用于硬地层上的模袋砂、钢板桩组合围堰及其施工方法

摘要

本发明公开了一种用于硬地层上的模袋砂、钢板桩组合围堰及其施工方法，该模袋砂、钢板桩组合围堰包括设置在硬地层上的内堰体和外堰体，在内堰体和外堰体之间的间隙抛沉粘土，再填充有砂土，再打入钢板桩使其穿过砂土和粘土深入至硬地层，此模袋砂、钢板桩组合围堰及其施工方法通过在内堰体和外堰体之间的间隙底部设置有粘土，并在其上设置有砂土，钢板桩穿过砂土和粘土深入至硬地层构成止水芯墙，由于粘土具有粘性强而透水性差等特点，钢板桩穿过粘土时，粘土粘覆在钢板桩底部深入硬地层，进而可使粘土与硬地层紧密的结合，阻止水流从钢板桩底部渗透，采用这样结构的止水芯墙，止水性能好。

说明书

技术领域

本发明涉及挡水围堰及其施工方法，特别涉及一种用于硬地层上的模袋砂、钢板桩组合围堰及其施工方法。

背景技术

临水修建的水利水电、水运港口工程以及市政工民建等工程，施工前均需设置用于挡水的施工围堰，形成基坑，进行干地施工，常用的围堰有重力式砂模袋围堰、双排钢板桩嵌固式围堰及双排钢板桩砂模袋压底锁脚围堰等等。

一般的水域底面大多数为软弱土层所覆盖，可以采用模袋砂来做成宽度较大的挡水围堰，围堰里面可用混凝土防渗墙、土工垂直帷幕、旋喷桩、搅拌桩等作为止水帷幕，可阻止水流在模袋砂堰体里面渗透，同时为了阻止水流在水头压力的作用下从止水材料的一面绕过其底部渗透到另一面，这些止水材料，必须延伸进入围堰底部以下的土层里面的一定深度，以达到挡水的要求。

然而，若需要在浅水域中的硬地层表面上设置模袋砂围堰，由于浅水区打桩船吃水深度不够，而无法施工做成混凝土防渗墙；而采用多排可止水的搅拌桩、旋喷桩或钢板桩均难以进入围堰底部的坚硬地层内的所需深度，尤其钢板桩，在打进时会刺破模袋，且在与硬地结合部处容易发生渗流，难以达到止水的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可用于浅水域中的硬地层上且止水性能好的模袋砂、钢板桩组合围堰，此外本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种形成该模袋砂、钢板桩组合围堰的施工方法。

本发明为解决上述第一个技术问题所采用的技术方案：一种用于硬地层上的模袋砂、钢板桩组合围堰，包括设置在硬地层上的内堰体和外堰体，在内堰体和外堰体之间的间隙底部设有粘土层，在内堰体和外堰体之间的间隙填充有砂土层，在内堰体和外堰体之间还设有若干彼此相互连接的单排钢板桩，钢板桩穿过砂土层和粘土层深入至硬地层。

进一步作为本发明模袋砂、钢板桩组合围堰的改进，内堰体和外堰体为采用模袋砂堆叠形成的纵向截面呈直角梯形的模袋砂堰体

进一步作为本发明模袋砂、钢板桩组合围堰的改进，各钢板桩两侧均设有止水锁扣，各相邻的钢板桩通过止水锁扣连接在一起。

进一步作为本发明模袋砂、钢板桩组合围堰的改进，止水锁扣为设置在钢板桩两端的U形卷边， U形卷边的开口方向朝向钢板桩。

进一步作为本发明模袋砂、钢板桩组合围堰的改进，在模袋砂堰体的外侧设有防护毡。

本发明为解决上述另一个技术问题所采用的技术方案：一种形成模袋砂、钢板桩组合围堰的施工方法，包括以下步骤：

1）、采用横向整幅沉放、纵向紧贴密排的方式将模袋砂堆叠形成内堰体和外堰体，内堰体和外堰体之间留有间隙；

2）、在内堰体和外堰体之间的间隙中抛沉袋装粘土；

3）、在袋装粘土上方填放砂土至内堰体和外堰体的顶部；

4）、在砂土上打入钢板桩，使钢板桩透砂土和袋装粘土深入至硬地层。

进一步作为本发明形成模袋砂、钢板桩组合围堰的施工方法的改进，在内堰体和外堰体顶部浇筑混凝土以形成硬化层。

有益效果：此模袋砂、钢板桩组合围堰及其施工方法通过在内堰体和外堰体之间的间隙底部设置有粘土层，并在其上设置有砂土层，钢板桩穿过砂土层和粘土层深入至硬地层构成止水芯墙，由于粘土具有粘性强而透水性差等特点，钢板桩穿过粘土层时，粘土粘覆在钢板桩底部深入硬地层，进而可使粘土与硬地层紧密的结合，阻止水流从钢板桩底部渗透，采用这样结构的止水芯墙，止水性能好。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明做进一步的说明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中钢板桩的结构示意图；

图3为本发明中止水锁扣的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图3，本发明一种用于硬地层上的模袋砂、钢板桩组合围堰，包括设置在硬地层上的内堰体1和外堰体2，在内堰体1和外堰体2之间的间隙底部设有粘土层3，在内堰体1和外堰体2之间的间隙填充有砂土层4，在内堰体1和外堰体2之间还设有若干彼此相互连接的单排钢板桩5，钢板桩5穿过砂土层4和粘土层3深入至硬地层。

通过在内堰体1和外堰体2之间的间隙底部设置有粘土层3，并在其上设置有砂土层4，钢板桩5穿过砂土层4和粘土层3深入至硬地层构成止水芯墙，由于粘土具有粘性强而透水性差等特点，钢板桩5穿过粘土层3时，粘土粘覆在钢板桩5底部深入硬地层，进而可使粘土与硬地层紧密的结合，阻止水流从钢板桩5底部渗透，采用这样结构的止水芯墙，止水性能好。

作为本发明模袋砂、钢板桩组合围堰的优选实施方式，内堰体1和外堰体2为采用模袋砂堆叠形成的纵向截面呈直角梯形的模袋砂堰体。

采用土工材料编织布缝制模袋并往模袋里灌砂，在浅水域硬地层上按设计要求以在横向整幅沉放、纵向紧贴密排的方式筑造出纵截面呈直角梯形的模袋砂堰体，梯形的斜度按照满足稳定性需要的设计要求，模袋砂堰体中的模袋宽度分别按内堰体1和外堰体2的全宽来裁制，无驳接缝，可减少水流在缝间渗流，而模袋高度需满足模袋边缘在充填砂后劈裂承载力要求，尽量取大值，减少竖向的袋间缝隙数量。

作为本发明模袋砂、钢板桩组合围堰的优选实施方式，各钢板桩5两侧均设有止水锁扣51，各相邻的钢板桩5通过止水锁扣51连接在一起。

作为本发明模袋砂、钢板桩组合围堰的优选实施方式，止水锁扣51为设置在钢板桩5两端的U形卷边，U形卷边的开口方向朝向钢板桩5。

钢板桩5一端的U形卷边以直立导滑的方式扣合至相邻钢板桩5对应端的U形卷边，即U形卷边的开口边以直立导滑的方式插入至相邻U形卷边的开口槽中，采用这样的扣合连接方式将若干块钢板桩5连续密排于硬地层上，对钢板桩5扣合连接时，在止水锁扣51处应涂抹润滑剂和止水材料，当受到水平作用力时，止水锁扣51会随着受力增加而愈加密贴紧实，且对钢板桩5施打压入硬地层时，应注意止水锁扣51之间的相互扣合，保证止水效果。

作为本发明模袋砂、钢板桩组合围堰的优选实施方式，模袋砂堰体的外侧设有防护毡6。

通过在模袋砂堰体的外侧设有防护毡6，可避免日晒的紫外线侵蚀模袋材料。

本发明一种形成模袋砂、钢板桩组合围堰的施工方法，包括以下步骤：

1）、采用横向整幅沉放、纵向紧贴密排的方式将模袋砂堆叠形成内堰体1和外堰体2，内堰体1和外堰体2之间留有间隙；

2）、在内堰体1和外堰体2之间的间隙中抛沉袋装粘土；

3）、在袋装粘土上方填放砂土至内堰体1和外堰体2的顶部；

4）、在砂土上打入钢板桩5，使钢板桩5透砂土和袋装粘土深入至硬地层。

内堰体1为纵截面呈直角梯形且尺寸较大的模袋砂堰体，是挡水结构的主要结构，内堰体1的纵截面尺寸由其能够独立承受水压力的安全要求确定，而外堰体2为纵截面呈直角梯形且尺寸较小的模袋砂堰体，起到止水芯墙成型的作用，可传递水流压力，外堰体2的纵截面尺寸由能够施工稳定成型的要求确定。

粘土是以袋装形式抛沉进入内堰体1和外堰体2之间的间隙底部，袋装粘土的高度需要满足止水要求，袋装粘土不宜装填饱满，以便袋装粘土之间能充分压实。

在内堰体1和外堰体2之间的间隙再填放砂土，砂土虽然透水性较粘土大，但便于钢板桩的打入施工。

在预定的位置施打钢板桩5，施打前，在钢板桩5前端削角，便于插入袋装粘土，钢板桩5要避开模袋砂堰体边缘，一直打至穿透袋装粘土，直至机械完全打不进去为止。

作为本发明形成模袋砂、钢板桩组合围堰的施工方法的优选实施方式，在内堰体1和外堰体2顶部浇筑混凝土以形成硬化层。

浇筑混凝土形成的硬化层可作为施工平台，方便作业。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。