊道(5)底部相接；所述注浆止水帷幕(3)设置于旋喷桩止水帷幕(2)下方，底端低于钻孔灌注桩前墙(I)底端；所述锚拉杆(7)两端分别与前侧廊道(5)底部及后侧锚碇板桩(8)顶部导梁(9)锚接；所述搅拌桩加固体(10)及干砌块石棱体(11)设置于锚碇板桩(8)及导梁(9)前侧；所述墙后回填料(12)设置于廊道(5)后侧。
2.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述钻孔灌注桩前墙(1)为钻孔现浇钢筋混凝土单排排桩。
3.根据权利要求2所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述单排排桩的中心间距不大于桩直径的2倍，相邻桩间净距不小于150mm，排桩垂直度不大于1/150。
4.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述旋喷桩止水帷幕(2)为多排连续搭接旋喷桩，平面布置形式为壁板状，并与桩体搭接宽度控制要求相适应。
5.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述注浆止水帷幕(3)由多排连续搭接高压注浆形成，平面布置形式为壁板状。
6.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述钻孔灌注桩支承桩(4)为钻孔现浇钢筋混凝土单排排桩。
7.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述廊道(5)为现浇钢筋混凝土结构，并作为坞壁结构的卸荷板。
8.根据权利要求I或7所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于廊道(5)底部与钻孔灌注桩前墙(I)及钻孔灌注桩支承桩(4)顶部刚接，钻孔灌注桩前墙(I)及钻孔灌注桩支承桩(4)顶部嵌入廊道内长度均不小于70mm，桩顶纵向主筋均锚入廊道内，锚入长度不小于纵向主筋直径的35倍。
9.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述衬砌墙(6)为现浇钢筋混凝土墙体，衬砌墙出)的钢筋网与钻孔灌注桩前墙(I)可采用预埋插筋或植筋方式进行连接。
10.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述锚拉杆(7)的中部设有张紧器以控制锚拉杆(7)预应力大小。
11.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述锚碇板桩(8)为预制钢筋混凝土板桩，顶部的导梁(9)为现浇钢筋混凝土梁。
12.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述搅拌桩加固体(10)为格栅形布置的水泥土搅拌桩。
13.根据权利要求12所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述水泥土搅拌桩的面积置换率不宜小于20%，水泥土搅拌桩的搭接宽度不小于200mm。
14.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述干砌块石棱体(11)的有效宽度不小于搅拌桩加固体(10)，高度从加固体(10)顶面至导梁(9)顶。
15.根据权利要求I所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述墙后回填料(12)采用砂石类材料分层碾压密实。
16.根据权利要求15所述的锚拉式板桩墙坞壁结构，其特征在于所述墙后回填料(12)的压实度不小于O.93。
专利摘要本实用新型公开了一种锚拉式板桩墙坞壁结构，是属港口、海岸与近海工程技术领域的一种地下水工结构，由支挡结构、拉杆及锚碇结构组成，其特征在于钻孔灌注桩前墙及钻孔灌注桩支承桩顶部与廊道底部刚接，旋喷桩止水帷幕顶部与廊道底部相接，注浆止水帷幕位于旋喷桩止水帷幕下方且底端低于钻孔灌注桩前墙底端，锚拉杆两端分别与前侧廊道底部及后侧锚碇板桩顶部导梁锚接，搅拌桩加固体及干砌块石棱体位于锚碇板桩及导梁前侧，墙后回填料位于廊道后侧。本实用新型通过钻孔灌注桩与锚拉结构共同构成整体受力体系，并通过止水帷幕及衬砌墙共同构成封闭止水体系，既能有效控制坞壁的侧向变形与竖向沉降，又能有效隔断地下水的渗流，工程实施效果良好。
文档编号E02B3/06GK202672093SQ20122023518
公开日2013年1月16日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者丁勇春, 顾宽海, 程泽坤, 刘家才, 李光辉 申请人:中交第三航务工程勘察设计院有限公司