一种海上软土地基中钢板桩围堰失稳的加固方法技术

一种海上软土地基中钢板桩围堰失稳的加固方法，首先拆除坍塌区域部分围檩、拔出变形钢板桩，并在坍塌区域回填片石，然后重新打入钢板桩，并在新打入的钢板桩外侧抛掷石块、内侧打入钢管桩；接着在围堰内水位符合施工要求后，进行围檩和内支撑的安装，并且将最底层围檩与钢管桩顶部焊接牢固；最后在围堰底部清淤后铺设有型钢与钢筋网，且型钢与钢管桩焊接，并分层浇筑封底混凝土，浇筑完成后在封底混凝土顶面设置一圈砖砌挡墙，在砖砌挡墙内侧设置边沟和集水井。本发明专利技术不仅提高了钢板桩围堰的安全稳定性，而且加快了施工进度，有效地解决了钢板桩围堰突发的失稳状况。

A Reinforcement Method of Steel Sheet Pile Cofferdam Instability in Marine Soft Soil Foundation

【技术实现步骤摘要】
一种海上软土地基中钢板桩围堰失稳的加固方法
本专利技术涉及一种加固钢板桩围堰的方法，特别是一种海上软土地基中钢板桩围堰失稳的加固方法。
技术介绍
由于跨河、跨江及跨海交通的限制，人们陆续开始水中施工，这就需要解决变水中施工为陆地施工的难题。钢板桩围堰以其施工速度快、施工机械方便、经济效益明显等优点被日益广泛应用，作为解决水中施工问题的常用施工方法之一。但是，在施工过程中，如何解决围堰渗漏，保证钢板桩的使用安全性，有效避免施工过程中钢板桩发生劈裂，成为整个建筑行业的难题。尤其是在海上软土地区，一旦受到潮水落差大、风浪冲击、地层坍塌等，钢板桩容易发生失稳破坏，发生漏水、漏沙等现象。如何快速解决这一突发状况、减少工程损失、保障人工安全成为工程中的一大难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种海上软土地基中钢板桩围堰失稳的加固方法，增强地基承载力，提高钢板桩的锚固力，使整个钢板桩围堰稳定性得到提升，本专利技术不仅提高了钢板桩围堰的安全稳定性，而且加快了施工进度，有效地解决了钢板桩围堰突发的失稳状况。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种海上软土地基中钢板桩围堰失稳的加固方法，包括如下步骤：步骤一：拆除钢板桩围堰变形处的围檩，并排出围堰内的水，待围堰内外水压平衡后，拔出变形的钢板桩；步骤二：在钢板桩围堰变形处的地层坍塌区域回填片石，回填范围大于地层坍塌区；步骤三：打入新的钢板桩以替代被拔出的钢板桩，并留出至少一根钢板桩的位置，然后在新打入钢板桩的外侧抛石堆载，抛石区域距离钢板桩3m；步骤四：在新打入钢板桩的内侧打入多根紧贴钢板桩的钢管桩，在钢板桩围堰的同一方向上，多根钢管桩的距离相等；步骤五：钢管桩打入完成后，打入剩余的钢板桩完成钢板桩围堰的合拢，并在钢板桩锁口内涂黄油和锯末的混合物；步骤六：当钢板桩围堰内水位高于规定值时，进行排水，在排水过程中，如果锁口漏水，采取防渗漏措施；步骤七：排水的过程中，分层对围檩和内支撑进行安装，其中所述钢管桩顶部与最底层围檩的底部焊接；步骤八：挖掉钢板桩围堰内部底层淤泥，在底部铺设型钢，型钢与钢管桩焊接连接，然后再铺设一层钢筋网，之后浇筑封底混凝土，封底混凝土分两层浇筑，在第一层浇筑的混凝土强度达到25Mpa后进行第二层的浇筑；步骤九：在封底混凝土顶面设置一圈挡墙，挡墙距离封底混凝土边缘50cm，挡墙高20cm，同时在挡墙内侧设置边沟和集水井，以收集封底混凝土顶面积水。所述回填用的片石平均粒径在6~10cm。所述钢管桩的直径为630mm，长度为24m，相邻钢管桩间距为2.5m。所述防渗漏措施为：钢板桩围堰在排水过程中，向钢板桩围堰锁口外侧悬挂塑料薄膜条，在钢板桩围堰外围的水中抛洒锯末、粉煤灰和黏土的混合物，在钢板桩围堰的内侧用棉纱、布条或棉花填塞锁口缝隙。所述钢筋网的网眼为100mm×100mm，所用钢筋直径为16mm，所述型钢为25a工字钢。所述步骤七安装内支撑时，采用工字钢做成牛腿，焊接在钢板桩上，且牛腿顶面与围檩底部焊接，内支撑与围檩焊接，围檩与钢板桩之间用废旧工字钢焊接填实，在牛腿和对应的内支撑之间设有限位块，限位块焊接在牛腿顶面，在内支撑长度方向上限制围檩以及钢板桩围堰的晃动幅度。本专利技术的有益效果是：第一，本专利技术对地层坍塌区域回填片石，可以置换部分淤泥，增强地层稳定性，确保钢板桩锚固力；回填区域适当扩大，自坍塌区域边缘向坍塌区回填，可以使地基更加稳固。第二，在打入新钢板桩时留有一个缺口，目的在于使围堰内外水压差平衡，防止再次失稳破坏，且有利于内部钢管桩的打设，后续打入钢管桩后再进行围堰合拢。第三，在打入新钢板桩的外围进行抛石堆载，可以减少风浪对钢板桩的冲击，同时可对外侧钢板桩起到压脚作用，阻止钢板桩进一步倾斜；抛石离开外侧钢板桩3m，可减少由于抛石堆载对围堰产生的被动土压力影响，并且挤压土体，使得钢板桩周围的土体更加密实，起到加固地基的作用。第四，本专利技术中钢管桩紧贴钢板桩，且钢管桩顶部与最底层围檩底部焊接牢固，而钢管桩又通过封底混凝土中埋设的型钢焊接，这样钢板桩、钢管桩、型钢就组成一个整体，从多角度增强围堰的稳定性。第五，钢板桩围堰排水过程中向钢板桩围堰外侧锁口缝隙处悬挂填塞塑料薄膜条，向外围水中抛撒锯末、粉煤灰与粘土的混合物，通过水压差形成的吸力将混合物吸附到漏水位置即可达到堵漏目的，围堰内侧的棉纱、布条、棉花等可进一步封堵缝隙；其中锯末和棉纱、棉絮可以在吸水后膨胀，从而提高对缝隙的封堵效果。第六，浇筑封底混凝土之前铺设型钢和钢筋网片的作用就是支撑第一层封底砼，使之形成整体，增加抗裂性能和强度，防止因地层塌陷引起混凝土下沉。封底混凝土分两层浇筑，目的在于防止一次性浇筑造成基础下沉，型钢和钢筋网起到骨架的作用，防止因地层塌陷引起混凝土下沉，使整个地基更加稳固。第七，在第二层封底混凝土顶面设置一圈砖砌挡墙，内侧设置边沟和集水井，其主要目的是用以阻挡潮水及杂物由钢板桩与封底混凝土之间缝隙进入，同时在砖砌挡墙内侧设置边沟和集水井，便于清理封底混凝土顶面积水。附图说明图1是钢板桩围堰的结构示意图；图2是钢板桩围堰失稳后对于坍塌区域回填的示意图；图3是在钢板桩围堰坍塌区域打入钢管桩的示意图；图4是钢板桩围堰在打入钢管桩后的侧面示意图；图5是内支撑、围檩和钢板桩安装的示意图；图6是钢板桩围堰封底混凝土中型钢布置的示意图；图7是钢板桩围堰封底混凝土浇筑完成后的侧面示意图；图8是钢板桩围堰底部砖砌挡墙和集水井设置示意图；图中标记：1、钢板桩，2、围檩，3、内支撑，4、承台，5、钢护筒，6、钢管桩，7、第三层围檩，8、牛腿，9、限位块，10、型钢，11、连通器，12、封底混凝土，13、砖砌挡墙，14、集水井。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案作进一步的说明。某工程地质为海上淤泥质软土地基，钢板桩围堰结构如图1所示，包括钢板桩1、围檩2、内支撑3，在钢板桩围堰内，设有承台4和钢护筒5；在钢板桩围堰的第三层围檩7（即最底层围檩）已经施工完毕的时候，该围堰东侧地层坍塌，该侧钢板桩1又受到海水涨潮挤压，发生倾斜变形。围堰芯土向基坑内平移，围堰漏水现象严重。必须尽快处理这一紧急情况，否则将引起整个围堰失稳变形。本专利技术采用的是对局部进行加固处理，利用回填石片，抛掷石头，打入钢管桩6来提高坍塌区钢板桩1的锚固力和抗倾覆力。封底混凝土12顶面设置一圈砖砌挡墙13，使得施工作业面更加干净整洁，有效的降低了钢板桩围堰突发失稳状况带来的经济损失，保证了后续施工的安全稳定性。具体的处理步骤如下：（1）拆除钢板桩围堰变形处的第一、二、三层围檩2，低潮位期间打开连通器11直接将围堰内水排出，平衡内外水压差后，拔出变形的钢板桩1；如果没有设置连通器11，可以采用其他排水措施；（2）在地层坍塌区域回填片石，粒径6~10cm，本例中为8cm左右，如图2所示，回填区域应适当扩大，大于坍塌区域，而且在回填时，应该自坍塌区域边缘向坍塌区回填，回填至一定标高，在本例中回填标高-3.2m；（3）重新打设拔出部分的钢板桩1，但不合拢，留置一片钢板桩1位置，待后续打入钢管桩6后再进行围堰合拢，在新打入的钢板桩1的外围进行抛石堆载，抛石宽度4m，厚2m，离开钢板桩围堰3m；（4）在新打设的钢板桩1内侧紧贴钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上软土地基中钢板桩围堰失稳的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：拆除钢板桩围堰变形处的围檩，并排出围堰内的水，待围堰内外水压平衡后，拔出变形的钢板桩；步骤二：在钢板桩围堰变形处的地层坍塌区域回填片石，回填范围大于地层坍塌区；步骤三：打入新的钢板桩以替代被拔出的钢板桩，并留出至少一根钢板桩的位置，然后在新打入钢板桩的外侧抛石堆载，抛石区域距离钢板桩3m；步骤四：在新打入钢板桩的内侧打入多根紧贴钢板桩的钢管桩，在钢板桩围堰的同一方向上，多根钢管桩的距离相等；步骤五：钢管桩打入完成后，打入剩余的钢板桩完成钢板桩围堰的合拢，并在钢板桩锁口内涂黄油和锯末的混合物；步骤六：当钢板桩围堰内水位高于规定值时，进行排水，在排水过程中，如果锁口漏水，采取防渗漏措施；步骤七：排水的过程中，分层对围檩和内支撑进行安装，其中所述钢管桩顶部与最底层围檩的底部焊接；步骤八：挖掉钢板桩围堰内部底层淤泥，在底部铺设型钢，型钢与钢管桩焊接连接，然后再铺设一层钢筋网，之后浇筑封底混凝土，封底混凝土分两层浇筑，在第一层浇筑的混凝土强度达到25Mpa后进行第二层的浇筑；步骤九：在封底混凝土顶面设置一圈挡墙，挡墙距离封底混凝土边缘50cm，挡墙高20cm，同时在挡墙内侧设置边沟和集水井，以收集封底混凝土顶面积水。...

【技术特征摘要】
1.一种海上软土地基中钢板桩围堰失稳的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：拆除钢板桩围堰变形处的围檩，并排出围堰内的水，待围堰内外水压平衡后，拔出变形的钢板桩；步骤二：在钢板桩围堰变形处的地层坍塌区域回填片石，回填范围大于地层坍塌区；步骤三：打入新的钢板桩以替代被拔出的钢板桩，并留出至少一根钢板桩的位置，然后在新打入钢板桩的外侧抛石堆载，抛石区域距离钢板桩3m；步骤四：在新打入钢板桩的内侧打入多根紧贴钢板桩的钢管桩，在钢板桩围堰的同一方向上，多根钢管桩的距离相等；步骤五：钢管桩打入完成后，打入剩余的钢板桩完成钢板桩围堰的合拢，并在钢板桩锁口内涂黄油和锯末的混合物；步骤六：当钢板桩围堰内水位高于规定值时，进行排水，在排水过程中，如果锁口漏水，采取防渗漏措施；步骤七：排水的过程中，分层对围檩和内支撑进行安装，其中所述钢管桩顶部与最底层围檩的底部焊接；步骤八：挖掉钢板桩围堰内部底层淤泥，在底部铺设型钢，型钢与钢管桩焊接连接，然后再铺设一层钢筋网，之后浇筑封底混凝土，封底混凝土分两层浇筑，在第一层浇筑的混凝土强度达到25Mpa后进行第二层的浇筑；步骤九：在封底混凝土顶面设置一圈挡墙，挡墙距离封底混凝土边缘50cm，挡墙高20cm，同时在挡墙内侧设置边沟...

【专利技术属性】
技术研发人员：原法芳，梁斌，刘小敏，赵锐，宋承龙，潘凯，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41