专利名称：渗透浸渍凝结体二次融补的基坑止水帷幕的制作方法
技术领域：
本实用新型属于土木工程地下水防渗结构设计技术领域，特别涉及地下矿产资源开发、地下空间资源开发、建筑物等地下防渗的土木工程地下超深大基坑围护结构侧壁止水帷幕结构设计。
背景技术：
随着高层建筑的不断增加，在旧城区施工采用井点降水，引起邻近建筑、管线、路面开裂下沉的现象屡见不鲜。为了保护地下水资源、减少浪费，防止基坑外的地下水位下降诱发相关地质灾害，对周围已建建筑物、管线、道路路面造成各种危害。止水帷幕是今后基坑施工降水的首要措施，也是未来发展的主流方向。各行各业的地下矿产资源开发、地下空间资源开发、市政工程、地铁工程、水工建筑物的地下防渗、超大深基坑等等工程均离不开止水帷幕。止水帷幕均用深搅或高压旋喷机械建造。近几年，大型帷幕钻机由于具有机动性强，转场和安装方便的优点，被大、中型基础工程施工单位所使用，但是，现有大型帷幕钻机建造的咬合搭接式止水帷幕，是由帷幕桩12将相邻的钢筋混凝土支护桩11进行咬合搭接，相邻的帷幕桩12之间进行咬合搭接，构成一整体单排桩咬合搭接式封闭的止水帷幕，如图1a所示(图中只显示出止水帷幕的一段结构)，该封闭的止水帷幕组成基坑的一圈侧壁；其中，帷幕桩的直径与钢筋混凝土支护桩的直径相同或略小于钢筋混凝土支护桩的直径，两钢筋混凝土支护桩之间间距根据基坑的深度和大小由设计确定，两钢筋混凝土支护桩之间间距可设置一个或多个相互搭接的帷幕桩。为保证基坑的安全，根据基坑深度和大小还对止水帷幕设置了钢筋混凝土冠梁和多道钢腰梁(图中未示出)。采用这种结构的止水帷幕在基坑向下开挖至地下水位以下的砂层中，帷幕桩12与钢筋混凝土支护桩11之间往往可见到桩幕分叉出现开缝13，如图1b所示(图中显示出主要由于 帷幕桩偏移所至引起帷幕桩与支护桩之间分叉，帷幕桩与帷幕桩之间分叉)；甚至坡体内的饱和粉细砂土从基坑侧壁桩幕分叉缝隙中座滑塌落压向坑内涌砂翻水流砂，使止水帷幕的止水效果不佳，甚至绝大多数深大基坑采用这种结构的止水帷幕均出现止水失效，导致基坑侧壁流砂大量涌出，直接出现基坑坡体失稳事故的发生，如何修补这种帷幕使其实现止水功能，是基坑继续向下开挖的关键。时至今日，止水帷幕往往不易起到完全隔水的作用，修补失效止水帷幕使其止水仍是一个尚未很好解决的技术难题。
实用新型内容本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，设计出渗透浸溃凝结体二次融补基坑止水帷幕，本实用新型在已有的止水帷幕分叉的间隙处增加二次帷幕桩及与该二次帷幕桩连成一体的渗透浸溃凝结体，使其与有分叉间隙的帷幕墙体融补结合形成完整的渗透浸溃凝结桩幕墙，不但保证了帷幕的质量，而且降低了工程造价。本实施例设计的一种渗透浸溃凝结体二次融补止水帷幕，该止水帷幕包括设置在基坑内侧壁的多根首次帷幕桩和多根钢筋混凝土支护桩，由首次帷幕桩将相邻的钢筋混凝土支护桩搭接成一整体单排封闭止水帷幕，其特征在于，还包括由高压旋喷水泥浆形成的二次帷幕桩及与该二次帷幕桩连成一体的渗透浸溃凝结体，该凝结体填补在地下水位以下的首次帷幕桩和钢筋混凝土支护桩之间的分叉间隙处或相邻两个首次帷幕桩之间的分叉间隙处，将所述首次帷幕桩和钢筋混凝土支护桩，或所述两个首次帷幕桩分叉间隙经渗透浸溃连成一体。该二次帷幕桩的顶面在已开挖的基坑地下水位以下的砂层顶部位置，该二次帷幕桩的中心轴与钢筋混凝土支护桩轴线间夹角Φ为<t=arctan<i) ;tan Φ =Hl/(H2+H3)，其中，Hl为钢筋混凝土支护桩的中心轴与二次帷幕桩顶面中心轴处之间的水平距离，Hl的取值小于等于1000毫米；H2为地下水位以下砂层的厚度，H3为二次帷幕桩在砂层底部下卧的粘土(隔水)层的嵌入深度，H3的取值1000 1500毫米。本实用新型的特点及有益效果:本实用新型是对已有的止水帷幕的止水失效进行改造，即在止水帷幕分叉的间隙处增加二次帷幕桩及与该二次帷幕桩连成一体的渗透浸溃凝结体，使其与有分叉间隙的帷幕墙体融补结合形成完整的渗透浸溃凝结桩幕墙，不但保证了帷幕的质量，保证了止水帷幕的止水效果，而且降低了工程造价。
图1为已有的止水帷幕示意图，其中，图1a为理想的止水帷幕横截面示意图；图1b为失效的止水帷幕横截面示意图。图2为本实用新型的止水帷幕示意图，其中，图2a为本实用新型的止水帷幕纵向截面示意图；图2b为本实用新型的止水帷幕A-A剖面示意图。
具体实施方式
本实用新型设计的渗透浸溃凝结体二次融补止水帷幕，结合附图及实施例详细说明如下:本实用新型设计的渗透浸溃凝结体二次融补止水帷幕实施例结构，如图2a所示(图中只显示出止水帷幕的一段结构)，本实施例的止水帷幕包括由多根首次帷幕桩22和多根钢筋混凝土支护桩21，相邻的钢筋混凝土支护桩21之间设置两根首次帷幕桩22 ;两根首次帷幕桩22之间，首次帷幕桩22与相邻的钢筋混凝土支护桩21之间咬合搭接成一整体单排封闭止水帷幕；本实施例中钢筋混凝土支护桩21的直径为600毫米，两根钢筋混凝土支护桩21之间设置两根相互搭接的直径为600毫米的首次帷幕桩22 (首次帷幕桩22与相邻的钢筋混凝土支护桩21之间的咬合最大宽度200_);还包括设置在地下水位以下的由高压旋喷水泥浆形成的二次帷幕桩24及与该二次帷幕桩连成一体的渗透浸溃凝结体25，该凝结体25填补在首次帷幕桩和钢筋混凝土支护桩之间的分叉间隙处23，或相邻两根首次帷幕桩之间的分叉间隙处23，将所述首次帷幕桩和钢筋混凝土支护桩，或所述两根首次帷幕桩分叉间隙经渗 透浸溃连成一体。[0018]本实施例的基坑止水帷幕外侧土体26由上至下的分布如图2b所示，包括杂填土层261、第一砂土层262 (杂填土层261和第一砂土层262设置有土钉坡墙)、第一粘土层263、粉土层264、第二砂层(粉细厚砂层)265、第二粘土层266、第三砂土层267 (首次帷桩尖端落在该砂层内)、第三粘土层268 (支护桩的桩尖端落在该粘土层底部)。在基坑止水帷幕外侧土体26内还设有地下水位观测井27，并测出地下初始水位28为-5.000米，位于第一粘土层内。在基坑支护桩顶部(位于第一砂层内)设置有一圈封闭的钢筋混凝土冠梁29 ；设计基坑坑底20标高为-16.700米，落在第二砂层265内。上述二次帷幕桩24的桩顶标高即为基坑挖到地下水位以下的第二沙层265顶部时的标高(此标高处首次帷幕桩和钢筋混凝土支护桩之间或相邻两个首次帷幕桩之间出现分叉间隙，并出现坡体内的饱和粉细砂土从基坑侧壁桩幕分叉缝隙中座滑塌落压向坑内涌砂翻水流砂迹象)。本实施例采用XPB-90型超高压旋喷注浆泵向MGJ-50钻机空心钻杆轴中，注入超高压纯水泥浓浆制成二次帷幕桩24及相连的渗透浸溃凝结体，并与首次帷幕和钢筋混凝土支护桩界面紧密结合。 本实施例的二次帷幕桩24的直径为400毫米，其中心轴241与钢筋混凝土支护桩21的中心轴211夹角Φ为<i)=arctan(i) ；tan Φ =Hl/(H2+H3),其中，Hl为钢筋混凝土支护桩21的中心轴211与二次帷幕桩24顶面中心轴处241之间的水平距离，Hl的最大取值为1000毫米；H2为地下水位以下的第二沙层265的厚度(本实施例为8 10米)，H3为二次帷幕桩24在第二砂层265底部下卧的第二粘土层266内的嵌入深度，H3的取值为1.0
1.5米。渗透浸溃凝结体25为扇形楔体，将二次帷幕桩24、钢筋混凝土支护桩21、和首次帷幕桩22粘接成整体，构成渗透浸溃凝结体二次融补的基坑止水帷幕，本实施例制成的如图2b所示。本实施例的渗透 浸溃凝结体二次融补基坑止水帷幕的各项技术指标，均超过国家规范规定的技术标准，均满足设计要求。
权利要求1.一种渗透浸溃凝结体二次融补基坑止水帷幕，该止水帷幕包括设置在基坑内侧壁的多根首次帷幕桩和多根钢筋混凝土支护桩，由首次帷幕桩将相邻的钢筋混凝土支护桩搭接成一整体单排封闭止水帷幕，其特征在于，还包括设置在地下水位以下的由高压旋喷水泥浆形成的二次帷幕桩及与该二次帷幕桩连成一体的渗透浸溃凝结体，该凝结体填补在地下水位以下的首次帷幕桩和钢筋混凝土支护桩之间的分叉间隙处或相邻两个首次帷幕桩之间的分叉间隙处，将所述首次帷幕桩和钢筋混凝土支护桩，或所述两个首次帷幕桩经渗透浸溃连成一体。
2.如权利要求1所述的止水帷幕，其特征在于，该二次帷幕桩的顶面在已开挖的基坑地下水位以下的砂层顶部位置，该二次帷幕桩的中心轴与钢筋混凝土支护桩的中心轴之间的夹角Φ为<t=arctan<i) ；tan Φ =Hl/(H2+H3),其中，Hl为钢筋混凝土支护桩的中心轴与二次帷幕桩顶面中心轴处之间的水平距离，Hl的取值小于等于1000毫米；H2为地下水位以下的砂层的厚度， H3为二次帷幕桩在地下水位以下的砂层底部下卧的粘土层内的嵌入深度，H3的取值1000 1500毫米。
专利摘要本实用新型涉及一种渗透浸渍凝结体二次融补的基坑止水帷幕，属于土木工程地下水防渗结构设计技术领域，该止水帷幕包括设置在基坑内侧壁的多根首次帷幕桩和多根钢筋混凝土支护桩，由首次帷幕桩将相邻的钢筋混凝土支护桩搭接成一整体单排止水帷幕，还包括由高压旋喷水泥浆形成的二次帷幕桩及与该二次帷幕桩连成一体的渗透浸渍凝结体，该凝结体填充在首次帷幕桩和钢筋混凝土支护桩之间分叉的间隙处或相邻两个首次帷幕桩之间分叉的间隙处，将所述首次帷幕桩和钢筋混凝土支护桩，或所述两个首次帷幕桩经渗透浸渍连成一体。本实用新型使有间隙的分叉帷幕墙体融补粘接结合形成完整的止水帷幕墙，起到了止水隔水的作用,保证了帷幕的质量。
文档编号E02D19/18GK203096727SQ201320070818
公开日2013年7月31日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者周浩亮, 龚金京, 张忠甫 申请人:北京现代金宇工程建设有限公司