一种基坑挡土板支护、止水结构及其施工方法与流程

本发明涉及基坑挡土板支护技术领域，具体涉及一种基坑挡土板支护、止水结构及其施工方法。

背景技术：

地下综合管廊、地下空间、高层建筑深基础或地下室施工时，由于城市用地较紧，场地狭窄，周围建筑物、道路密集，地下管网较多，为防止邻近建筑物出现裂缝、倾斜(或将交通和管线切断)，深基坑采用不放坡垂直开挖，当土质较差，地下水位较高时，挡土支护结构常要求不仅能挡土，而且还能抗渗透，地下连续墙、地下连续灌注桩排桩、钻孔灌注桩+高压旋喷桩组合式挡土桩和钢板桩支护，虽可解决抗渗挡土问题，但这些支护形式施工技术要求高、接缝复杂，工期长，费用高，施工条件复杂、对环境污染破坏大等问题。需要我们在传统的施工方法上，融入新技术、新材料、新工艺和新设备，加快施工进度，降低施工成本，优化施工环境，提高工程的经济效益和环境效益的一种新方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种既能保证挡土钻孔灌注桩挡土支护，减少桩间土挂网喷护或在桩间设置高压旋喷桩等施工时间长、工序复杂、环境污染大的工序，又能挡水防渗，施工快速，降低造价，保护环境的基坑挡土板支护、止水结构及其施工方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基坑挡土板支护、止水结构，包括钻孔灌注桩、挡土板锚固及定位装置和挡土板，所述钻孔灌注桩包括桩孔和钢筋笼体，挡土板锚固及定位装置竖向间隔固定在钢筋笼体上；

所述挡土板锚固及定位装置包括扇形支架和u形槽，所述扇形支架包括支架撑杆和大圆弧撑杆，所述支架撑杆固定连接的一侧设有小弧形撑杆，小弧形撑杆与大弧形撑杆相对设置，u形槽固定在支架撑杆与大弧形撑杆连接端部的两侧，所述u形槽内设有钢板止水带；

所述挡土板具有一本体，该本体的两端均向上折弯并形成折弯边，所述挡土板的折弯边分别与两侧灌注桩上u形槽内的钢板止水带固定连接并与两侧灌注桩共同组成挡土止水边。

优选的，所述钢板止水带设置在u形槽中间，两侧分别连接弹簧定位插销，所述u形槽的两侧壁靠近槽口处分别设有内插孔，侧壁上设有可供弹簧定位插销滑动的滑槽，所述挡土板的折弯边与钢板止水带通过紧固件固定连接，连接时挡土板的折弯边与钢板止水带之间设有橡胶止水垫。

优选的，所述挡土板本体的背面设有弧形滤网，所述挡土板本体与弧形滤网形成的空间内填充滤料填充物。

优选的，所述挡土板本体上设有泄水孔，所述泄水孔上设有截止阀，所述截止阀安装在挡土板基坑内侧。

优选的，所述支架撑杆为弹性杆件。

优选的，所述挡板的本体与折弯边之间的内角夹角小于90度。

优选的，所述u形槽的背面固定连接t形螺栓。

一种基坑挡土板支护止水结构施工方法，包括以下步骤:

s1.钻孔灌注桩成孔和安装挡土板锚固及定位装置,在待开挖的基坑周围钻孔，形成灌注桩的桩孔；将挡土板锚固及定位装置固定在钢筋笼上；

s2.钢筋混凝土支护桩放线、钻孔，桩成孔验收合格后放置钢筋笼，使挡土板锚固及定位装置与桩孔壁紧密靠在一起，确保挡土板锚固装置位置正确；

s3.浇筑钢筋混凝土灌注桩，完成基坑外侧降水施工，使桩基砼强度及地下水位达到设计要求；

s4.基坑两侧土方开挖，土方开挖厚度视土质情况确定，每层不得超过1500mm，及时将挡土板锚固及定位装置表面砼及杂土清理干净，去掉u形槽开口处泡沫板及胶布缠绕的保护层，将u形槽内钢板止水带拔出，使钢板止水带两侧的弹簧定位插销插入u形槽槽口处的内插孔中，钢板止水带拔出至设计位置后，钢板止水带与u形槽之间缝隙采用防水泡沫胶填充；

s5.安装挡土板，挡土板与钢板止水带之间垫橡胶止水条，挡土板与钢板止水带通过紧固件连接；

s6.第一层挡土板安装完成后，继续开挖第二层土方，重复s4工作，同时将上下两层挡土板、第二层挡土板与钢板止水带互相采用螺栓或插销连接牢固；

s7.每层土方开挖完成后，重复第s4、s5、s6项工作，直至基坑开挖至设计标高，土方开挖期间定时监测地下水位，开启挡土板泄水孔上的截止阀，及时将基坑外侧水通过泄水池集中排放，以减少基坑桩间土对支护结构压力；

s8、基坑内结构施工期间安排专人对基坑位移、支护标高、挡土板、地下水位等进行监测，确保基坑安全；

s9、基坑内结构施工完成后，边回填边拆除支护结构挡土板，直至回填至设计标高。

在上述步骤s1中，将支架撑杆、大圆弧撑杆以及小圆弧撑杆固定连接后沿灌注桩桩身长度方向等距间隔1m-1.5m固定在钢筋笼上，u形槽长度与钢筋笼高度一致，固定在支架撑杆与大弧形撑杆连接端部的两侧，所述u形槽内设有钢板止水带，u形槽开口处设有泡沫板及胶布缠绕的保护层，所述保护层将u形槽保护起来然后和钢筋笼一起放入桩孔内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.钻孔灌注桩间土支护采用工具式挡土板代替传统钢筋混凝土喷锚支护，减少了钢筋绑扎、土钉安装、喷锚等工序，防止桩间土因支护施工时间长而塌方，避免喷护过程中产生大量的扬尘，保护了施工环境及作业人员职业健康；

2.挡土板安拆方便，工序操作简单，可缩短基坑支护时间，加快现场施工进度，且挡土板可重复使用，节省费用，降低工程成本；

3.挡土板迎土面过滤装置内有过滤网及滤料填充物，在土体挤压下可自由压缩与土体紧密接触，同时地下水沿过滤装置通过挡土板泄水孔集中排放，减少了桩间土对挡土板支护的压力；

4.工具式挡土板在防止桩间土塌方的同时将基坑侧壁地下水通过泄水孔集中排放，代替了传统高压旋喷桩、三轴搅拌桩等止水帷幕，大大节约工程造价，缩短止水帷幕施工时间；

5.u形槽的背面固定连接t形螺栓，当浇筑钢筋混凝土灌注桩时，所述t形螺栓嵌入混凝土中，所述u形槽能更稳固的固定在灌注桩中，从而使挡土板安装更加牢固；

6.支架撑杆8设计成弹性杆件，支架撑杆8在土体挤压受力时可自由伸缩,可确保支架安装时小弧形撑杆与大弧形撑杆(弧形支架圆心与钻孔灌注桩圆心重合)能与钻孔灌注桩侧壁紧紧靠在一起。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明挡土板锚固及定位装置示意图；

图3为本发明挡土板示意图；

图4为本发明u形槽示意图；

图5为本发明u形槽及钢板止水带安装示意图a；

图6为本发明u形槽及钢板止水带安装示意图b；

其中，1-支架撑杆、2-大弧形撑杆、3-小弧形撑杆、4-u形槽、5-钢板止水带、6-挡土板、601-挡土板本体、602-折弯边、603-弧形滤网、604-滤料填充物、605-泄水孔、606-截止阀、7-簧定位插销、8-内插孔、9-滑槽、10-橡胶止水垫、11-t形螺栓、12-桩孔、13-钢筋笼体、14-紧固件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明为一种基坑挡土板支护、止水结构，如图1所示，包括钻孔灌注桩、挡土板锚固及定位装置和挡土板，所述钻孔灌注桩包括桩孔12和钢筋笼体13，挡土板锚固及定位装置竖向间隔固定在钢筋笼体13上；

如图2所示，所述挡土板锚固及定位装置包括扇形支架和u形槽4，所述扇形支架包括支架撑杆1和大弧形撑杆2，所述支架撑杆1固定连接的一侧设有小弧形撑杆3，小弧形撑杆3与大弧形撑杆2相对设置，u形槽4固定在支架撑杆1与大弧形撑杆2连接端部的两侧，所述u形槽4内设有钢板止水带5。

优选的，上述支架撑杆1为弹性杆件。

如图3所示，所述挡土板6具有一本体601，该本体601的两端均向上折弯并形成折弯边602，所述挡土板的折弯边602分别与两侧灌注桩上u形槽内的钢板止水带5固定连接并与两侧灌注桩共同组成挡土止水边。

进一步，作为上述实施例的优选方案，所述挡土板本体601的背面设有弧形滤网603，所述挡土板本体601与弧形滤网603形成的空间内填充滤料填充物604。挡土板本体601上设有泄水孔605，所述泄水孔605上设有截止阀606，所述截止阀606安装在挡土板基坑内侧。所述挡板的本体601与折弯边602之间的内角夹角小于90度。

在上述实施例中，其中挡土板本体601安装时挤压其背面填充有滤料填充物604的弧形滤网603与桩间土紧密挤压形成整体，从而确保土体与支护结紧密连接，防止桩间土与挡土板6之间有间隙而垮塌，所述滤料填充物604可采用纤维束滤料。

如图4、图5和图6所示，所述钢板止水带5设置在u形槽4中间，两侧分别连接弹簧定位插销7，所述u形槽4的两侧壁靠近槽口处分别设有内插孔8，侧壁上设有可供弹簧定位插销7滑动的滑槽9，所述挡土板的折弯边602与钢板止水带5通过紧固件14固定连接，连接时挡土板的折弯边602与钢板止水带5之间设有橡胶止水垫10,图5所示为钢板止水带5在u形槽4内的示意图，图6为钢板止水带5被拉出u形槽4的示意图。

在上述实施例中，所述弹簧定位插销7及内插孔8及沿桩身长度方向按200mm～300mm间距预留，所述钢板止水带5可以为一整条与桩身长度相同，也可以为多个短的钢板止水带拼接安装在上述u形槽4中，挡土板的折弯边602与钢板止水带5通过螺栓拧紧或插销连接。

进一步，作为上述实施例的优选方案，所述u形槽4的背面固定连接t形螺栓11。

一种基坑挡土板支护止水结构施工方法，其特征在于包括以下步骤:

s1.钻孔灌注桩成孔和安装挡土板锚固及定位装置,在待开挖的基坑周围钻孔，形成灌注桩的桩孔12；将挡土板锚固及定位装置固定在钢筋笼上；

s2.钢筋混凝土支护桩放线、钻孔，桩成孔验收合格后放置钢筋笼，使挡土板锚固及定位装置与桩孔壁紧密靠在一起，确保挡土板锚固装置位置正确；

s3.浇筑钢筋混凝土灌注桩，完成基坑外侧降水施工，使桩基砼强度及地下水位达到设计要求；

s4.基坑两侧土方开挖，土方开挖厚度视土质情况确定，每层不得超过1500mm，及时将挡土板锚固及定位装置表面砼及杂土清理干净，去掉u形槽4开口处保护层，将u形槽4内钢板止水带5拔出，使钢板止水带5两侧的弹簧定位插销7插入u形槽4槽口处的内插孔8中，钢板止水带5拔出至设计位置后，钢板止水带5与u形槽4之间缝隙采用防水泡沫胶填充；

s5.安装挡土板，挡土板6与钢板止水带5之间垫橡胶止水条10，挡土板6与钢板止水带5通过螺栓拧紧或插销连接；

s6.第一层挡土板安装完成后，继续开挖第二层土方，重复s4工作，同时将上下两层挡土板、第二层挡土板与钢板止水带5互相采用螺栓或插销连接牢固；

s7.每层土方开挖完成后，重复第s4、s5、s6项工作，直至基坑开挖至设计标高，土方开挖期间定时监测地下水位，开启挡土板泄水孔605上的截止阀606，及时将基坑外侧水通过泄水池集中排放，以减少基坑桩间土对支护结构压力；

s8、基坑内结构施工期间安排专人对基坑位移、支护标高、挡土板、地下水位等进行监测，确保基坑安全；

s9、基坑内结构施工完成后，边回填边拆除支护结构挡土板，直至回填至设计标高。

在上述步骤s1中，将支架撑杆1、大圆弧撑杆2以及小圆弧撑杆3固定连接后沿灌注桩桩身长度方向等距间隔1m-1.5m固定在钢筋笼上，u形槽4长度与钢筋笼高度一致，固定在支架撑杆1与大弧形撑杆2连接端部的两侧，所述u形槽4内设有钢板止水带5，u形槽4开口处设有泡沫板及胶布缠绕的保护层，所述保护层将u形槽4保护起来然后和钢筋笼一起放入桩孔12内。

在上述步骤s4中，钢板止水带5与u形槽4之间缝隙采用防水泡沫胶填充，可以防止地下水沿缝隙渗出。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为其中的一种实施例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。