CN111042053A - 城市水利工程中永临结合挡土墙结构及其施工方法 - Google Patents

城市水利工程中永临结合挡土墙结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了城市水利工程永临结合挡土墙结构及其施工方法。所述挡土墙结构包括钢筋混凝土灌注桩、水泥搅拌桩、钢筋混凝土承台、重力式(半重力式)挡土墙、钢筋混凝土挡板或钢筋混凝土L型挡墙。钢筋混凝土灌注桩设有前排钢筋混凝土灌注桩和后排钢筋混凝土灌注桩。钢筋混凝土承台布置于钢筋混凝土灌注桩桩顶，与前、后排钢筋混凝土灌注桩结合形成大刚度的刚架体系双排桩围护结构。本发明可有效减少挡土墙的开挖占地，综合利用程度高；可通过前排密排灌注桩与现有建筑物直接连接，有效减少对现有建筑物的影响，保障建筑物安全；双排桩钢筋混凝土承台可作为挡土墙料石镶面的平台，方便施工；永久挡土墙和临时围护结构相结合，节省工程投资。

Description

城市水利工程中永临结合挡土墙结构及其施工方法
技术领域
发明涉及一种挡土墙结构及其施工方法，尤其涉及与现有建筑物连接的城市水利工程中永临结合挡土墙结构及其施工方法。
背景技术
在城市水利工程的河道、泵站和水闸等工程中往往需要用到挡土墙结构，一般采用以下几种结构型式：(1)重力式挡土墙；(2)半重力式挡土墙；(3)悬臂式挡土墙；(4)扶壁式挡土墙；(5)空箱式挡土墙。实际使用时根据挡土墙高度、地基形式和工程布置等因素，选用一种或多种挡土墙型式。
随着社会经济的发展，城市防洪排涝的要求越来越高，很多水利工程需在城市中心或周边建设。由于工程周边建筑物密集，城市整体规划限制或用地红线范围有限，传统的放坡开挖占地大，在周边场地局促时不便施工，采用钢板桩、灌注桩、地下连续墙等围护结构后，围护结构只是在其中承担了施工临时防护的功能，工程建成后，一般是拆除或废弃处理，没有兼作挡土墙结构，综合利用程度不高。
同时，水利工程的上下游往往需要同现有河护岸或桥梁结构连接，传统连接方式往往需要拆除较多的现有护岸结构，新建工程挡土墙施工完成后再恢复现有河道护岸，对现有护岸结构影响较大，如果紧邻桥梁等建筑物，连接段施工对桥梁结构会有一定的安全影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种永久结构和临时围护结构结合的挡土墙结构及其施工方法，在减少开挖占地的同时，利用围护桩结构，减少工程投资和对周边建筑物的影响。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：城市水利工程中永临结合挡土墙结构，它主要由钢筋混凝土灌注桩、水泥搅拌桩、钢筋混凝土承台、重力式(半重力式)挡土墙和钢筋混凝土挡板或钢筋混凝土L型挡墙组成；所述的钢筋混凝土灌注桩设有前排钢筋混凝土灌注桩和后排钢筋混凝土灌注桩，前排钢筋混凝土灌注桩密排布置用于挡土，后排钢筋混凝土灌注桩间隔布置；所述钢筋混凝土承台布置于钢筋混凝土灌注桩桩顶，通过钢筋与钢筋混凝土灌注桩连接成整体，前排钢筋混凝土灌注桩、后排钢筋混凝土灌注桩和钢筋混凝土承台形成大刚度的刚架体系双排桩围护结构，实现围护结构内侧直立开挖，减少开挖占地；所述重力式(半重力式)挡土墙通过钢筋混凝土承台上的预留插筋与钢筋混凝土承台连接，所述钢筋混凝土挡板布置于钢筋混凝土承台下方、前排钢筋混凝土灌注桩临水侧，通过植筋与前排钢筋混凝土灌注桩和钢筋混凝土承台连接，用于挡土和饰面；如重力式(半重力式)挡土墙高度较高，可在河道侧增设一排附加钢筋混凝土灌注桩，所述钢筋混凝土L型挡墙布置于附加钢筋混凝土灌注桩桩顶、前排钢筋混凝土灌注桩临水侧、钢筋混凝土承台下方，通过钢筋使钢筋混凝土L型挡墙与附加钢筋混凝土灌注桩、双排桩围护结构连接形成稳定的结构体系。
所述重力式(半重力式)挡土墙墙后可用石渣或土方回填，顶面可设置栏杆、绿化带等。
所述水泥搅拌桩在前排钢筋混凝土灌注桩前设置多排，用于前排钢筋混凝土灌注桩桩前被动区加固，在前排钢筋混凝土灌注桩后设置一排，用于前排钢筋混凝土灌注桩桩后防渗防漏土。
一种城市水利工程中永临结合挡土墙结构的施工方法，包括以下步骤：
S1.在河岸或干地施工水泥搅拌桩和钢筋混凝土灌注桩，所述钢筋混凝土灌注桩可采用钻孔、旋挖或冲击成孔灌注桩，具体根据地层特性确定，桩体深度根据计算确定，顶端延伸至设计常水位左右，可根据开挖放坡线至征地红线的距离调整；所述水泥搅拌桩可采用单轴或三轴水泥搅拌桩，施工场地允许的情况下，建议选用三轴水泥搅拌桩，加固和防渗效果较好。
S2.放坡开挖至钢筋混凝土灌注桩桩顶高程，凿除钢筋混凝土灌注桩桩体顶部的疏松结构，浇筑钢筋混凝土承台垫层，灌注桩钢筋与承台钢筋连接，浇筑钢筋混凝土承台，形成稳定的双排桩围护结构。
S3.挖除钢筋混凝土灌注桩临水侧的土体至设计高程，清除钢筋混凝土灌注桩桩体之间的土体后进行钢筋混凝土灌注桩植筋，用于连接钢筋混凝土挡板或L型挡墙钢筋，在钢筋混凝土灌注桩桩体之间浇筑钢筋混凝土挡板用于支挡钢筋混凝土灌注桩桩体之间的墙后土体。如需设置钢筋混凝土L型挡墙，钢筋混凝土L型挡墙替代所述钢筋混凝土挡板，挖除钢筋混凝土灌注桩临水侧的土体至设计高程，凿除附加钢筋混凝土灌注桩桩体顶部的疏松结构，浇筑L型挡墙混凝土垫层，清除钢筋混凝土灌注桩桩体之间的土体后进行钢筋混凝土灌注桩植筋，用于连接钢筋混凝土L型挡墙钢筋，在钢筋混凝土灌注桩桩体之间浇筑钢筋混凝土L型挡墙用于支挡钢筋混凝土灌注桩桩体之间的墙后土体。
S4.施工钢筋混凝土灌注桩临水侧河道护底，待河道护底完成后，双排桩围护结构底部支撑形成。
S5.在钢筋混凝土承台顶部施工重力式或半重力式挡土墙，同时可利用钢筋混凝土承台作为搁置平台，在重力式或半重力式挡土墙表面进行料石镶面。
S6.施工重力式或半重力式挡土墙的墙后回填土或回填石渣、挡墙压顶和护栏结构，并根据景观要求，在填土上铺设绿化带。
本发明的有益效果是：
(1)本发明可以有效地减少挡土墙的开挖占地，在城市用地紧张、拆迁困难，周边建筑物密集时，本发明直接利用围护结构作挡土墙的一部分，综合利用程度高；
(2)本发明可以通过前排密排灌注桩与现有建筑物直接连接，桩顶以下不开挖，减少对现有建筑物的影响，保障建筑物安全；
(3)双排桩围护结构的钢筋混凝土承台可作为挡土墙料石镶面的平台，方便施工。
(4)本发明将永久挡土墙和临时围护结构相结合，充分利用双排桩围护结构，节省了工程投资。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的用于城市水利工程中永临结合挡土墙结构的侧视图；
图2是图1的I--I剖视图；
图3是图1的Ⅱ-Ⅱ剖视图；
图4是本发明实施例2提供的用于城市水利工程中永临结合挡土墙结构的侧视图；
图5是图4的Ⅲ--Ⅲ剖视图；
图6是图4的Ⅳ-Ⅳ剖视图。
图中：1-前排钢筋混凝土灌注桩；2-后排钢筋混凝土灌注桩；3-钢筋混凝土承台；4.1-重力式挡土墙；4.2-半重力式挡土墙；5.1-钢筋混凝土挡板；5.2-钢筋混凝土L型挡墙；6-料石镶面；7-料石压顶；8-护栏结构；9.1-墙后回填土；9.2-墙后回填石渣；10-开挖面；11-附加钢筋混凝土灌注桩；12-承台混凝土垫层；13-L型挡墙混凝土垫层；14-河道护底；15-桩后水泥搅拌桩；16-桩前水泥搅拌桩。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术实施方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明为单侧挡土墙结构，可以单独使用，也可以两侧同时使用。
实施例1：
如图1-图3所示，本发明挡土墙的主体框架结构包括前排钢筋混凝土灌注桩1、后排钢筋混凝土灌注桩2、钢筋混凝土承台3、重力式挡土墙4.1、钢筋混凝土挡板5.1，前排钢筋混凝土灌注桩1密排布置、后排钢筋混凝土灌注桩2间隔布置、钢筋混凝土承台3布置于前排钢筋混凝土灌注桩1和后排钢筋混凝土灌注桩2的桩顶，通过钢筋与前排钢筋混凝土灌注桩1、后排钢筋混凝土灌注桩2连接成整体，构成双排桩围护结构，重力式挡土墙4.1通过预留插筋与钢筋混凝土承台3连接，钢筋混凝土挡板5.1布置于钢筋混凝土承台3下方、前排钢筋混凝土灌注桩1临水侧，通过植筋与前排混凝土灌注桩1和钢筋混凝土承台3连接。桩后水泥搅拌桩15布置于前排钢筋混凝土灌注桩1的背水侧，主要作用为防渗防漏土；桩前水泥搅拌桩16布置于前排钢筋混凝土灌注桩1的迎水侧，主要作用为被动区加固。
实施例2：
如图4-图6所示，与实施例1不同的是，本实施例中设置半重力式挡土墙4.2代替实施例1中的重力式挡土墙4.1；设置钢筋混凝土L型挡墙5.2代替实施例1中的钢筋混凝土挡板5.1，并在河道侧增设一排附加钢筋混凝土灌注桩11，钢筋混凝土L型挡墙5.2布置于附加钢筋混凝土灌注桩11的桩顶、前排钢筋混凝土灌注桩1的临水侧、钢筋混凝土承台3的下方。
如图1至图6所示，实施例1、2所提供的本发明挡土墙结构的施工方法如下：
S1.在河岸或干地施工水泥搅拌桩和钢筋混凝土灌注桩，钢筋混凝土灌注桩优先采用钻孔灌注桩，桩径1.0m，前排钢筋混凝土灌注桩1按间距1.2m布置，后排钢筋混凝土灌注桩2和附加钢筋混凝土灌注桩11(如需要)的间距根据计算确定，桩体混凝土等级不低于C25，桩体深度根据计算确定，顶端延伸至设计常水位左右，根据开挖放坡线至征地红线的距离调整；水泥搅拌桩施工场地允许时，优先选用三轴水泥搅拌桩，规格D85cm@60cm，桩长6m，桩后水泥搅拌桩15设一排，桩前水泥搅拌桩16排数根据挡土墙整体结构高度计算确定。
S2.根据设计开挖面10放坡开挖至钢筋混凝土灌注桩的桩顶高程，开挖面10的坡度根据地质情况确定，凿除前排钢筋混凝土灌注桩1和后排钢筋混凝土灌注桩2的桩体顶部的疏松结构，浇筑承台混凝土垫层12，前排钢筋混凝土灌注桩1和后排钢筋混凝土灌注桩2的钢筋与钢筋混凝土承台3的钢筋连接，浇筑钢筋混凝土承台3，形成稳定的双排桩围护结构。钢筋混凝土承台3的混凝土强度等级为C30，承台混凝土垫层12的混凝土强度等级为C15。
S3.挖除前排钢筋混凝土灌注桩1临水侧的土体至设计高程，清除前排钢筋混凝土灌注桩1桩体之间的土体，施工前排钢筋混凝土灌注桩1的植筋，在前排钢筋混凝土灌注桩1桩体之间浇筑钢筋混凝土挡板5.1用于支挡前排钢筋混凝土灌注桩1桩体之间的墙后土体。如需设置钢筋混凝土L型挡墙5.2，用钢筋混凝土L型挡墙5.2替代钢筋混凝土挡板5.1，挖除前排钢筋混凝土灌注桩1临水侧的土体至设计高程，凿除附加钢筋混凝土灌注桩11桩体顶部的疏松结构，浇筑L型挡墙混凝土垫层13，清除前排钢筋混凝土灌注桩1桩体之间的土体后进行前排钢筋混凝土灌注桩1植筋，用于连接钢筋混凝土L型挡墙5.2钢筋，在前排钢筋混凝土灌注桩1桩体之间浇筑钢筋混凝土L型挡墙5.2用于支挡前排钢筋混凝土灌注桩1桩体之间的墙后土体；钢筋混凝土挡板5.1和钢筋混凝土L型挡墙5.2的混凝土强度等级为C30。
S4.施工混凝土灌注桩临水侧河道护底14，待河道护底14完成后，双排桩围护结构底部支撑形成。
S5.在钢筋混凝土承台3顶部施工重力式挡土墙4.1或半重力式挡土墙4.2，钢筋混凝土承台3顶部预留插筋，并在重力式挡土墙4.1或半重力式挡土墙4.2的范围内凿毛处理，以便连接重力式挡土墙4.1或半重力式挡土墙4.2；利用钢筋混凝土承台3作为搁置平台，在重力式挡土墙4.1或半重力式挡土墙4.2的表面施工料石镶面6。
S6.施工重力式挡土墙4.1或半重力式挡土墙4.2的墙后回填土9.1或墙后回填石渣9.2，在重力式挡土墙4.1或半重力式挡土墙4.2的顶面铺设料石压顶7和护栏结构8。根据景观需要，墙后回填土9.1或墙后回填石渣9.2上铺设绿化带。
上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.城市水利工程中永临结合挡土墙结构，其特征在于：它包括钢筋混凝土灌注桩、钢筋混凝土承台、重力式挡土墙和钢筋混凝土挡板；所述钢筋混凝土灌注桩设有前排钢筋混凝土灌注桩和后排钢筋混凝土灌注桩，前排钢筋混凝土灌注桩密排布置用于挡土，后排钢筋混凝土灌注桩间隔布置；所述钢筋混凝土承台布置于钢筋混凝土灌注桩桩顶，通过钢筋与钢筋混凝土灌注桩连接成整体；前排钢筋混凝土灌注桩、后排钢筋混凝土灌注桩和钢筋混凝土承台形成大刚度的刚架体系双排桩围护结构；所述重力式挡土墙通过钢筋混凝土承台上的预留插筋与钢筋混凝土承台连接；所述钢筋混凝土挡板布置于钢筋混凝土承台下方、前排钢筋混凝土灌注桩临水侧，通过植筋与前排混凝土灌注桩和钢筋混凝土承台连接。
2.城市水利工程中永临结合挡土墙结构，其特征在于：它包括钢筋混凝土灌注桩、钢筋混凝土承台、半重力式挡土墙、附加钢筋混凝土灌注桩和钢筋混凝土L型挡墙；所述钢筋混凝土灌注桩设有前排钢筋混凝土灌注桩和后排钢筋混凝土灌注桩，前排钢筋混凝土灌注桩密排布置用于挡土，后排钢筋混凝土灌注桩间隔布置；所述钢筋混凝土承台布置于钢筋混凝土灌注桩桩顶，通过钢筋与钢筋混凝土灌注桩连接成整体；前排钢筋混凝土灌注桩、后排钢筋混凝土灌注桩和钢筋混凝土承台形成大刚度的刚架体系双排桩围护结构；所述半重力式挡土墙通过钢筋混凝土承台上的预留插筋与钢筋混凝土承台连接；所述附加钢筋混凝土灌注桩设置在河道侧，所述钢筋混凝土L型挡墙设置于附加钢筋混凝土灌注桩桩顶、前排钢筋混凝土灌注桩临水侧、钢筋混凝土承台下方，通过钢筋使钢筋混凝土L型挡墙与所述双排桩围护结构连接形成稳定的结构体系。
3.根据权利要求1所述的城市水利工程中永临结合挡土墙结构，其特征在于：所述前排钢筋混凝土灌注桩前设置有多排水泥搅拌桩，前排钢筋混凝土灌注桩后设置有一排水泥搅拌桩。
4.根据权利要求2所述的城市水利工程中永临结合挡土墙结构，其特征在于：所述前排钢筋混凝土灌注桩前设置有多排水泥搅拌桩，前排钢筋混凝土灌注桩后设置有一排水泥搅拌桩。
5.根据权利要求1所述的城市水利工程中永临结合挡土墙结构，其特征在于：所述重力式挡土墙墙后回填有石渣或土方。
6.根据权利要求2所述的城市水利工程中永临结合挡土墙结构，其特征在于：所述半重力式挡土墙墙后回填有石渣或土方。
7.根据权利要求1所述的城市水利工程中永临结合挡土墙结构，其特征在于：所述重力式挡土墙顶面设置有栏杆和绿化带，重力式挡土墙表面设置有料石镶面。
8.根据权利要求2所述的城市水利工程中永临结合挡土墙结构，其特征在于：所述半重力式挡土墙顶面设置有栏杆和绿化带，半重力式挡土墙表面设置有料石镶面。
9.根据权利要求1、或3、或5、或7所述的城市水利工程中永临结合挡土墙结构的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、在河岸或干地施工所述水泥搅拌桩和钢筋混凝土灌注桩，所述钢筋混凝土灌注桩根据地层特性确定采用钻孔、或旋挖或冲击成孔灌注桩；水泥搅拌桩采用单轴或三轴水泥搅拌桩；
S2、放坡开挖至钢筋混凝土灌注桩桩顶高程，凿除钢筋混凝土灌注桩桩体顶部的疏松结构，浇筑钢筋混凝土承台垫层，钢筋混凝土灌注桩的钢筋与钢筋混凝土承台的钢筋连接，浇筑钢筋混凝土承台，形成稳定的双排桩围护结构；
S3、挖除钢筋混凝土灌注桩临水侧的土体至设计高程，清除钢筋混凝土灌注桩桩体之间的土体后进行钢筋混凝土灌注桩植筋，用于连接钢筋混凝土挡板钢筋，在钢筋混凝土灌注桩桩体之间浇筑钢筋混凝土挡板用于支挡钢筋混凝土灌注桩桩体之间的墙后土体；
S4、施工钢筋混凝土灌注桩临水侧河道护底，待河道护底完成后，双排桩围护结构底部支撑形成；
S5、在钢筋混凝土承台顶部施工重力式挡土墙，同时利用钢筋混凝土承台作为搁置平台，在重力式挡土墙表面进行料石镶面；
S6、施工重力式挡土墙的墙后回填土或回填石渣、挡墙压顶和护栏结构，并根据景观要求，在填土上铺设绿化带。
10.根据权利要求2、或4、或6、或8所述的城市水利工程中永临结合挡土墙结构的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、在河岸或干地施工所述水泥搅拌桩和钢筋混凝土灌注桩，所述钢筋混凝土灌注桩根据地层特性确定采用钻孔、或旋挖或冲击成孔灌注桩；水泥搅拌桩采用单轴或三轴水泥搅拌桩；
S2、放坡开挖至钢筋混凝土灌注桩桩顶高程，凿除钢筋混凝土灌注桩桩体顶部的疏松结构，浇筑钢筋混凝土承台垫层，钢筋混凝土灌注桩的钢筋与钢筋混凝土承台的钢筋连接，浇筑钢筋混凝土承台，形成稳定的双排桩围护结构；
S3、挖除钢筋混凝土灌注桩临水侧的土体至设计高程，凿除附加钢筋混凝土灌注桩桩体顶部的疏松结构，浇筑L型挡墙混凝土垫层，清除钢筋混凝土灌注桩桩体之间的土体后进行钢筋混凝土灌注桩植筋，用于连接钢筋混凝土L型挡墙钢筋，在钢筋混凝土灌注桩桩体之间浇筑钢筋混凝土L型挡墙用于支挡钢筋混凝土灌注桩桩体之间的墙后土体；
S4、施工钢筋混凝土灌注桩临水侧河道护底，待河道护底完成后，双排桩围护结构底部支撑形成；
S5、在钢筋混凝土承台顶部施工半重力式挡土墙，同时利用钢筋混凝土承台作为搁置平台，在半重力式挡土墙表面进行料石镶面；
S6、施工半重力式挡土墙的墙后回填土或回填石渣、挡墙压顶和护栏结构，并根据景观要求，在填土上铺设绿化带。
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