一种重力式挡土墙及其施工方法技术

本发明专利技术公开一种重力式挡土墙及其施工方法，重力式挡土墙设置于一淤泥类土质的基坑内，基坑包括侧面和底面，重力式挡土墙包括多个倾斜桩和多个垂直桩，多个倾斜桩由基坑外侧的地表向侧面倾斜且相互咬合搭接形成一倾斜截水帷幕，多个垂直桩设置于侧面且相互咬合搭接形成一垂直截水帷幕；其中，垂直截水帷幕和倾斜截水帷幕围拢后形成一横截面为三角形的围拢区，围拢区内的淤泥土进行排水固结后形成一重力单元。本发明专利技术就地取材将易坍塌的被支护土体进行工程性质改良后作为支护结构重力单元，显著提高了支护效果，提高了基坑内作业安全性，施工操作方法简单易操作，适用性强，较传统基坑支护工艺安全性更高，经济适用性更强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑地基基础工程
，具体是一种淤泥类土固结形成重力式挡土墙的施工工艺，主要用于沿海地区下部土层为淤泥类土的大型深基坑开挖工程。
技术介绍
沿海地区大型深基坑开挖支护工程中，传统施工支护方法有：地下连续墙支护结构、混凝土重力式挡土墙结构、土钉墙支护结构、灌注桩支护结构等，由于地下水与海水贯通，而且受到沿海潮汐作用强烈，地下水渗流状况极为复杂，沿海地区淤泥类土含水率经验范围40％～90％，远远超过淤泥类土液限30％～60％，孔隙比大于1，内摩擦角为1.5°～10°，粘聚力为1～8kPa，淤泥类土特性决定了土体常处为流塑状态或流体状态，淤泥类土层虽然属于隔水层，但是土体水平渗透系数要比垂直渗透系数大很多，淤泥类土层本身一般是饱和的，即使其它地下水不能通过渗透流向基坑，但其自身所包含的水在重力作用下也会渗出来，随深度增加基坑内支护难度极度加大，在这种复杂地质条件下，传统支护结构方法适用性差，易出现以下诸多问题：为节省挖土方量，坑内支护结构空间受限。为有足够的空间用于支护结构造成挖土方量过大。基坑边缘随开挖深度加大，变形急剧扩大，易发生安全事故。多排水泥土桩体连接形成挡土墙，工程造价难以控制。大面积排水固结土体，由于深层地下水作用，常达不到理想效果。公告号为CN203213122U的中国技术专利公开了一种砂石桩加固坑底的淤泥质基坑，参阅图1a和图1b，淤泥质基坑包括坑底垫层4和基坑四周的支护桩1，支护桩1外侧设有换填的二至五排砂石桩2。基坑坑底垫层4下满布有正方形或三角形布置的砂石桩3。此方案使用大量砂石桩2进行加固，加固效果有限，且施工深度较深，施工量大。根据淤泥类土工程地质特性，疏干地下水后因含水率降低，其内摩擦角和粘聚力均显著增大，内摩擦角可达到75°，粘聚力趋近300kPa，导致其抗剪强度及无侧限抗压强度也显著增大，因此疏干固结后的淤泥类土非常适合作为重力式挡土墙的组成部分。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有深基坑开挖支护工程中，支护工程量大、费用高、下部土层淤泥类土深基坑开挖难以支护的技术难题，提供一种受力体系简单，经济适用，安全高效的基坑支护施工方法，特别适用于淤泥质基坑的一种重力式挡土墙及其施工方法。为了实现上述目的，本专利技术的重力式挡土墙，设置于一淤泥类土质的基坑内，所述基坑包括侧面和底面，所述重力式挡土墙包括：多个倾斜桩，由所述基坑外侧的地表向所述侧面倾斜且相互咬合搭接形成一倾斜截水帷幕；以及多个垂直桩，设置于所述侧面且相互咬合搭接形成一垂直截水帷幕；其中，所述垂直截水帷幕和所述倾斜截水帷幕围拢后形成一横截面为三角形的围拢区，所述围拢区内的淤泥土进行排水固结后形成一重力单元。上述的重力式挡土墙，其中，所述倾斜截水帷幕与所述垂直截水帷幕的交点低于所述底面。上述的重力式挡土墙，其中，还包括坑底支护结构，所述坑底支护结构设置于所述垂直截水帷幕的下部。上述的重力式挡土墙，其中，所述坑底支护结构是排桩支护结构、钢板桩支护结构或水泥土挡墙。上述的重力式挡土墙，其中，所述围拢区设置有多个筋材。上述的重力式挡土墙，其中，所述筋材为钢管和/或毛竹。上述的重力式挡土墙，其中，所述垂直桩和所述倾斜桩分别为向所述基坑外侧排列的两排或两排以上。上述的重力式挡土墙，其中，每一排所述垂直桩的相邻垂直桩之间具有第一咬合点和第二咬合点，其中，所述第二咬合点与基坑的中心的距离大于所述第一咬合点与基坑的中心的距离，后一排所述垂直桩的第一咬合点与前一排所述垂直桩的第二咬合点相重合。上述的重力式挡土墙，其中，每一排所述倾斜桩的相邻倾斜桩之间具有第一咬合点和第二咬合点，其中，所述第二咬合点与基坑的中心的距离大于所述第一咬合点与基坑的中心的距离，后一排所述倾斜桩的第一咬合点与前一排所述倾斜桩的第二咬合点相重合。上述的重力式挡土墙，其中，所述垂直桩和所述倾斜桩分别是高压旋喷桩。本专利技术还提供一种上述的重力式挡土墙的施工方法，包括如下步骤：S100，由所述基坑外侧的地表向所述侧面倾斜设置多个所述倾斜桩，多个所述倾斜桩相互咬合搭接形成所述倾斜截水帷幕；S200，由所述基坑的侧面向所述基坑的底面设置多个所述垂直桩，多个所述垂直桩相互咬合搭接形成所述垂直截水帷幕，所述垂直截水帷幕与所述倾斜截水帷幕相围拢；S300，对所述围拢区内的淤泥土进行排水固结施工；S400，进行基坑开挖。上述的重力式挡土墙的施工方法，其中，所述步骤S100之前还包括如下步骤：根据所述基坑的深度和地质情况，设计所述倾斜桩的桩位，计算所述倾斜桩的长度。上述的重力式挡土墙的施工方法，其中，所述步骤S100还包括如下步骤：所述倾斜桩偏离所述基坑外侧的地表的角度小于或等于45度。上述的重力式挡土墙的施工方法，其中，所述步骤S300中的所述排水固结施工包括使用动力排水固结法、静力排水固结法、吹填淤泥排水固结法或电渗井点降水法进行排水固结。上述的重力式挡土墙的施工方法，其中，所述步骤S300还包括如下步骤：排水固结施工的同时向所述围拢区钻孔并插入钢管、毛竹等筋材。上述的重力式挡土墙的施工方法，其中，所述步骤S400还包括如下步骤：开挖至所述基坑的坑底位置时，根据所述坑底的变形情况，对所述坑底进行坑底支护。上述的重力式挡土墙的施工方法，其中，所述坑底支护包括使用排桩支护、钢板桩支护或水泥土挡墙进行支护。本专利技术的有益功效在于，采用本专利技术的淤泥类土排水固结重力式挡土墙，其特点是将基坑周边部分淤泥类土进行工程性质改良，将改良后土体加以利用，转化为重力式挡土墙主要重力单元。就地取材将易坍塌的被支护土体进行工程性质改良后作为支护结构重力单元，显著提高了支护效果，提高了基坑内作业安全性，施工操作方法简单易操作，适用性强，较传统基坑支护工艺安全性更高，经济适用性更强。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1a为现有技术的一种基坑支护示意图(一)；图1b为现有技术的一种基坑支护示意图(二)；图2为本专利技术的重力式挡土墙的立面结构示意图；图3为本专利技术的重力式挡土墙的垂直桩以及倾斜桩的布桩形式示意图(一)；图4为本专利技术的重力式挡土墙的垂直桩以及倾斜桩的布桩形式示意图(二)；图5为本专利技术的重力式挡土墙的施工方法步骤图。其中，附图标记本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重力式挡土墙，设置于一淤泥类土质的基坑内，所述基坑包括侧面和底面，其特征在于，所述重力式挡土墙包括：多个倾斜桩，由所述基坑外侧的地表向所述侧面倾斜且相互咬合搭接形成一倾斜截水帷幕；以及多个垂直桩，设置于所述侧面且相互咬合搭接形成一垂直截水帷幕；其中，所述垂直截水帷幕和所述倾斜截水帷幕围拢后形成一横截面为三角形的围拢区，所述围拢区内的淤泥土进行排水固结后形成一重力单元。

【技术特征摘要】
1.一种重力式挡土墙，设置于一淤泥类土质的基坑内，所述基坑包括侧
面和底面，其特征在于，所述重力式挡土墙包括：
多个倾斜桩，由所述基坑外侧的地表向所述侧面倾斜且相互咬合搭接形成
一倾斜截水帷幕；以及
多个垂直桩，设置于所述侧面且相互咬合搭接形成一垂直截水帷幕；
其中，所述垂直截水帷幕和所述倾斜截水帷幕围拢后形成一横截面为三角
形的围拢区，所述围拢区内的淤泥土进行排水固结后形成一重力单元。
2.根据权利要求1所述的重力式挡土墙，其特征在于，所述倾斜截水帷
幕与所述垂直截水帷幕的交点低于所述底面。
3.根据权利要求1所述的重力式挡土墙，其特征在于，还包括坑底支护
结构，所述坑底支护结构设置于所述垂直截水帷幕的下部。
4.根据权利要求3所述的重力式挡土墙，其特征在于，所述坑底支护结
构是排桩支护结构、钢板桩支护结构或水泥土挡墙。
5.根据权利要求1所述的重力式挡土墙，其特征在于，所述围拢区设置
有多个筋材。
6.根据权利要求5所述的重力式挡土墙，其特征在于，所述筋材为钢管
和/或毛竹。
7.根据权利要求1所述的重力式挡土墙，其特征在于，所述垂直桩和所
述倾斜桩分别为向所述基坑外侧排列的两排或两排以上。
8.根据权利要求7所述的重力式挡土墙，其特征在于，每一排所述垂直
桩的相邻垂直桩之间具有第一咬合点和第二咬合点，其中，所述第二咬合点与
基坑的中心的距离大于所述第一咬合点与基坑的中心的距离，后一排所述垂直
桩的第一咬合点与前一排所述垂直桩的第二咬合点相重合。
9.根据权利要求7所述的重力式挡土墙，其特征在于，每一排所述倾斜
桩的相邻倾斜桩之间具有第一咬合点和第二咬合点，其中，所述第二咬合点与
基坑的中心的距离大于所述第一咬合点与基坑的中心的距离，后一排所述倾斜
桩的第一咬合点与前一排所述倾斜桩的第二咬合点相重合。
10.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志宏，赵以锋，李岩书，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11