一种含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构及施工方法，包括步骤：基坑设计及施工准备；构配件设计及准备；三轴搅拌桩墙的打设；基坑开挖及加固；连接设备并注入促电渗液；基坑壁后排水；基坑的继续开挖及变形监测；后续收尾工作。本发明专利技术的有益效果是：拱式框架结构、工字钢连接件和工字钢形成一个受力整体，同时搭配钢围檩和钢支撑，有效提升了结构的稳定性；利用绝缘连接件进行绝缘处理，并通过促电渗液扩大了电渗排水范围，利用电场作用将地下水汇集在拱架周围，最终排出基坑外；预留有注浆口和注浆通道，可以实现基坑变形过大时的快速注浆操作；各构配件提前预制，有效缩短了工期。缩短了工期。缩短了工期。

【技术实现步骤摘要】
一种含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构及施工方法


[0001]本专利技术属于基坑开挖加固
，尤其涉及一种含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构及施工方法。

技术介绍

[0002]随着城市地下空间的日益紧张，深大基坑的开挖往往会对临近的桩基、隧道等造成扰动；另一方面，由于基坑本身的开挖深度较大，壁后土体中地下水容易对其造成影响，导致基坑侧壁漏水、变形，甚至坍塌。因此在开挖过程中对基坑进行及时的、稳定的支护，同时及时将基坑外的地下水排出至关重要。
[0003]传统的基坑支护加固技术，包括基坑内支撑加固、提升围护桩强度等方式。其中，内支撑加固结构之间连接简单，稳定性能较差，存在一定的安全隐患；而增加围护桩强度的方式对提升侧壁的抗变形能力效果有限，且大大提高了成本。
[0004]而针对地下水问题，传统的处理方法包括设置止水墙、基坑降水。其中，止水墙一般由三轴搅拌桩机打桩浇筑而成，容易产生偏移，产生缝隙，导致地下水混着沙土顺着缝隙流进基坑内，发生管涌，造成风险；而基坑降水方法包括多种技术，效果不一。
[0005]综上所述，现有的基坑支护及降水措施存在着稳定性能差、控制效果有限、成本较大等缺点，亟需通过改进技术来进行解决。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构及施工方法。
[0007]这种含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构，其特征在于，包括：基坑、拱式框架结构、钢围檩、钢支撑和三轴搅拌桩墙；
[0008]基坑侧壁设置有三轴搅拌桩墙，基坑侧壁内部设置多层钢围檩和钢支撑，钢围檩之间设置钢支撑，每两圈上下相邻的钢围檩之间设置数个拱式框架结构；
[0009]拱式框架结构包括拱架和竖杆，拱架为半圆状，竖杆上下端与拱架的两端连接；拱架与竖杆之间水平设置数根支撑杆，支撑杆之间斜向连接斜杆；拱架和竖杆内部均埋设有电线；拱架、支撑杆、竖杆和斜杆之间的连接处均设置有绝缘连接件；
[0010]三轴搅拌桩墙内部连续设置工字钢，相邻工字钢通过工字钢连接件连接，工字钢连接件中心设置中空安插槽；拱式框架结构通过中空安插槽插入壁后土体中。
[0011]作为优选：拱架内的电线埋设在排水通道外远离竖杆一侧；竖杆内的电线埋设在注浆通道外远离拱架一侧；拱架和竖杆内部的电线分别连接拱架电源接口和竖杆电源接口。
[0012]作为优选：拱架的横断面为中空的矩形截面，截面中心为排水通道，排水通道下端连接出水管；拱架的靠近竖杆一侧和相邻两侧的管壁上等间距设置数个圆形排水孔，圆形排水孔与排水通道相连，圆形排水孔孔口设置过滤网。
[0013]作为优选：支撑杆内部设置中空管道，并通过表面等间距设置的出浆孔与外表面连通；竖杆内部中心设置注浆通道，且注浆通道与每一根支撑杆内部的中空管道连通。
[0014]作为优选：绝缘连接件两端为凸起插销，插销表面设有螺纹；竖杆和拱架上均预留有与螺纹对应的插销孔，绝缘连接件两端断面为贴合构件表面的弧面。
[0015]作为优选：工字钢连接件设置为多层结构，每一层工字钢连接件的中心均设置中空安插槽；中空安插槽两端槽口位置设置阻隔钢片，所述阻隔钢片单向打开；中空安插槽通过上下两端设置的四根固定臂固定在相邻工字钢之间；
[0016]所述拱式框架结构的高度及厚度均小于中空安插槽内壁大小，拱式框架结构通过中孔安插槽由基坑内插入壁后土体中，竖杆固定在中空安插槽内部。
[0017]这种含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构的施工方法，包括以下步骤：
[0018]S1、基坑设计及施工准备：根据工程需要设计基坑大小及深度，对场地进行平整，在地表提前完成测量定位工作，并做好降水工作；
[0019]S2、构配件设计及准备：根据基坑深度决定加固层数，依照上下相邻两层钢围檩之间的高度来设计拱式框架结构的高度，工字钢连接件的层数与基坑加固层数相同；后续待用的对应尺寸的拱式框架结构、钢围檩、钢支撑、工字钢、工字钢连接件均由工厂提前预制，施工前准备妥当；
[0020]S3、打设三轴搅拌桩墙：移动三轴搅拌桩机到设计位置，依次打设三轴搅拌桩，并在桩体硬化前先后完成工字钢和工字钢连接件的插入；施作完成后，在埋设工字钢连接件的位置做好标记，并标注相应中空安插槽的位置；
[0021]S4、基坑开挖及加固：三轴搅拌桩墙硬化到指定强度后，按照设计深度对基坑进行分层开挖，安装该层所有拱式框架结构，并在每一层底部安装钢围檩和钢支撑进行加固；
[0022]S5、连接设备并注入促电渗液：之后利用塑料软管连接每一个拱式框架结构下部的出水管，左右相邻拱式框架结构的拱架电源接口分别连接直流电源的正极与负极，使相邻拱式框架结构的拱架分别成为阳极和阴极；之后利用阳极拱式框架结构上的出水管注入促电渗液，使促电渗液通过排水通道和排水孔注入到周围的土体中；开启电源，使原本阳极的拱式框架结构周围的促电渗液流向阴极，当促电渗液均匀渗透在相邻拱式框架结构之间后，关闭电源；
[0023]S6、基坑壁后排水：将电源正极连接每一个拱式框架结构的竖杆电源接口，将电源负极连接每一个拱式框架结构的拱架电源接口，使每一根竖杆成为电渗阳极，每一根拱架成为电渗阴极，打开电源后，靠近基坑侧壁的地下水在电场作用下流向拱架附近，地下水通过拱架上预留的排水孔进入内部排水通道，最终由出水管排出基坑外；
[0024]S7、基坑的继续开挖及变形监测：继续向下开挖基坑，待挖到指定深度后，重复上述步骤S4、S5、S6完成拱式框架结构、钢围檩和钢支撑的安装与使用，在开挖下层基坑时，上部壁后的排水工作同步进行，同时严密监测基坑侧壁的变形情况；
[0025]S8、后续收尾工作：待基坑整体结构施作完毕且稳定后，拆除回收钢围檩及钢支撑。
[0026]作为优选，步骤S3中：工字钢在每一根三轴搅拌桩内连续施打，而工字钢连接件采用间隔施作；插入过程中工字钢和工字钢连接件垂直插入三轴搅拌桩墙内，同时工字钢连接件17两侧的固定臂均搭接在工字钢内。
[0027]作为优选，步骤S4中：当挖至每二层底部的指定深度时，找到预先埋设工字钢连接件的位置；提前剥除中空安插槽表面的加固土，对提前工厂预制组装的拱式框架结构进行表面防锈处理，再将拱式框架结构插入中空安插槽，使竖杆5固定在中空安插槽内。
[0028]作为优选，步骤S7中：当基坑开挖过程中检测到某一处侧壁变形值过大时，利用拱式框架结构上预留的注浆口进行注浆；浆液通过注浆通道，由支撑杆表面的出浆孔处注入土体中，对周围土体进行注浆加固。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]1)本专利技术采用了拱式框架结构对基坑侧壁进行了加固，拱式框架结构固定在工字钢连接件中，而工字钢连接件固定在三轴搅拌桩墙内相邻的工字钢之间，形成一个受力整体，有效提升了侧壁的强度；同时搭配钢围檩和钢支撑使用，提升了结构的稳定性，加强了抗变形能力。
[0031]2)本专利技术利用绝缘连接件将拱式框架结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构，其特征在于，包括：基坑(1)、拱式框架结构(2)、钢围檩(13)、钢支撑(14)和三轴搅拌桩墙(15)；基坑(1)侧壁设置有三轴搅拌桩墙(15)，基坑(1)侧壁内部设置多层钢围檩(13)和钢支撑(14)，钢围檩(13)之间设置钢支撑(14)，每两圈上下相邻的钢围檩(13)之间设置数个拱式框架结构(2)；拱式框架结构(2)包括拱架(3)和竖杆(5)，拱架(3)为半圆状，竖杆(5)上下端与拱架(3)的两端连接；拱架(3)与竖杆(5)之间水平设置数根支撑杆(4)，支撑杆(4)之间斜向连接斜杆(25)；拱架(3)和竖杆(5)内部均埋设有电线(21)；拱架(3)、支撑杆(4)、竖杆(5)和斜杆(25)之间的连接处均设置有绝缘连接件(6)；三轴搅拌桩墙(15)内部连续设置工字钢(16)，相邻工字钢(16)通过工字钢连接件(17)连接，工字钢连接件(17)中心设置中空安插槽(19)；拱式框架结构(2)通过中空安插槽(19)插入壁后土体中。2.根据权利要求1所述的含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构，其特征在于：拱架(3)内的电线(21)埋设在排水通道(22)外远离竖杆(5)一侧；竖杆(5)内的电线(21)埋设在注浆通道(24)外远离拱架(3)一侧；拱架(3)和竖杆(5)内部的电线(21)分别连接拱架电源接口(7)和竖杆电源接口(8)。3.根据权利要求1所述的含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构，其特征在于：拱架(3)的横断面为中空的矩形截面，截面中心为排水通道(22)，排水通道(22)下端连接出水管(10)；拱架(3)的靠近竖杆(5)一侧和相邻两侧的管壁上等间距设置数个圆形排水孔(11)，圆形排水孔(11)与排水通道(22)相连，圆形排水孔(11)孔口设置过滤网(23)。4.根据权利要求1所述的含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构，其特征在于：支撑杆(4)内部设置中空管道，并通过表面等间距设置的出浆孔(12)与外表面连通；竖杆(5)内部中心设置注浆通道(24)，且注浆通道(24)与每一根支撑杆(4)内部的中空管道连通。5.根据权利要求1所述的含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构，其特征在于：绝缘连接件(6)两端为凸起插销，插销表面设有螺纹；竖杆(5)和拱架(3)上均预留有与螺纹对应的插销孔，绝缘连接件(6)两端断面为贴合构件表面的弧面。6.根据权利要求1所述的含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构，其特征在于：工字钢连接件(17)设置为多层结构，每一层工字钢连接件(17)的中心均设置中空安插槽(19)；中空安插槽(19)两端槽口位置设置阻隔钢片(20)，所述阻隔钢片(20)单向打开；中空安插槽(19)通过上下两端设置的四根固定臂(18)固定在相邻工字钢(16)之间；所述拱式框架结构(2)的高度及厚度均小于中空安插槽(19)内壁大小，拱式框架结构(2)通过中孔安插槽(19)由基坑(1)内插入壁后土体中，竖杆(5)固定在中空安插槽(19)内部。7.如权利要求1所述的含电渗排水功能的深大基坑侧壁加固结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基坑设计及施工准备：根据工程需要设计基坑(1)大小及深度，对场地进行平整，在地表提前完成测量定位工作，并做好降水工作；S2、构配件设计及准备：根据基坑(1)深度决定加固层数，依照上下相邻两层钢围檩(13)之间的高度来设计拱式框架结构(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振宇，王丰来，章伟，万颖君，廖苏理，鲍家伟，万里达，张佰良，翟洪刚，
申请(专利权)人：杭州交通投资建设管理集团有限公司杭州市交通投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：