专利名称：一种土木工程地基的止水方法
技术领域：
本发明涉及一种土木工程地基止水方法，更具体地说，它涉及主要应用于土木工程的基 坑侧壁止水施工或地下水堵漏施工的一种土木工程地基的止水方法。
背景技术：
目前的土木工程的基坑侧壁止水方法主要有深层搅拌桩法、高压喷射法、注浆法、地下 连续墙法、钢板桩法等。
深层搅拌桩法是通过边搅拌、边注入水泥浆或水泥粉与土体混合成桩，通过桩与桩搭接 而达到止水的目的。该方法施工简单，应用很广，造价较高。但该方法只适用于软土及松散 或稍密状的砂土层，不适合密实的砂土层，尤其不适合于砾石层、碎石层、卵石层。当地下 水流流速较大时，成桩质量差，止水效果不好。
高压喷射法是通过高压水喷射切割土体、水泥浆与土体混合成桩，或高压水泥浆将土体 喷射切割、混合成桩，通过桩与桩搭接而达到止水的目的。根据喷嘴摆动情况分为定喷、旋 喷和摆喷3种，根据喷射流体的数量分为单管喷射、双管喷射和三管喷射三种。该方法施工 较复杂，应用较广，但造价很高。该方法只适用于软土及砂土层，不适合于砾石层、碎石层、 卵石层，当填土中存在较大的石块时也不适用。同样，当地下水流流速较大时，成桩质量差， 止水效果不好。
注浆法是通过往地层注入水泥浆的方法使土层密实固结，从而达到止水的目的。该方法 施工简单，应用很广，造价不高。但该方法只适用于砂土层，不适合于砾石层、碎石层、卵 石层。该法最大缺点是无法确保浆液的流向，可能造成该填充的地方没有填充，不需填充的 地方填充了，因而，止水效果也就无法得到保证，另外，当地下水流流速较大时，止水质量 差。
地下连续墙法是通过专门机械于地下施工一道连续封闭的钢筋混凝土墙体，从而达到止 水的效果。该方法止水效果好，适用于各种地层，但造价很高， 一般建设单位无法接受，只 有某些重要工程结合支护使用。
钢板桩法是通过专门机械将钢板桩打入地层而形成一道连续封闭的钢板桩墙，从而达到 止水的效果。该方法止水效果一般，不适合密实的砂土层及砾石层，尤其不适合于碎石层、 卵石层。同样造价很高。
从上述可知，常规的止水方法各有优缺点，除了地下连续墙法外，都无法解决砾石层、
碎石层、卵石层的止水问题，砾石层、碎石层、卵石层的渗水性很大，常常决定了工程的成败，对工程造价也造成很大影响。地下连续墙法虽能解决，但地下连续墙法造价太高， 一般
建设单位根本无法接受。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种新型的土木工程地基的止水方法，利 用本发明的止水方法施工简单、止水可靠，造价便宜。尤其适合于砾石层、碎石层、卵石层 的止水施工，并且不受地下水流流速影响。
本发明目的是通过以下技术方案来实现的 一种土木工程地基的止水方法，包括下述步 骤(A)根据地质情况，利用成孔机械在地层中成孔；(B)依次向孔内装入止水填充料，依 次用锤将止水填充料击入或压入地层内，止水填充料挤入地层的空隙中或置换渗水的地层， 使孔的周围形成一根止水桩；(C)根据需要重复步骤(A)、 (B)的操作，使相邻的止水桩间 相互搭接或止水桩与其它隔水边界搭接，形成连续封闭的止水带，达到阻止地下水渗透的目 的。
上述的一种土木工程地基的止水方法，步骤(B)操作时，先在孔内放置一导向钢管， 将止水填充料放于导向钢管内，再用锤把导向钢管内的止水填充料击入或压入地层中，并逐 步把导向钢管向上拔出地面。导向钢管起到护壁及导向等作用。
上述的一种土木工程地基的止水方法，所述的导向钢管的下端近端部侧壁设置出料孔。
上述的一种土木工程地基的止水方法，步骤(A)中所述成孔的孔径范围为100mm 600咖，成孔深度根据止水要求而定，如根据地层分布情况、地层透水性、富水性、补给源、 止水达到的效果等确定。
上述的一种土木工程地基的止水方法，步骤(C)中所述的重复步骤(A)、 (B)的操作 时，相邻两孔之间的中心间隔距离为200mm 1000ran，以使止水桩间相互搭接或止水桩与其 它隔水边界搭接为准。
上述的一种土木工程地基的止水方法，步骤(A)中所述的成孔为钻入式成孔或打入式 成孔。
上述的一种土木工程地基的止水方法，步骤(B)中所述的止水填充料为水泥砂浆或混 凝土或水泥粘土混合物或水泥浆或粘性土或建筑胶水的其中之一或它们的组合。
上述的一种土木工程地基的止水方法，步骤(B)中所述用锤将止水填充料击入或压入 地层内，可以用钢丝绳吊住锤，锤在孔内或导向钢管内直接冲击止水填充料或静力压迫止水 填充料；也可用锤在孔口上方打击或静力压迫钢杆的上支承盘，通过钢杆将力传递到下支承 盘，下支承盘在孔内或导向钢管内将止水填充料击入或压入地层内。
本发明相对现有技术具有以下优点及有益效果-1、 本发明的方法适用于各种地层，尤其适合于砾石层、碎石层、卵石层，且不受地下水 流流速影响；而往往砾石层、碎石层、卵石层的透水性很大，除了地下连续墙法外，其他止 水方法都无法解决砾石层、碎石层、卵石层的止水问题，但地下连续墙法造价太高， 一般建 设单位无法接受。本发明的造价比地下连续墙法降低50%以上。
2、 本发明的方法止水可靠；由于填充料采用重锤击入地层，使地层产生挤密作用或置换 作用，填充料挤入砂层、砾石层、碎石层、卵石层的空隙中，堵塞透水通道，从而达到止水 作用；根据地层的性质不同，可调整填充料的流动性，既可击入干硬性的填充料，也可击入 流动性较大的填充料。
3、 本发明的方法造价便宜；本发明的方法可将填充料定向击入地层，填充料来源广泛， 价格低，施工机械简单，操作方便，因此，造价比最常用的深层搅拌桩法、高压喷射法、注 浆法低30%以上。
4、 本发明的方法施工简单，不需要大型设备，不需要占较大的空间，无噪音。
5、 本发明的方法可以在其他各种止水措施失效的情况下作为局部补救措施，如当其它止 水措施失效后，地下水必呈管流状涌入基坑，采用本发明的方法可以非常有效地解决。而采 用深层搅拌桩法、高压喷射法、注浆法都采用流动性较大的水泥浆液，容易被水流冲走，处 理效果都不佳，地下连续墙法、钢板桩法往往无法施工。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明具体实施例1的施工方法示意图2是本发明具体实施例2的施工方法示意图3是图2中导向钢管的结构示意图4是本发明形成的止水桩的立面图5是本发明具体实施例3的施工方法示意图6是本发明应用于基坑支护桩间止水施工的平面示意图之一；
图7是本发明应用于基坑支护桩间止水施工的平面示意图之二；
图8是本发明应用于基坑周边止水施工的平面示意图之一；
图9是本发明应用于基坑周边止水施工的平面示意图之二；
图IO是本发明形成的止水桩之间相互搭接的平面示意图11是本发明形成的止水桩之间相互搭接的立面示意图12是本发明应用于基坑底止水施工的平面示意图。
图中孔l、止水填充料2、锤3、导向钢管4、出料孔44、地层5、止水桩6、支护桩7、吊绳8、钢杆9、上支承盘91、下支承盘92。
具体实施例方式
本发明的一种土木工程地基的止水方法，其施工流程为(A)利用成孔机械在地层中成 孔；(B)依次向孔内装入止水填充料，依次用锤将止水填充料击入地层内，形成止水桩；(C)
根据需要重复步骤(A)、 (B)的操作，使止水桩间相互搭接或止水桩与其它隔水边界搭接，
形成连续封闭的止水带，达到阻止地下水渗透的目的。现对各流程详细说明如下
(A) 根据地质情况及止水要求，利用成孔机械在地层中成孔，孔径为100mm 600mm， 为便于操作， 一般为100mm 300mm为佳。成孔深度根据止水要求而定，如根据地层分布情 况、地层透水性、富水性、补给源、基坑开挖深度、所需的止水效果等确定，与深层搅拌桩 法、高压喷射法、注浆法等的深度要求相同。
(B) 依次向孔内装入止水填充料，用锤将止水填充料击入或压入地层内，止水填充料被 挤入地层的空隙中或置换渗水的地层，使孔的周围形成止水桩，止水桩的大小可根据理论计 算及试验确定。止水桩的长度视地层而定， 一般穿越渗水地层，以满足止水要求为准。
(C) 根据需要重复步骤(A)、 (B)的操作，使相邻止水桩间两两搭接或止水桩与其它 隔水边界(如桩基础)搭接，形成连续封闭的止水带，达到阻止地下水渗透的目的。
实施例1
参阅图1所示，为采用本发明的土木工程地基的止水方法，施工时在地层较稳定，不易 坍塌的情况下，按下述步骤进行施工，(A)在地层5中，先采用钻机钻cH50mm的孔l，孔 1的深根据地下室开挖深度及透水层埋深而定， 一般应穿过透水层lm 2m。 (B)将止水填 充料2放入至孔1底，止水填充料2采用M20的水泥砂浆，止水填充料2在孔1内填装到一 定的高度后，用锤3将止水填充料2击入或压入地层5内，使止水填充料2挤向四周地层5， 形成止水桩6;然后将锤3提起，重新向孔l内加入止水填充料2，再次用锤3将止水填充料 2击入或压入地层5内，依次下止水填充料2、锤3击或压、循环进行，重复循环进行，止水 桩6的高度逐渐升高，直至透水地层的顶面以上，形成一根连续的止水桩。
实施例2
参阅图2至图4所示，在上述实施例1的施工过程中，当地层不稳定，容易枬塌，可按 下述步骤进行施工，(A)在地层5中，先釆用钻机钻小150mm的孔l，采用泥浆护壁钻进， 孔深根据地下室开挖深度及透水层埋深而定， 一般穿过透水层lm 2m。 (B)成孔后，在孔 1内放入一根小127X4.5的导向钢管4，导向钢管4的底部放至距离孔底约300mm,导向钢 管4可采用分段螺纹连接;将止水填充料2放入导向钢管4内至孔底,止水填充料2采用M20 的水泥砂浆，止水填充料2在导向钢管4内填充到一定的高度后，用锤3将止水填充料2击入或压入地层5内，使止水填充料2挤向四周地层5，形成止水桩6。也可在导向钢管4下部 侧壁设置出料孔44,使止水填充料2从侧壁的出料孔44挤出，形成定向挤密地层5。然后将 导向钢管4拔起一定高度，将锤3提起，重新向导向钢管4内加入止水填充料2，然后再次 用锤3将止水填充料2击入或压入地层5内，依次下止水填充料2、锤3击或压、拔导向钢 管4，重复循环进行，止水桩6的高度逐渐升高，直至透水地层的顶面以上，形成一根连续 的止水桩6，导向钢管4也被拔出回收。 实施例3
参阅图5所示，上述实施例1、实施例2的施工方法中，在用锤3将止水填充料2击入 或压入地层5内时，可以用钢丝绳8吊住锤3，锤3在导向钢管4内直接冲击止水填充料2 或静力压迫止水填充料2 (图1、图2中所示)；也可用锤3在孔口上方击打或静力压迫钢杆 9的上支承盘91，通过钢杆9将力传递到下支承盘92，下支承盘92在孔1内或导向钢管4 内将止水填充料2击入或压入地层5内。当采用锤3静力压迫钢杆9来施加荷载时，若锤3 的重量不足，可借助其他设备的重量施加荷载。
本发明的方法中，止水填充料2可采用水泥砂浆、混凝土、水泥粘土混合物、水泥浆、 粘性土、建筑胶水等。锤击力的大小视地层5的类型及状态、所需的止水桩6直径大小、止 水填充料2而定，可根据试验确定，以满足每米深度设计击入止水填充料2数量，以使止水 桩6之间搭接严密、形成连续封闭的止水带为准，如图IO、图11中所示。
实施例4
参阅图6所示，为本发明应用于基坑支护桩间止水的平面示意图；具体施工时先施工支 护桩7,支护桩7可采用钻孔桩、冲孔桩、人工挖孔桩、旋挖桩、预制桩、钢桩等等，由于 桩间有空隙(空隙大小与桩的类型及施工方法有关， 一般50mm 300mm之间)而发生漏水。 当桩身混凝土强度达到一定程度后(通常70%以上)，在支护桩7间按本发明的止水方法进行 止水施工。可在基坑的外侧的两支护桩7之间，采用钻机钻(H50mm的孔l，然后按实施例 1或实施例2或实施例3的施工方法进行施工，每米深度需要击入或压入多少止水填充料2 视地层5的类型、止水桩6的直径大小及其间距而定，以使止水桩6与两侧支护桩7搭接、 形成连续封闭的止水带为原则，可根据理论计算及试验确定。
参阅图7所示，当支护桩7间距较大，可在两桩之间施工两根以上的止水桩6，以使止 水桩6之间、止水桩6与支护桩7之间搭接严密，形成连续封闭的止水带为原则。
实施例5
参阅图8至图11所示，为本发明应用于基坑周边止水施工的平面示意图，即沿基坑边每 间隔一定距离(一般间距为300mm 600mm)，按实施例1或实施例2或实施例3的方法施工止水桩6，止水桩6互相搭接或重叠，达到止水的目的。 实施例6
参阅图12所示，为本发明的方法应用于基坑底部的止水施工，在具体工程施工中，当基 坑开挖很深，渗水地层很厚，有时需要在基坑底部进行止水施工，在基坑底部，纵横两方向 每隔一定间距(一般间距为300mm 600mm)，按实施例1或实施例2或实施例3的施工方 法进行止水施工，止水桩6互相搭接或重叠，达到止水的目的。由于不需要大型设备，施工 速度比深层搅拌桩法、高压喷射法、注浆法等都快，且节省费用30%以上。
实施例7
本发明的方法还可用于基坑周边堵漏施工，当采用其他止水施工方法(如深层搅拌桩法、高 压喷射法、注浆法等等)施工后，基坑开挖时发现漏水，这时水流一般呈管状流，流速较大， 工程上往往不好处理，再采用深层搅拌桩法、高压喷射法、注浆法是无法实现堵漏的，这时 可采用本发明的止水方法，即在发生漏水的地方，先采用钻机钻6150mm的孔l，然后按实 施例1至实施例3的止水施工方法进行施工，止水填充料2可采用干硬性的混凝土，由于干 硬性的混凝土不容易被水流冲走，止水效果显著。
权利要求
1.一种土木工程地基的止水方法，其特征在于包括下述步骤(A)根据地质情况，利用成孔机械在地层中成孔；(B)依次向孔内装入止水填充料，依次用锤将止水填充料击入或压入地层内，止水填充料挤入地层的空隙中或置换渗水的地层，使孔的周围形成一根止水桩；(C)根据需要重复步骤(A)、(B)的操作，使相邻的止水桩间相互搭接或止水桩与其它隔水边界搭接，形成连续封闭的止水带。
2. 根据权利要求1所述的一种土木工程地基的止水方法，其特征在于，步骤(B)操作 时，先在孔内放置一导向钢管，将止水填充料放于导向钢管内，再用锤把导向钢管内的止水 填充料击入或压入地层中，并逐步把导向钢管向上拔出地面。
3. 根据权利要求2所述的一种土木工程地基的止水方法，其特征在于，所述的导向钢管 的下端近端部侧壁设置出料孔。
4. 根据权利要求1所述的一种土木工程地基的止水方法，其特征在于，步骤(A)中所 述成孔的孔径范围为100mm 600咖，成孔深度根据止水要求而定。
5. 根据权利要求1所述的一种土木工程地基的止水方法，其特征在于，步骤(C)中所 述重复步骤(A)、 (B)的操作时，相邻两孔之间的中心间隔距离为200mm 1000ram，以使止 水桩间相互搭接或止水桩与其它隔水边界搭接为准。
6. 根据权利要求1所述的一种土木工程地基的止水方法，其特征在于，步骤(A)中所 述的成孔为钻入式成孔或打入式成孔。
7. 根据权利要求l所述的一种土木工程地基的止水方法，其特征在于，步骤(B)中所 述的止水填充料为水泥砂浆或混凝土或水泥粘土混合物或水泥浆或粘性土或建筑胶水的其中 之一或它们的组合。
8. 根据权利要求1所述的一种土木工程地基的止水方法，其特征在于，步骤(B)中所 述的用锤将止水填充料击入或压入地层内，是用钢丝绳吊住锤，使锤在孔内或导向钢管内直 接冲击止水填充料或静力压迫止水填充料。
9. 根据权利要求1所述的一种土木工程地基的止水方法，其特征在于，步骤(B)中所 述的用锤将止水填充料击入或压入地层内，是用捶在孔口上方打击或静力压迫钢杆的上支承 盘，通过钢杆将力传递到下支承盘，下支承盘在孔内或导向钢管内将止水填充料击入或压入 地层内。
全文摘要
本发明公开了一种土木工程地基的止水方法，属于土木工程的止水技术领域，其技术方案包括下述步骤(A)根据地质情况，利用成孔机械在地层中成孔；(B)依次向孔内装入止水填充料，用锤将止水填充料击入或压入地层内，止水填充料挤入地层的空隙中或置换渗水的地层，使孔的周围形成一根止水桩；(C)根据需要重复步骤(A)、(B)的操作，使相邻的止水桩间相互搭接或止水桩与其它隔水边界搭接，形成连续封闭的止水带，达到阻止地下水渗透的目的。本发明的方法具有施工简单、止水可靠，造价便宜的优点，适合于各种地层，尤其在砾石层、碎石层、卵石层中进行止水施工具有显著的效果。
文档编号E02D5/34GK101586341SQ20091004028
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月16日 优先权日2009年6月16日
发明者陆观宏, 马文旭 申请人:陆观宏