一种临航道施工便道的综合防渗体系及施工方法

摘要

本发明公开了一种临航道施工便道的综合防渗体系，采用排桩由钻孔灌注桩和高压旋喷桩组合构成的排桩，综合防渗体系包括：靠近临航道侧的前排桩，靠近基坑侧的后排桩，在前排桩和后排桩中沿排桩延伸方向布置的主防渗墙；前排桩和后排桩的端部通过侧排桩封闭连接；主防渗墙在基坑边缘拐点处朝侧排桩方向延伸至侧排桩处；主防渗墙在基坑边缘拐点处沿垂直于主防渗墙方向向后排桩延伸，构成辅防渗墙；辅防渗墙从后排桩中穿过与基坑外侧的下游全围堰防渗墙平行搭接，且搭接区域采用高压旋喷注浆进行土体固结；主防渗墙的顶部高程低于上部结构物的底部高程，且二者之间柔性连接。本发明提升了临航道施工便道的综合防渗体系的安全可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其是一种临航道施工便道的综合防渗体系及施工方法。

背景技术

随着经济社会的发展，单线船闸逐渐不能满足客货运量的需求，复线船闸工程越来越多。复线船闸施工现场往往临近原有的一线船闸与航道，施工现场通常修建临航道施工便道来满足施工人员车辆往来及物料运输需求。临航道施工便道修建于施工基坑与航道之间，施工过程往往空间受限，其安全稳定对航运影响大。施工便道运行过程承载复杂动力荷载与临航道侧高水位作用，渗流问题突出，需采取防渗措施来减少对航道和施工基坑的影响。

钻孔灌注桩与高压旋喷桩组合的双排桩为近年来广泛应用于堤防、围堰等工程中的防渗体系。双排桩防渗体系具有良好的承载性能，但对有动载作用的临航道施工便道，钻孔灌注体在较大动荷载作用下竖向和横向将会产生不同程度的应变，势必会破坏钻孔灌注桩与高压旋喷桩桩体之间的紧密结合，造成桩体之间产生裂缝，对防渗效果将产生不利影响。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种临航道施工便道的综合防渗体系，采用混凝土防渗墙与双排桩组合的结构，提升防渗体系的安全可靠性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种临航道施工便道的综合防渗体系，包括：靠近临航道侧的前排桩，靠近基坑侧的后排桩，在前排桩和后排桩中沿排桩延伸方向布置的主防渗墙；

前排桩和后排桩的端部通过侧排桩封闭连接；

主防渗墙在基坑边缘拐点处朝侧排桩方向延伸至侧排桩处；

主防渗墙在基坑边缘拐点处沿垂直于主防渗墙方向向后排桩延伸，构成辅防渗墙；辅防渗墙从后排桩中穿过与基坑外侧的下游全围堰防渗墙平行搭接；

主防渗墙的顶部高程低于上部结构物的底部高程。

优选的，下游全围堰防渗墙与辅防渗墙的搭接区域采用高压旋喷注浆进行土体固结。

优选的，排桩由钻孔灌注桩和高压旋喷桩组合构成；辅防渗墙从后排桩中相邻的两个钻孔灌注桩中穿过。

优选的，从后排桩中相邻的两个钻孔灌注桩中穿过的辅防渗墙的宽度等于该相邻的两个钻孔灌注桩的间距。

优选的，主防渗墙的顶部与上部结构物的底部之间采用柔性连接。

优选的，主防渗墙的顶部与上部结构物的底部之间的连接方式，具体如下所示：

在主防渗墙的顶部，沿主防渗墙竖直方向自下而上依次设置防渗混凝土、泡沫板，并在防渗混凝土和泡沫板中垂直设置橡胶止水，即橡胶止水向下穿过泡沫板并深入至防渗混凝土中；橡胶止水向上与上部结构物的底部相连接。

优选的，防渗墙为混凝土防渗墙。

本发明还提供了一种临航道施工便道的综合防渗体系的施工方法，包括以下步骤：

S1，双排钻孔灌注桩桩基施工，在指定地面位置，利用桩机进行双排钻孔灌注桩的成孔施工；

S2，钻孔灌注桩采用混凝土浇筑；双排钻孔灌注桩施工完成后，相邻的两个钻孔灌注桩之间留有一定间距；

S3，利用桩基施工平台进行防渗墙的施工，防渗墙采用素混凝土浇筑，且防渗墙深入不透水土层的深度不小于2m；

S4，在施工防渗墙的同时对高压旋喷桩进行施工：在相邻的两个钻孔灌注桩之间设置高压旋喷桩，且高压旋喷桩深入不透水土层的深度不小于2m，形成止水的加固体；

S5，平台土方开挖至上部结构物底部高程，清除主防渗墙的墙顶浮浆，使得主防渗墙的顶部高程低于上部结构物的底部高程；

S6，在主防渗墙的顶部，沿主防渗墙竖直方向自下而上依次设置防渗混凝土、泡沫板，并在防渗混凝土和泡沫板中垂直设置橡胶止水，即橡胶止水垂直向下穿过泡沫板并深入至防渗混凝土中；橡胶止水垂直向上与上部结构物的底部相连接。

本发明的优点在于：

(1)本发明采用双排桩与混凝土防渗墙组合的形式，通过调整防渗墙长度与走向以及搭接区域布置，使得防渗墙整体成T型分布，以使得基坑的临航道侧渗流由直接穿过防渗墙与灌注桩结合面间隙，变为绕过防渗墙再穿过搭接区域，使得渗径长度调整，渗流的稳定性得以满足，解决了传统的双排桩受动载作用产生渗水缝隙的问题，以免渗径过短、透水缝隙过大引起的透水流量过大。并且，双排桩内部的防渗墙的顶部高程低于上部混凝土结构物的底部高程，不作为综合防渗体系的受力体系，以避免受到上部的动静荷载产生裂缝破坏，影响防渗效果。

(2)在搭接区域采用高压旋喷注浆进行土体固结，增大搭接区域即高压旋喷固结区的抗渗稳定性。

(3)提出防渗墙顶部与上部结构物底部的柔性连接方案，如泡沫板填充，提高了防渗墙抵抗动静荷载的能力和止水能力。

(4)双排桩主承载过程也具有一定防渗功能，可有效减小中间混凝土防渗墙承受的水头差，保护其防止产生渗透破坏。

(5)由于临航道施工便道防渗体系的安全稳定对工程安全施工与施工过程交通导行至关重要，因此，本发明开展减小双排桩防渗体系安全隐患的研究，提升防渗体系的安全可靠性，具有显著实际意义。

附图说明

图1为防渗墙与双排桩组合的综合防渗体系的三维示意图

图2为防渗墙与双排桩组合的综合防渗体系的结构示意图。

图3为防渗墙与上方结构物的剖面示意图。

图4为防渗墙与上方结构物连接处C的放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由图1和图2所示，一种临航道施工便道的综合防渗体系，具体如下所示：

由钻孔灌注桩1与高压旋喷桩2组合构成排桩；

综合防渗体系包括：靠近临航道侧的前排桩L1，靠近基坑侧的后排桩L2，在前排桩和后排桩中沿排桩延伸方向布置的主防渗墙31。

前排桩L1和后排桩L2的端部通过侧排桩L3封闭连接；

主防渗墙31施工至基坑边缘拐点A点后，继续在双排桩中沿双排桩中轴线方向，且朝侧排桩L3方向延伸一段至侧排桩L3处即点B，用于延长渗径；

主防渗墙31在基坑边缘拐点A处，还沿垂直于双排桩中轴线方向向后排桩L2延伸，构成辅防渗墙32。

辅防渗墙32从后排桩L2中相邻的两个钻孔灌注桩1，即钻孔灌注桩I和II中穿过与基坑外侧的下游全围堰防渗墙平行搭接。其中，从后排桩L2的钻孔灌注桩I和II中穿过的防渗墙3的宽度应与钻孔灌注桩I和II的间距相等。辅防渗墙32与下游全围堰防渗墙的搭接区域4采用高压旋喷注浆进行土体固结。

防渗墙为混凝土防渗墙，防渗墙整体成T型分布，包括主防渗墙31和辅防渗墙32，双排桩连接防渗墙构成主基坑整体封闭体系。

本发明中，为解决双排桩联合防渗墙的接触面的防渗问题，对防渗墙沿双排桩中轴线方向进行延长处理，并沿后排桩的钻孔灌注桩1间距中心延伸与基坑外侧的下游全围堰防渗墙平行搭接，即防渗墙3整体T型分布。在搭接区域4采用高压旋喷注浆进行土体固结，增大搭接区域4的抗渗稳定性。

由图3和图4所示，在双排桩中布置的主防渗墙31的顶部高程应低于上部结构物5的底部高程，主防渗墙31的顶部与上部结构物5的底部之间采用泡沫填充，具体如下所示：

在主防渗墙31的顶部，沿主防渗墙31竖直方向自下而上依次设置c25P12防渗混凝土8、泡沫板7，并在防渗混凝土8、泡沫板7中垂直设置橡胶止水6，即橡胶止水6向下穿过泡沫板7并深入至防渗混凝土8中，且橡胶止水6向上与上部结构物5的底部相连接。

由于双排桩防渗体系后期通常兼顾上部结构物5，双排桩中钻孔灌注桩1为摩擦桩，依靠桩与土体之间的摩擦力承受荷载，钻孔灌注桩1将承受较大的动静荷载，桩体在竖向和横向将会产生不同程度的应变。而双排桩防渗体系主要依靠钻孔灌注桩1与高压旋喷桩2桩体之间的紧密结合，形成止水加固体，以达到防渗效果。后期钻孔灌注桩1在承受动静荷载后的竖向桩体应变势必会破坏桩体之间的紧密结合，造成桩体之间产生裂缝，对防渗效果将产生不利影响。因此，本发明的双排桩中主防渗墙31的顶部高程低于上部结构物5的底部高程，不作为综合防渗体系的受力体系，以避免受到上部的动静荷载产生裂缝破坏，影响防渗效果。

实施例：

一种临航道施工便道的综合防渗体系，具体设置如下所示：

防渗墙的墙体厚度即宽度为0.4m；

在双排桩中沿双排桩中轴线方向的主防渗墙施工至基坑边缘拐点A后，继续在双排桩中朝侧排桩方向延伸5m至B点，构成辅防渗墙；

主防渗墙在基坑边缘拐点A处，沿垂直于双排桩中轴线方向向后排桩延伸，且从后排桩中相邻的两个钻孔灌注桩中穿过，与基坑外侧的下游全围堰防渗墙平行搭接，搭接区域4的长度为4m，宽度0.6m；

所述主防渗墙顶部的止水材料高度为0.5m。

在安徽省淮河航道临岗复线船闸基坑工程中，复线船闸基坑紧靠城西湖蓄洪闸和一线船闸，且紧靠淮河航道，地下水位较高，在下游全年围堰双排桩基础上增设单排摆喷防渗墙。素混凝土防渗墙与双排桩二者共同构成了主基坑开挖的综合防渗体系。

基于本发明的一种临航道施工便道的综合防渗体系，本实施例同时提出一种临航道施工便道的综合防渗体系的施工方法，按照如下步骤进行：

S1，双排钻孔灌注桩的桩基施工，在指定地面位置，利用桩机进行双排桩钻孔灌注桩的成孔施工，钻孔灌注桩直径为1.6m；

S2，钻孔灌注桩为刚性结构，采用混凝土浇筑，双排钻孔灌注桩施工完成后，相邻的两个钻孔灌注桩之间留有0.4m间距；

为达到较好的支护与止水效果，待各排钻孔灌注桩混凝土浇筑完成且达到终凝后，在相邻的两个钻孔灌注桩之间设置直径为0.8m的高压旋喷桩，相邻的两个高压旋喷桩的桩心相距2m，高压旋喷桩深入不透水土层的深度不小于2m，形成止水的加固体；

S3，素混凝土防渗墙的施工：为降低设备动静荷载对防渗墙施工的扰动和保证施工工作面的连续性，在桩基施工完成后，利用桩基施工平台进行素混凝土防渗墙施工，厚度为0.4m，素混凝土防渗墙底部深入不透水土层的深度不小于2m；

S4，高压旋喷桩的施工：在施工防渗墙的同时在桩基施工平台高程对高压旋喷桩进行施工；

S5，进行导梁的拆除，平台土方开挖至上部结构物底部高程，清除主防渗墙墙顶浮浆至上部箱涵结构物底部高程以下0.5m；

S6，施工过程先在上部箱涵结构物底板与素混凝土防渗墙顶之间浇筑c25P12防渗混凝土，浇筑至距箱涵结构物底板200mm时垂直预埋一道高度为300mm的橡胶止水，继续浇筑c25P12防渗混凝土至橡胶止水嵌入防渗混凝土中125mm，然后布置厚度为50mm的泡沫板，最后进行箱涵结构物底板的浇筑，橡胶止水顶部125mm嵌入空箱底板中，以封闭整个防渗体系。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。