一种新型永临结合挡土结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及水工结构技术领域，尤其涉及一种新型永临挡土结构及其施工方法。

背景技术

近年来，随着对交通运输、民生保障的关注热度不断提高，各种大型水工建筑物(包括水闸、船闸等)不断涌现。为了满足与日俱增的需求，新建结构物形式不断创新，结构尺寸不断增大，对设计和施工带来较大的难度和挑战。

以船闸为例，随着通航设计船型的吃水深度不断增大，船闸底板高程将进一步降低，直接导致施工过程中基坑开挖深度过大，施工难度和风险较大。施工中，一般采用放坡开挖的施工方式来降低施工成本，但实际工况下，往往因周围建筑、道路阻碍等原因，只可进行直壁式深基开挖。深基坑开挖过程中必须采取结构围护以及上部支护结构。由于上部支护一般需设置为对称结构，以减小围护结构的侧向变形。但当船闸跨度较大时，设置对称支护难度较大，施工成本较高。同时，结构围护和上部支护均属于临时结构物，结构施工完成后，将被拆除且难以二次使用，不利于资源可持续发展。

针对大型水工结构施工中，深基坑开挖难度大，材料资源不可持续利用的现状，研发了一种永久结构和临时结构相结合的结构物已经成为当前亟待解决的问题，对大型水工结构的应用具有非常重要的实际意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于：针对现有技术的不足而提供一种降低深基坑开挖难度、减少临时结构物资源耗费的新型永临结合挡土结构。

本发明所要解决的技术问题之二在于：提供一种上述的新型永临结合挡土结构的施工方法。

作为本发明第一方面的一种新型永临结合挡土结构，包括：

打设在地基内的前排桩基结构；

打设在地基内且位于所述前排桩基后侧的后排桩基结构；

构筑在所述前排桩基结构和后排桩基结构的桩顶上的承台结构；

构筑在所述承台结构的前侧部上且与所述承台结构固接的挡墙结构；

竖直布置在所述前排桩基结构的前侧面上的挂板结构，所述挂板结构的上端面与所述承台结构的下台面的前侧缘固接；

水平布置在所述挂板结构的前侧方的地基上的水工底板结构，所述水工底板结构的后端与所述挂板结构的下端固接；以及

构筑在所述承台结构上的填土槽格结构。

在发明的一个优选实施例中，所述前排桩基结构包括：

若干沿永临结合结构的延伸方向均匀间隔布置的灌注桩；

若干沿永临结合结构的延伸方向密排布置在所述若干灌注桩后侧的三轴搅拌桩；

若干沿永临结合结构的延伸方向间隔开设在所述若干灌注桩与若干三轴搅拌桩之间的压密注浆孔，每一压密注浆孔内进行注浆，以排出周围土体孔隙内的空气。

在本发明的一个优选实施例中，所述灌注桩为钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、钢管桩或PHC管桩中的一种。

在发明的一个优选实施例中，所述后排桩基结构由若干对沿永临结合结构的延伸方向间隔布置且呈形成叉状结构的斜桩构成。

在本发明的一个优选实施例中，所述斜桩为PHC管桩或钢管桩。

在本发明的一个优选实施例中，所述后排桩基结构由若干排间隔布置的灌注桩构成。

在本发明的一个优选实施例中，所述灌注桩为钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、钢管桩或PHC管桩中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述挡墙结构为矩形挡墙、梯形挡墙或弧形挡墙中的一种。

作为本发明第二方面的一种新型永临结合挡土结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤S10，在地基内打设前排桩基结构和后排桩基结构；

步骤S20，以泥面线-放坡开挖线-水平开挖线为轮廓进行土体开挖；

步骤S30，在前排桩基结构和后排桩基结构的桩顶上且位于水平开挖线处构筑承台结构；

步骤S40，沿竖直开挖线、二次水平开挖线进行直壁式深基坑开挖；

步骤S50，对挡墙结构、填土槽格结构、挂板结构和水工底板结构进行施工；

步骤S60，在填土槽格内回填土体至泥面线。

在本发明的一个优选实施例中，在步骤S10中，前排桩基结构的施工方式为：先进行三轴搅拌桩施工，待三轴搅拌桩施工后，进行灌注桩施工，待灌注桩施工完成后，在压密注浆孔内进行压密注浆，以排出周围土体孔隙内的空气，使得周围土体强度提高。

由于采用了如上技术方案，本发明所的有益效果在于：

1.本发明的前排桩基结构形成临时挡土结构，兼顾临时结构和永久结构的双重作用，提高材料利用率；同时，可有效避免基坑支护拆卸后较难二次利用，施工废弃物较难绿色发展的问题。

2.本发明的前排桩基结构为由灌注桩、三轴搅拌桩和压密注浆所形成的整体结构，土体密实度高，整体结构稳定性好，实现临时挡土作用。

3.本发明可有效减小土体开挖量，降低施工难度，缩减工期，降低工程成本。

4.本发明避免了传统施工中基坑支撑布设难度大，基坑开挖侧向变形大的工程难题，充分发挥已有结构物的挡土作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的新型永临结合挡土结构的实施例1的结构示意图。

图2是本发明的新型永临结合挡土结构的实施例1的前排桩基结构的结构示意图。

图3是本发明的新型永临结合挡土结构的实施例1的工艺流程图。

图4是本发明的新型永临结合挡土结构的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

参见图1，图中给出的是一种新型永临结合挡土结构，包括前排桩基结构100、后排桩基结构200、承台结构300、挡墙结构400、挂板结构500、水工底板结构600以及填土槽格结构700。

前排桩基结构100打设在地基内。前排桩基结构100包括若干灌注桩110、若干三轴搅拌桩120以及若干压密注浆孔130。若干灌注桩110沿永临结合结构的延伸方向均匀间隔布置，灌注桩110可以为钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、钢管桩或PHC管桩中的一种。若干三轴搅拌桩120沿永临结合结构的延伸方向密排布置在若干灌注桩110的后侧。若干压密注浆孔130沿永临结合结构的延伸方向间隔开设在若干灌注桩110与若干三轴搅拌桩120之间，每一压密注浆孔内进行注浆，以排出周围土体孔隙内的空气，提高土体密实度，使得前排桩基结构100实现临时挡土作用。

后排桩基结构200打设在地基内且位于前排桩基结构100的后侧。后排桩基结构200由若干对沿永临结合结构的延伸方向间隔布置且呈形成叉状结构的斜桩210构成，斜桩210可以为PHC管桩或钢管桩。

承台结构300构筑在前排桩基结构100和后排桩基结构200的桩顶上。

挡墙结构400构筑在承台结构300的前侧部上且与承台结构300的固接。挡墙结构400可以为矩形挡墙、梯形挡墙或弧形挡墙中的一种。

挂板结构500竖直布置在前排桩基结构100的前侧面上，挂板结构500的上端面与承台结构300的下台面的前侧缘固接。

水工底板结构600水平布置在挂板结构500的前侧方的地基上，水工底板结构600的后端与挂板结构500的下端固接。

填土槽格结构700构筑在承台结构300上，其用于回填土体。

本发明的新型永临结合挡土结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤S10，在地基内打设前排桩基结构100和后排桩基结构200。具体地，前排桩基结构100的施工过程为：先进行三轴搅拌桩120施工，待三轴搅拌桩120施工后，进行灌注桩110施工，待灌注桩110施工完成后，在压密注浆孔130内进行压密注浆，以排出周围土体孔隙内的空气，使得周围土体强度提高，实现临时挡土作用。

步骤S20，待前排桩基结构100施工完成后，以泥面线1-放坡开挖线2-水平开挖线3为轮廓进行土体开挖。

步骤S30，在前排桩基结构100和后排桩基结构200的桩顶上且位于水平开挖线3上构筑承台结构300。

步骤S40，沿竖直开挖线4-二次水平开挖线5进行直壁式深基坑开挖，由于灌注桩110、三轴搅拌桩120以及压密注浆孔130所构成的整体结构具有足够的强度，可临时挡土，故无需设置基坑开挖围护结构。

步骤S50，待直壁式深基坑开挖完成后，对挡墙结构400、填土槽格结构700、挂板结构500和水工底板结构600进行施工。

步骤S60，在填土槽格结构700内回填土体至泥面线1，泥面线1可根据工程需求而定。

实施例2

本实施例2的新型永临结合挡土结构与实施例1的新型永临结合挡土结构大致相同，其区别在于：参见图2，后排桩基结构200a由若干排间隔布置的灌注桩210a构成，灌注桩210a为钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、钢管桩或PHC管桩中的一种。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。