一种适用成都粘土地段的渠道结构的制作方法

1.本实用新型属于水利和排水工程技术领域，具体涉及一种适用成都粘土地段的渠道结构。


背景技术：

2.成都粘土属膨胀土范畴，是一种具有反复胀缩变形的特殊粘土，其上部呈褐黄色，向下颜色转红，裂隙发育，主要矿物成分为伊利石，次为蒙脱石，主要化学成分为sio2。成都粘土广泛分布于成都市东郊至龙泉山山麓，一般厚2-7m，最厚可达20m左右。随着经济的迅速发展，成都市建设规模的日益扩大，在成都粘土分布的地区修建了许多工业、民用建筑物及道路桥梁。在这些建筑物的修建和运行过程中，建筑物常因成都粘土的工程特性而引起开裂、垮塌，危及相邻建筑物或环境安全。因此，以往的水利和排水工程输水渠道一般采取避让、换填、临时支挡等措施，来处理膨胀土对工程的影响，上述措施有效保护了相邻建筑物和环境，但大大增加了施工成本。
3.随着成都地区水利工程和排水工程的大规模修建，灌排与排水等级越来越高，渠道的开挖深度也越来越大，避让、换填、临时支挡等措施的成本也越来越大，故在此提供一种适用成都粘土地段的渠道结构，以保障渠道安全可靠及相邻建筑物和环境安全，且在成都地区推广此技术具有必要性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种适用成都粘土地段的渠道结构，用以解决现有技术中存在的上述问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种适用成都粘土地段的渠道结构，包括底板和桩间挡板，底板的两侧各设有一个所述桩间挡板，底板的顶面和桩间挡板的内侧面围成渠道；两个桩间挡板的外侧均设有边坡支护结构；
7.边坡支护结构的外侧设有防护边坡，边坡支护结构的内侧设有若干个横向撑杆并通过横向撑杆连接相邻的边坡支护结构，横向撑杆跨设在渠道上方，相邻横向撑杆沿渠道长度方向等间距设置。
8.在一种可能的设计中，边坡支护结构包括桩基和冠梁，桩基设有若干个并沿渠道长度方向等间距设置，冠梁固定在桩基顶部并沿渠道长度方向铺设，冠梁与防护边坡之间设有填土层，且填土层的顶面与冠梁的顶面平齐。
9.在一种可能的设计中，两个边坡支护结构中的桩基一一相对设置，两个相对设置的桩基组成一个支护组，相邻两个支护组中的一者上设有所述横向撑杆。
10.在一种可能的设计中，渠道外侧为土层，土层由上至下依次为黏土层和基岩层，其中，底板固定在基岩层的顶面上，底板的上方的黏土层清空；桩间挡板竖直设置，桩间挡板的外侧为黏土层，桩间挡板的下部插接至基岩层内；桩基竖直设置，且桩基的下部穿过黏土
层插接至基岩层内。
11.在一种可能的设计中，桩间挡板选用现浇混凝土板，且桩间挡板通过挡板钢筋与桩基相连，相应地，桩基上设有桩基预埋连接钢筋，挡板钢筋与桩基预埋连接钢筋相连。
12.在一种可能的设计中，底板选用混凝土板。
13.在一种可能的设计中，桩基选用混凝土桩。
14.在一种可能的设计中，冠梁和横向撑杆均采用混凝土结构。
15.有益效果：
16.所述渠道结构是边坡防护结构和桩间挡板组成的桩板式复合结构，既能满足渠道过流要求，又能加强对相邻建筑物和环境的保护，实现在成都粘土地段正常使用水利和排水工程输水渠道，消除了膨胀土对工程的影响，有效降低了施工成本。
17.所述渠道结构将将建筑边坡和基坑的结构设计灵活应用于水利和排水工程中，同时所述渠道结构综合考虑永临结合，板桩墙施工期作为临时支护结构，永久运行期作为过水渠道，丰富了功能，提高了实用性。
附图说明
18.图1为一种适用成都粘土地段的渠道结构的剖视结构示意图。
19.图2为一种适用成都粘土地段的渠道结构的俯视结构示意图。
20.图中：
21.1、底板；2、桩间挡板；3、边坡支护结构；31、桩基；32、冠梁；4、横向撑杆；5、填土层；6、排水管。
具体实施方式
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
23.实施例：
24.针对于现有技术所存在的问题，在此提出一种适用成都粘土地段的渠道结构，所述渠道结构是边坡防护结构和桩间挡板2组成的桩板式复合结构，既能满足渠道过流要求，又能加强对相邻建筑物和环境的保护，实现在成都粘土地段正常使用水利和排水工程输水渠道，消除了膨胀土对工程的影响，有效降低了施工成本。
25.所述渠道结构将将建筑边坡和基坑的结构设计灵活应用于水利和排水工程中，同时所述渠道结构综合考虑永临结合，板桩墙施工期作为临时支护结构，永久运行期作为过水渠道，丰富了功能，提高了实用性。
26.如图1和图2所示，一种适用成都粘土地段的渠道结构，包括底板1和桩间挡板2，底板1的两侧各设有一个所述桩间挡板2，底板1的顶面和桩间挡板2的内侧面围成渠道；两个桩间挡板2的外侧均设有边坡支护结构3；
27.边坡支护结构3的外侧设有防护边坡，边坡支护结构3的内侧设有若干个横向撑杆
4并通过横向撑杆4连接相邻的边坡支护结构3，横向撑杆4跨设在渠道上方，相邻横向撑杆4沿渠道长度方向等间距设置。
28.其中，边坡支护结构3和桩间挡板2组成复合结构，主要解决渠道开挖土石方可能危机相邻建筑物或环境安全而设计，边坡支护结构3控制渠道两侧防护边坡的变形程度，加强防护边坡的稳定性，降低渠道周围土层出现滑动的概率。桩间挡板2和底板1配合以围成渠道，同时形成挡土结构，也用于渠道防渗，避免渗水降低边坡支护结构3的结构强度。横向撑杆4用于抵消边坡支护结构3在水平方向的内力，加强水平方向上的抗力和变形能力。
29.所述渠道结构开挖时，根据现场条件和相邻建筑要求，合理选择边坡支护结构3所在位置及施工工艺，边坡支护结构3施工完成后，再施工桩间挡板2和底板1，以形成渠道。
30.在本实施例中，边坡支护结构3包括桩基31和冠梁32，桩基31设有若干个并沿渠道长度方向等间距设置，冠梁32固定在桩基31顶部并沿渠道长度方向铺设，冠梁32与防护边坡之间设有填土层5，且填土层5的顶面与冠梁32的顶面平齐。
31.基于上述设计方案，桩基31为边坡支护结构3功能的实现部分，即桩基31配合桩间挡板2，以解决渠道开挖土石方可能危机相邻建筑物或环境安全而设计，同时控制防护边坡的变形程度。冠梁32用于将桩基31的桩头锁口，使悬臂的桩基31在桩头形成弹性约束，以加大桩基31桩身的水平刚度。
32.填土层5用于消除冠梁32与防护边坡之间的间隙，一方面通过填土层5保护冠梁32，以延长冠梁32的使用寿命，也避免过往人员被冠梁32绊倒的现象，另一方面通过将二者顶面平齐的设计，在渠道的两侧增加供人通行的平面，方便渠道后期维护工作的展开。
33.如图2所示，两个边坡支护结构3中的桩基31一一相对设置，两个相对设置的桩基31组成一个支护组，相邻两个支护组中的一者上设有所述横向撑杆4。基于上述设计方案，在保证横向撑杆4作用效果的基础上，尽量减少了横向撑杆4的数量，以缩减施工的工作量。容易理解的，可以根据工程特点、使用要求及地形、地质条件等条件，适当增减横向撑杆4的数量，包括但不限于每个支护组上设置一个横向撑杆4、每三个支护组上设置一个横向撑杆4和每四个支护组上设置一个横向撑杆4。
34.在一种可能的实现方式中，渠道外侧为土层，土层由上至下依次为黏土层和基岩层，其中，底板1固定在基岩层的顶面上，底板1的上方的黏土层清空；桩间挡板2竖直设置，桩间挡板2的外侧为黏土层，桩间挡板2的下部插接至基岩层内；桩基31竖直设置，且桩基31的下部穿过黏土层插接至基岩层内。
35.基于上述合计方案，渠道及边坡支护结构3上方的土石方被挖走，在土石方开挖前进行桩基31施工，结合施工的进行挖掘出防护边坡，桩基31配合桩间挡板2形成桩板式复合结构，以保护相邻建筑物和环境安全。桩基31和挡板均延伸至基岩层，以提高桩板式复合结构的结构强度，增加保护效果。
36.在一种可能的实现方式中，桩间挡板2选用现浇混凝土板，且桩间挡板2通过挡板钢筋与桩基31相连，相应地，桩基31上设有桩基31预埋连接钢筋，挡板钢筋与桩基31预埋连接钢筋相连。基于上述设计方案，通过挡板钢筋和桩基31预埋连接钢筋的相互连接，有效增加了桩间挡板2和桩基31之间连接点的数量，以便于使二者连为一体，提高结构强度，有助于后期渠道永久使用的实现。
37.在一种可能的实现方式中，底板1选用混凝土板。
38.在一种可能的实现方式中，桩基31选用混凝土桩。
39.在一种可能的实现方式中，冠梁32和横向撑杆4均采用混凝土结构。
40.其中，所述渠道结构中各部件的材料应根据工程特点、使用要求及地形、地质条件等综合确定，一般来说，混凝土为施工工地常见的材料，使用广泛且无需专门采购，且混凝土具有价格低廉、生产工艺简单、抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽等优点，能够满足使用要求。
41.如图1所示，桩间挡板2的中部设有排水管6，所述排水管6用于降低两侧边坡的地下水位，进而减小桩间挡板2所承受的水压力，有助于提高桩间挡板2的使用寿命。
42.所述适用成都粘土地段的渠道结构设计和施工时：
43.首先根据灌溉和排水规模，通过水力计算，确定底板1高程、渠道宽度、渠道高度；
44.其次根据地质地形条件和相邻建筑物，通过结构计算确定桩间距、桩长和截面尺寸(桩径、挡板厚度、冠梁32宽度、冠梁32高度、横向撑杆4宽度和横向撑杆4厚度)；
45.再根据现场条件和相邻建筑要求，合理选用桩基31施工工艺；
46.最后进行施工：先施工两侧桩基31，再施工挡板和底板1。
47.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。