一种OPT咬合桩桩侧注浆止水方法及注浆管装置与流程

本发明涉及桥梁施工的技术领域，尤其是涉及一种opt咬合桩桩侧注浆止水方法及注浆管装置。

背景技术：

现有技术中，咬合桩是相邻混凝土排桩间部份圆周相嵌，并于后序次相间施工的桩内署入钢筋笼，使之形成具有良好防渗作用的整体连续防水、挡土围护结构。

参考图3与图10，咬合桩是在桩与桩之间形成相互咬合排列的一种基坑24围护结构。桩的排列方式为一条不配筋并采用超缓凝素混凝土桩(a桩)和一条钢筋混凝土桩(b桩)间隔布置。施工时,先施工a桩,后施工b桩,在a桩混凝土初凝之前完成b桩的施工。b桩钻孔施工时切割掉相邻a桩相交部分的混凝土,从而实现咬合。

咬合桩施工完成后，因为施工质量问题会出现局部漏水现象。如图10所示，现有技术中，咬合桩的堵漏方法一般为先疏后堵，即在渗漏处预埋导流水管71，形成一个预留的渗水通道，将水排出后快速用水泥对缝隙进行封堵，待水泥达到一定强度后在封导流水管71。如果漏水量较大，不能一次封堵成功，还需要多次封堵。基坑24施工过程中采取分段开挖，分段堵漏，方便堵漏施工，避免大面积开挖造成漏水断面过多造成危险。

在水量较大时候，还需要辅助工法，如坑外降水、咬合桩背后注浆、钢板封堵等。

本申请人于2018年05月26日提交了发明名称为“一种opt咬合桩施工方法”的专利申请，申请号为201810517421.x。申请文件中记载的opt咬合桩施工方法是指基于pba工法的洞内咬合桩止水帷幕的施工方法。“op”是指occlusionpile的简写，代表咬合桩；“t”是tunnel的简写，代表隧道。参考图1与图2，主要原理是在导洞23及横通道22内施工咬合桩，咬合桩利用了原pba工法中的边桩11作为钢筋混凝土桩，在边桩11中间设置素混凝土桩后形成止水帷幕。

上述咬合桩的堵漏方法存在以下缺陷：一是导水管导水再进行封堵需要人工，并且堵水效果受漏水大小影响较大，人工作业环境较差，对基槽作业环境有一定的影响。二是辅助措施需要咬合桩后面存在一定的空间场地，以便相应机械对降水井、注浆孔41或者钢板的施工。而洞内咬合桩由于是在导洞23和横通道22内施工的，导洞23内空间有限，所以对于辅助措施不利于实施。因此，需要研发一种能够应用于洞内咬合桩的堵漏止水方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够适用于opt咬合桩桩侧注浆管装置。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种opt咬合桩桩侧注浆管装置，包括固定在桩身钢筋笼上的注浆管和封闭装置，所述注浆管与含水层标高对应的部分开设有注浆孔，封闭装置将注浆孔临时密封；所述咬合桩包括设置于导洞和横通道内的刚性边桩及位于两根刚性边桩之间的塑性混凝土桩，边桩与塑性混凝土桩相互咬合，且所有边桩和塑性混凝土桩组成一圈闭合结构，形成洞内咬合桩止水帷幕。

通过采用上述技术方案，通过在钢筋笼上安装注浆管装置，实现了通过定位注浆进行局部加强止水，提前进行堵漏防制；所有操作能够在导洞的狭小空间内完成，且不需坑外降水等辅助措施。

本发明进一步设置为：所述注浆管竖向设置，位于边桩与塑性混凝土桩的远离车站的咬合处。

通过采用上述技术方案，将注浆精确定位于含水层和咬合处，节约材料，经济高效。

本发明进一步设置为：还包括设置于含水层对应位置的弧形注浆管，弧形注浆管固定在钢筋笼的外周面，位于钢筋笼远离车站的一侧，弧形注浆管上开设有注浆孔，弧形注浆管与注浆钢管连通；封闭装置将注浆孔临时密封。

通过采用上述技术方案，弧形注浆管不仅将咬合处进行注浆，而是将含水层全部注浆形成整体防水结构，彻底阻断水流，止水效果更有保证。

本发明进一步设置为：弧形注浆管位于含水层的靠近底面位置。

通过采用上述技术方案，经济高效，施工速度快，止水效果更佳。

本发明进一步设置为：每根边桩的钢筋笼上安装有两根注浆管和两根弧形注浆管，两根弧形注浆管分别与两根注浆管连通；两根弧形注浆管的另一端封闭；一根弧形注浆管位于含水层的靠近底面位置，另一根弧形注浆管位于含水层的靠近中部位置。

通过采用上述技术方案，适用于含水层较厚的情况。

本发明进一步设置为：封闭装置包括外裹于注浆管外表面的橡胶层。

通过采用上述技术方案，橡胶层能够防止混凝土的水泥浆液进入注浆管内，也能够被高压注浆液冲破，实现注浆效果。

本发明进一步设置为：封闭装置还包括外裹于注浆管外表面的塑料膜，塑料膜位于橡胶层内侧。

通过采用上述技术方案，对注浆孔进行更好的密封保护。

本发明进一步设置为：橡胶层采用铁丝或胶带绑扎固定。

通过采用上述技术方案，防止橡胶层脱落。

本发明的另一个目的是提供一种适用于opt咬合桩止水的方法。该目的是通过以下技术方案实现的：

一种opt咬合桩桩侧注浆止水方法，包括以下施工步骤：

s1、竖井开挖施工；

s2、pba横通道和导洞开挖；

s3、在导洞和横通道内边桩的设计位置，两根边桩之间施工塑性混凝土桩；塑性混凝土桩的直径大于两根边桩的净间距；塑性混凝土桩的桩底伸入竖井底部以下地层；

s4、在相邻两根塑性混凝土桩之间对边桩进行钻孔；将注浆管安装在边桩的钢筋笼上，位于边桩与塑性混凝土桩的远离车站的咬合处；所述注浆管与含水层标高对应的部分开设有注浆孔，封闭装置将注浆孔临时密封；下放钢筋笼，浇筑混凝土使边桩与塑性混凝土桩相互咬合，且所有边桩和塑性混凝土桩组成一圈闭合结构，形成洞内咬合桩止水帷幕；

s5、对注浆钢管进行高压注浆，封闭装置及位于注浆孔孔口处的钢筋保护层混凝土被冲破后，高压浆液喷入周围含水层内，并在含水层处凝固起到止水作用。

本发明进一步设置为：在含水层对应位置安装弧形注浆管，弧形注浆管固定在钢筋笼的外周面，位于钢筋笼远离车站的一侧，弧形注浆管上开设有注浆孔，弧形注浆管与注浆钢管连通；封闭装置将注浆孔临时密封。

通过采用上述技术方案，实现了opt咬合桩的注浆止水，提前对含水层及咬合处进行堵漏加强，防止了水渗入基坑，方便了基坑的开挖施工。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.通过在钢筋笼上安装注浆管装置，实现了通过定位注浆进行局部加强止水，提前进行堵漏防制；精确定位于含水层和咬合处，节约材料，经济高效；所有操作能够在导洞的狭小空间内完成，且不需坑外降水等辅助措施；

2.弧形注浆管的设置使得在含水层形成整体的防止水结构，达到更好的止水效果；

3.双层弧形注浆管的设置使该方案适用于厚度较厚的含水层。

附图说明

图1是导洞内施工洞内咬合桩的立面结构示意图；

图2是导洞及横通道内咬合桩的平面布置示意图（边桩未画出）；

图3是设置有注浆钢管咬合桩的平面布置示意图；

图4是设置有注浆钢管的钢筋笼的结构示意图；

图5是包裹有塑料膜和橡胶层的注浆钢管结构示意图；

图6是设置有弧形注浆管的钢筋笼的结构示意图；

图7是封闭装置为封闭塞的注浆管装置结构示意图；

图8是图7中局部a的放大图；

图9是封闭装置为封闭塞的弧形注浆管的结构示意图；

图10是背景技术中现有咬合桩堵漏方法的示意图。

图中，11、边桩；21、竖井；22、横通道；23、导洞；24、基坑；31、塑性混凝土桩；32、注浆钢管；33、弧形注浆管；34、钢筋笼；41、注浆孔；42、橡胶层；43、塑料膜；44、铁丝；51、含水层；61、封闭塞；62、保护板；63、保护隔板；71、导流水管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种opt咬合桩桩侧注浆止水方法，包括以下施工步骤：

s1、结合图1与图2，竖井21开挖施工；

s2、pba横通道22和导洞23开挖；

s3、如图3所示，根据设计放样出边桩11位置，在导洞23和横通道22内两根边桩11设计位置之间施工塑性混凝土桩31；塑性混凝土桩31的直径大于两根边桩11的净间距；塑性混凝土桩31的桩底伸入竖井21底部以下地层；

s4、在相邻两根塑性混凝土桩31之间对边桩11进行钻孔；将注浆管安装在边桩11的钢筋笼34上，如图所示注浆管可以是竖向设置的注浆钢管32，也可以是围绕钢筋笼34缠绕设置的塑料管或pe管等，本实施例以竖向注浆钢管32为例作介绍。优选地，竖向注浆钢管32设置于边桩11与塑性混凝土桩31的远离车站的咬合处。结合图4，注浆钢管32与含水层51标高对应的部分开设有注浆孔41，封闭装置将注浆孔41临时密封，其中含水层51标高根据地质钻探资料确定。如图5所示，封闭装置包括依次外裹于注浆钢管32外表面的塑料膜43和橡胶层42，橡胶层42优选废旧的自行车内胎，以实现重复利用。橡胶层42用铁丝44绑扎固定，或用胶带粘在注浆钢管32上。

注浆钢管32可以采用外径为32mm壁厚为3mm的钢管。注浆孔41的直径为2~5mm，优选3mm；相邻两个注浆孔41之间的间距可以是30~60mm，优选50mm。注浆孔41仅设置在注浆钢管32远离车站侧即可。

s5、下放钢筋笼34，浇筑混凝土使边桩11与塑性混凝土桩31相互咬合，且所有边桩11和塑性混凝土桩31组成一圈闭合结构，形成洞内咬合桩止水帷幕。钢筋笼34下放过程中，不得撞笼、墩笼、扭笼，保证注浆孔41朝向及位置的准确。

s6、对注浆钢管32进行高压注浆，封闭装置及位于注浆孔41孔口处的钢筋保护层混凝土被冲破后，高压浆液喷入周围含水层51内，并在含水层51处凝固起到止水作用。注浆压力约3~10mpa，注浆流量不宜超过75l/min。注浆作业宜于成桩2天后开始，不宜迟于成桩30天后，以便高压浆液能够轻松冲破桩体的保护层混凝土。

实施例二：

与实施例一不同之处在于：如图6所示，在含水层51对应位置设置弧形注浆管33，弧形注浆管33固定在钢筋笼34的外周面，位于钢筋笼34远离车站的一侧，弧形注浆管33上开设有注浆孔41，弧形注浆管33与注浆钢管32连通；封闭装置可以采用实施例一中相同材料，将注浆孔41临时密封。自行车内胎可以采用缠绕或套接的方式包裹在弧形注浆管33的外表面。弧形注浆管33优选为塑料管，可以用直角弯头与注浆钢管32连接。

当含水层51厚度不是太厚，例如是<0.5m时，弧形注浆管33优选设置成一道，一端与一根注浆钢管32连通，另一端封闭。优选地，弧形注浆管33设置在含水层51的靠近底面位置，以便浆液喷出时，可以先对含水层51水量较集中的底部位置进行封堵，随着浆液不断喷出，凝固体也不断堆积向上，直至将含水层51全部封堵。通过多次模拟试验，弧形注浆管33设置在含水层51中部或上部时，浆液变成了向下渗流，止水效果均不佳。

当含水层51厚度较厚时，弧形注浆管33可以设置成上下两层，每根边桩11的钢筋笼34上安装有两根注浆钢管32和上下两根弧形注浆管33，每根弧形注浆管33与一根注浆钢管32连通，另一端封闭；一根弧形注浆管33位于含水层51的靠近底面位置，另一根弧形注浆管33位于含水层51的靠近中部位置。该方案同样使弧形注浆管33整体位于含水层51的中下部，注浆时，优选先进行底部弧形注浆管33的注浆，一定时间后再启动上层弧形注浆管33的注浆。此种设置主要区别于将两根或多根弧形注浆管33与同一根注浆钢管32连通，因为注浆过程中，只要一根弧形注浆管33中浆液冲破保护层混凝土后，另一根弧形注浆管33中浆液压力会立马减小，很难再冲破保护层。基于该原理，当含水层51厚度更厚，或地层中水量更大时，可以增加弧形注浆管33在竖直方向上的道数，同时增加注浆钢管32数量，保证每根弧形注浆管33只与一根注浆钢管32连通。

实施例三：

与实施例一不同之处在于：如图7与图8所示，封闭装置为插入注浆孔41内的封闭塞61，封闭塞61插入注浆孔41的一端为锥状。浇筑混凝土时，封闭塞61阻止水泥浆液从注浆孔41流入注浆钢管32，注浆时，高压浆液将封闭塞61顶出，冲破保护层混凝土后，注入含水层51内。

封闭塞61可以是钢针，优选地，在插入时，端头包裹面料或塑料等弹性材料，以便高压注浆时更好的被顶出。

进一步地，封闭塞61设置为梭形，两个尖头设置，一端能够插入注浆孔41，另一端可以更好地穿破保护层混凝土。

此外，为了保护下放钢筋笼34过程中及浇筑混凝土时，封闭塞61不被破坏，所以在注浆钢管32周向焊接保护板62，保护板62的长度大于封闭塞61突出注浆钢管32的长度。保护板62设置在注浆孔41区域的上下两端，也可以根据需要在竖直方向设置为多道。

实施例四：

与实施例二不同之处在于：封闭装置采用如实施例三中的插入注浆孔41内的封闭塞61。

如图9所示，为了保护弧形注浆管33上的封闭塞61不被破坏，设置两块环状保护隔板63，分别位于弧形注浆管33的上下两侧，其内弧面与钢筋笼34焊接，外弧面伸出长度大于封闭塞61伸出弧形注浆管33的长度。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。