一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰及其施工方法与流程

本发明涉及软土地基和围堰，特别地是一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰及其施工方法及方法。

背景技术：

1、袋装围堰因取材方便、造价低廉、适宜软基等优势，在围堰类型中较为常见。由于过江隧道埋在河床下方，其围堰是袋装围堰+基坑支护的组合结构。因地质环境、围堰高度、应用时间长短等因素的差异，衍生出不同的围堰形式。

2、舟山沈家门沉管隧道采用袋装砂+钻孔灌注桩+内支撑的分离式组合围堰；澳门大学专用过海通道采用袋装砂+钢管桩+内支撑的分离式组合围堰；南昌红谷沉管隧道采用袋装砂+放坡开挖的分离式组合围堰；广州南沙明珠湾区跨江沉管隧道采用袋装砂+地下连续墙+内支撑的分离式组合围堰。从上述实例看出，围堰和基坑支护相独立的分离式组合围堰应用较广。但是对于软土地基上的内河围堰，传统袋装砂+钢管桩+内支撑分离式组合围堰断面宽度大，费用昂贵、阻水比高，宽度较窄的河道有时不能满足水务部门的要求，应用范围受到局限。

3、为此，在充分考虑分离式组合围堰特点的基础上，创新性提出一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰，该围堰形式可有效减小围堰断面尺寸，降低工程造价，降低阻水比，具有很强的推广意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰及其施工方法及方法，该围堰形式比起传统袋装砂+地下连续墙+内支撑的分离式组合围堰，断面尺寸更小，造价更低、阻水比更低，在宽度较窄的河道防洪评价时更容易满足水利防洪要求，在内河沉管隧道围堰应用中具有较强的应用前景。

2、本发明通过以下技术方案实现的：

3、一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰，包括土工编织袋、编织袋内充填料、支护桩、止水帷幕、砂垫层、竖向排水体、抛石反压和内支撑；所述土工编织袋呈多层通过所述支护桩铺设于水中；在横断面方向，每一层土工编织袋通长缝制，并在分仓处补充缝制两块编织袋布，从而使得每层土工编织袋为三个彼此独立的仓室；所述编织袋内充填料填充于所述土工编织袋中；所述砂垫层设置于所述土工编织袋底部与河床面之间；所述竖向排水体设置于所述砂垫层底部；所述抛石反压设置于所述土工编织袋靠近河床面的一端；所述止水帷幕设置于所述支护桩靠近河床面的一侧；所述内支撑设置于所述支护桩靠堤岸的一侧。

4、进一步地，所述编织袋内充填料采用淤泥质疏浚土、絮凝土、固化土中的其中一种。

5、进一步地，所述支护桩采用钢筋混凝土桩、钢板桩、组合钢板桩、组合钢管桩、h型钢、锁扣钢管桩中的其中一种。

6、进一步地，所述砂垫层为纯净砂料；所述竖向排水体采用塑料排水板；所述抛石反压采用微风化或未风化石料。

7、进一步地，可根据实际地质条件、围堰堆筑高度等调整每层编织袋的充填厚度，每层土工编织袋的充填厚度为0.5—0.8m。

8、进一步地、可根据实际地质条件调整止水帷幕类型，比如高压旋喷桩、大直径单轴搅拌桩、三轴搅拌桩均可。

9、进一步地，一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰的施工方法，包括以下步骤：

10、步骤s1、在陆地上缝制通长土工编织袋，以及分仓处的编织袋；

11、步骤s2、施工竖向排水体和砂垫层；

12、步骤s3、将土工编织袋摊铺、充填砂并逐层堆筑，同时外侧反压抛石施工，直至设计标高为止，由此围堰堆筑成型；

13、步骤s4、支护桩和止水帷幕施工；

14、步骤s5、内部基坑支护体系及土方开挖到底。

15、进一步地，所述步骤s1中，将每一层土工编织袋通长缝制，并在分仓处补充缝制两块编织袋布，从而使得每层编织袋为三个彼此独立的仓室；通长土工编织袋装砂施工完成后，袋装砂围堰是安全稳定的体系，当支护桩施工打断中间的编织袋后，左右两侧的编织袋依然是独立闭合的加筋体，加上中间支护桩对围堰侧向滑移的约束作用，围堰自身整体稳定性依然较好，从而可有效减小围堰横断面、降低造价。

16、进一步地，所述步骤s1中，土工编织袋可采用岸上或船舶上缝制，之后在开体驳上铺平展开，在开体驳上充填编织袋内充填料，然后开体驳打开，将整个袋装砂放入水下预定位置。

17、进一步地，所述步骤s4中，支护桩可在于机械先行开槽，然后吊装插入钢管桩或采用旋挖钻、冲击钻开孔，灌注钢筋混凝土桩。

18、进一步地，所述步骤s5中，内支撑第一道支撑高于围堰内堆筑标高，可采用搭设支架施工，或在围堰内部吹填砂至围堰顶，然后利用吹填砂作为底部支承施工内支撑。

19、进一步地，可在袋装砂围堰底部铺设高强土工格栅，加强围堰整体稳定性。

20、本发明构造简单、施工方便、效果显著，具有良好的技术经济效益，具体有益之处在于：

21、(1)针对软弱地基上大尺寸的断面形式，创新性提出一种软土地基上低阻水比的袋装砂+钢管桩+内支撑一体式组合围堰，比起传统袋装砂+地下连续墙+内支撑的分离式组合围堰断面更小，阻水比更小，更容易满足水利防洪要求。

22、(2)软土地基上低阻水比的袋装砂+钢管桩+内支撑一体式组合围堰，比起传统袋装砂+地下连续墙+内支撑的分离式组合围堰断面更小，工程量更少，有利于进一步节省造价。

23、(3)软土地基上低阻水比的袋装砂+钢管桩+内支撑一体式组合围堰，是一种新式的组合围堰，进一步丰富了围堰体系的内容。

技术特征：

1.一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰，其特征在于，包括土工编织袋、编织袋内充填料、支护桩、止水帷幕、砂垫层、竖向排水体、抛石反压和内支撑；所述土工编织袋呈多层通过所述支护桩铺设于水中；在横断面方向，每一层土工编织袋通长缝制，并在分仓处补充缝制两块编织袋布，从而使得每层土工编织袋为三个彼此独立的仓室；所述编织袋内充填料填充于所述土工编织袋中；所述砂垫层设置于所述土工编织袋底部与河床面之间；所述竖向排水体设置于所述砂垫层底部；所述抛石反压设置于所述土工编织袋靠近河床面的一端；所述止水帷幕设置于所述支护桩靠近河床面的一侧；所述内支撑设置于所述支护桩靠堤岸的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰，其特征在于：所述编织袋内充填料采用淤泥质疏浚土、絮凝土、固化土中的其中一种。

3.根据权利要求1所述的一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰，其特征在于：所述支护桩采用钢筋混凝土桩、钢板桩、组合钢板桩、组合钢管桩、h型钢、锁扣钢管桩中的其中一种。

4.根据权利要求1所述的一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰，其特征在于：所述砂垫层为纯净砂料；所述竖向排水体采用塑料排水板；所述抛石反压采用微风化或未风化石料。

5.根据权利要求1所述的一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰，其特征在于：每层土工编织袋的充填厚度为0.5—0.8m。

6.一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰的施工方法，其特征在于：所述步骤s1中，将每一层土工编织袋通长缝制，并在分仓处补充缝制两块编织袋布，从而使得每层编织袋为三个彼此独立的仓室；通长土工编织袋装砂施工完成后，袋装砂围堰是安全稳定的体系，当支护桩施工打断中间的编织袋后，左右两侧的编织袋依然是独立闭合的加筋体，加上中间支护桩对围堰侧向滑移的约束作用，围堰自身整体保持稳定。

8.根据权利要求6所述的一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰的施工方法，其特征在于：所述步骤s1中，土工编织袋可采用岸上或船舶上缝制，之后在开体驳上铺平展开，在开体驳上充填编织袋内充填料，然后开体驳打开，将整个袋装砂放入水下预定位置。

9.根据权利要求6所述的一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰的施工方法，其特征在于：所述步骤s4中，支护桩可在于机械先行开槽，然后吊装插入钢管桩或采用旋挖钻、冲击钻开孔，灌注钢筋混凝土桩。

10.根据权利要求6所述的一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰的施工方法，其特征在于：所述步骤s5中，内支撑第一道支撑高于围堰内堆筑标高，可采用搭设支架施工，或在围堰内部吹填砂至围堰顶，然后利用吹填砂作为底部支承施工内支撑。

技术总结
本发明公开了一种软土地基上低阻水比的一体式组合围堰及其施工方法，为袋装砂+钢管桩+内支撑结构形式。一方面，在横断面方向，每一层编织袋分三个彼此独立的格仓并缝制成一个整体，格仓处的编织袋与通长编织袋等强度密缝，不允许出现空洞或脱开情况，以确保编织袋中间被钢管桩割破后左右两部分编织袋依然为各自完整的封闭体。围堰外侧多级抛石反压，编织袋被割破后围堰能够保持整体稳定。另一方面，钢管桩施工后，桩对围堰的变形起到侧向约束作用，外侧袋装砂只能产生沿钢管桩界面的竖向沉降变形，整个围堰体系仍然成立，从而可达到在软土地基上有效减小围堰横断面宽度的目的。

技术研发人员：黄雪阳,刘力英,杨春山,陈文明,汪传智,马辉
受保护的技术使用者：广州市市政工程设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13