CN111851512A - 深基坑挡墙结构和地下空间结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种深基坑挡墙结构，包括：筒型挡墙本体，其中，所述筒型挡墙本体内浇筑有上下贯通的水管，所述水管具有位于所述筒型挡墙本体的下端面出水口，和位于所述筒型挡墙本体的上端面的进水口。通过以上设计，一方面可以通过水管向位于所述筒型挡墙本体的下端面的土体注水，以软化土体，从而达到减少筒型挡墙本体端阻力的目的，以利于筒型挡墙本体的下沉，另外，软化土体也可以利于挖掘，提高施工进度；再者，可以通过注入高压水流的方式对位于所述下端面以下的土体进行冲刷，以使筒型挡墙本体凭借重力下沉；这样最终可以实现施工工序的减少，施工噪声减小，工期缩短，进而对周边环境带来的污染减少的目的；又公开了地下空间的施工方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种深基坑挡墙结构和地下空间结构的施工方法。
背景技术
地下建筑施工难度过大、造价过高，尤其涉及软土地基时的“基坑支护”工程量比重过大，常常出现“支护造价”比主体建筑造价高的情况。另外，地下工程施工复杂，导致工序环节多、衔接难度大，所需工期过长，对周边环境影响过大，比如会产生噪声、震动、废气、泥浆等，尤其是人口密集区域影响更大。现有技术中在对深基坑进行支护时，主要是采用打桩的形式形成挡墙，如中国专利文献CN108708382A公开了一种深基坑连续挡墙，其中，连续咬合部，由至少一层桩体相互连续咬合构成，且环形布置于基坑周围；还包括阻水部件，纵向插设于至少两根相邻布置的桩体的咬合处，用于阻止地下水由所述连续咬合部的基坑外侧向基坑内侧渗透；所述阻水部件为槽钢或钢板。以上结构，可以通过所述阻水部件有效地阻止地下水从两根相邻的桩体的咬合处渗透入基坑内部，从而提高了深基坑连续挡墙的止水能力。中国专利文献CN209308039U公开了一种深基坑地下空间结构，其特征在于包括：基坑，所述基坑为圆桶形；若干根水泥土桩体，沿所述基坑的内壁环形布置，且相互咬合在一起，形成封闭的挡墙；若干道内撑环梁，沿所述挡墙的内壁环形固定设置，从所述基坑的内部向土体对所述挡墙形成支撑，其中，所述内撑环梁的间距自所述基坑顶部到底部逐渐减少。以上两种基坑挡墙为目前现有技术中主要的两种挡墙形式，均为采用打桩的形式施工得到。
虽然上面两种挡墙可以根据施工需求将桩体打至设计深度，但是，打桩施工本身会导致如施工工序较多，施工噪声较大，工期较长，对周边环境带来的污染比较大等缺点。
发明内容
为此，本发明要解决的技术问题在于如何提供一种施工工序较少，产生施工噪声较小，工期较短，且对周边环境带来的污染较小的深基坑挡墙结构及地下空间的施工方法。
本发明提供了一种深基坑挡墙结构，包括：筒型挡墙本体，其中，所述筒型挡墙本体的底部成型有破土结构，所述筒型挡墙本体适于通过所述破土结构与其自身的重力配合实现向下破土和下沉；所述筒型挡墙本体内浇筑有上下贯通的水管，所述水管具有位于所述筒型挡墙本体的下端面的出水口，和位于所述筒型挡墙本体的上端面的进水口。
上述的深基坑挡墙结构，其中，所述筒型挡墙本体包括：上下浇捣在一起的第一筒体和第二筒体；且所述水管包括第一水管和第二水管；所述出水口为所述第一水管的位于所述第一筒体的下端面的第一出水口，所述第一水管具有位于所述第一筒体上端面的第一进水口；所述进水口为所述第二水管的位于所述第二筒体上端面的第二进水口，所述第二水管具有位于所述第二筒体的下端面第二出水口；其中，所述第一水管的所述第一进水口和所述第二水管的所述第二出水口连通。
上述的自己沉式深基坑挡墙结构，其中，还包括浇筑于所述筒型挡墙本体内，且在所述筒型挡墙本体的外侧壁处与外部连通的第三水管，所述第三水管与所述第二进水口连通。
上述的自己沉式深基坑挡墙结构，其中，所述筒型挡墙本体为铁矿砂石混凝土墙体。
上述的自己沉式深基坑挡墙结构，其中，还包括浇筑于所述筒型挡墙本体内，且位于所述筒型挡墙本体的所述上端面和外端面间的贯通的注浆管。
上述的自己沉式深基坑挡墙结构，其中，所述注浆管为十字注浆管，且每个所述十字注浆通内设有十字注浆管，其中，所述十字注浆管具有横向穿透所述筒型挡墙本体的内侧面和外侧壁的横管部，和在所述筒型挡墙本体内部竖向延伸的竖管部。
上述的自己沉式深基坑挡墙结构，其中，所述水管与所述注浆管为同一管道。
本发明还提供了一种地下空间的施工方法，包括以下步骤：
a.浅基处理；
b.安装第一模体；
其中，还包括：
c.在所述第一模体内安装钢筋和第一水管，并在所述第一模体内浇捣混凝土制得第一筒体；所述第一筒体的底部成型有破土结构；所述第一水管具有位于所述第一筒体的下端面的第一出水口，和位于所述第一筒体的上端面的第一进水口；
d.从所述第一筒体的内部向外挖运土体，使得所述破土结构与所述第一筒体的重力配合实现向下破土，并通过所述第一水管的所述第一进水口向所述第一筒体内进行高压注水，使得从所述第一出水***出的高压水流将位于所述第一筒体的下端的土体向所述第一筒体内冲刷，进而使得所述第一筒体受自身重力的作用进行下沉。
上述的地下空间的施工方法，在所述步骤d以后，还包括以下步骤：e.当所述第一筒体下沉至预定深度后，在所述第一筒体上方安装第二模体，在所述第二模体内安装钢筋和第二水管，将所述第二水管与所述第一水管连通，并在所述第二模体内浇捣混凝土制得第二筒体，其中，所述第二水管具有位于所述第二筒体的上端面的第二进水口；f.从所述第一筒体和所述第二筒体的内部向外挖运土体，并通过所述第二水管的所述第二进水口向内进行高压注水，使得从所述第一出水***出的高压水流将位于所述第一筒体的下端部的土体向所述第一筒体内冲刷，进而使得所述第一筒体和所述第二筒体受自身重力的作用进行下沉，直至预定深度。
上述的地下空间的施工方法，其中，在上述步骤c和/或步骤e中，还包括安装第三水管，其中，所述第三水管在所述第一筒体的外侧壁处与外部连通，且与所述第二进水口连通。
上述的地下空间的施工方法，其中，所述第一筒体内部周向均匀布置有多根所述第一水管。
上述的地下空间的施工方法，其中，还包括通过控制挖运速率和调节高压水流的流速和压力来调节筒体下沉的速度、深度和垂直度的步骤。
上述的地下空间的施工方法，其中，还包括当下沉到预定深度后，根据基底强度或抗浮力的要求，通过所述第一水管和所述第二水管对基底压入混凝土浆液，或对所述基底增设桩体或锚杆进行对所述基底的抗浮力进行补强。
上述的地下空间的施工方法，其特征在于，所述混凝土中包括铁矿砂石。
上述的地下空间的施工方法，其中，在上述步骤c中还包括在所述第一筒体内，且位于所述第一筒体的所述上端面和外端面间浇筑贯通的注浆管的步骤。
上述的地下空间的施工方法，其中，注浆管为十字注浆管，且每个所述十字注浆通内设有十字注浆管，第一模体包括内模板和外模板，其中，所述十字注浆管具有横向穿透所述内模板和所述外模板的横管部，和在所述第一筒体内部竖向延伸的竖管部；所述十字注浆管的所述横管部两端设置有限位部件，用于限制所述内模板和所述外模板间的横向间隔宽度。
本发明的上述技术方案具有以下技术效果：
1、本发明实施例公开的一种深基坑挡墙结构，包括：筒型挡墙本体，其中，所述筒型挡墙本体的底部成型有破土结构，所述筒型挡墙本体适于通过所述破土结构与其自身的重力配合实现向下破土和下沉；所述筒型挡墙本体内浇筑有上下贯通的水管，所述水管具有位于所述筒型挡墙本体的下端面的出水口，和位于所述筒型挡墙本体的上端面的进水口。通过以上设计，一方面可以通过水管向位于所述筒型挡墙本体的下端面的土体注水，以软化土体，从而达到减少筒型挡墙本体端阻力的目的，以利于筒型挡墙本体的下沉，另外，软化土体也可以利于挖掘，提高施工进度；再者，可以通过注入高压水流的方式对位于所述下端面以下的土体进行冲刷，以使筒型挡墙本体凭借重力下沉；这样最终可以实现施工工序的减少，施工噪声减小，工期缩短，进而对周边环境带来的污染减少的目的。
2、在本发明的实施例中，所述深基坑挡墙结构还包括上下浇捣在一起的第一筒体和第二筒体；且所述水管包括第一水管和第二水管；所述出水口为所述第一水管的位于所述第一筒体的下端面的第一出水口，所述第一水管具有位于所述第一筒体上端面的第一进水口；所述进水口为所述第二水管的位于所述第二筒体上端面的第二进水口，所述第二水管具有位于所述第二筒体的下端面第二出水口；其中，所述第一水管的所述第一进水口和所述第二水管的所述第二出水口连通。在以上设计中，整个深基坑挡墙结构是通过至少两个筒体对接而成的，可以避免采用单个结构达到的深度不够，且无法根据情况做调整，或过高的深基坑挡墙有可能导致不方便对筒内土体进行挖掘施工的问题。
3、在本发明的实施例中，所述深基坑挡墙结构还包括浇筑于所述筒型挡墙本体内，且在所述筒型挡墙本体的外侧壁处与外部连通的第三水管，所述第三水管与所述第二进水口连通。通过对第三水管注水，使水流流至筒型挡墙本体外侧壁的土体上，以湿化土体，从而可以减少土体对筒型挡墙本体的磨阻力，进而可以有利于筒型挡墙本体的下沉。
4、所述筒型挡墙本体为铁矿砂石混凝土墙体，由于墙体的材料中，除了混凝土，还加有铁矿砂石，一方面可以增加筒型挡墙本体的自重，有利于下沉；另一方面，由于铁矿砂石具有良好的导热性能，对收集与利用地下热能、冷能及进行储藏、循环、利用，可以起到良好的被动节能效果。
5、所述筒型挡墙本体为还包括浇筑于所述筒型挡墙本体内，且位于所述筒型挡墙本体的所述上端面和外端面间的贯通的注浆管；增设注浆管可以在所述筒型挡墙本体下沉至最终预定深度后，对基底和外侧壁的土体通入混凝土浆液，以实现止水和加固的效果。
6.本发明实施例公开的一种地下空间的施工方法，其中，a.浅基处理；b.安装第一模体；其中，还包括：c.在所述第一模体内安装钢筋和第一水管，并在所述第一模体内浇捣混凝土制得第一筒体；所述第一筒体的底部成型有破土结构；所述第一水管具有位于所述第一筒体的下端面的第一出水口，和位于所述第一筒体的上端面的第一进水口；
d.从所述第一筒体的内部向外挖运土体，使得所述破土结构与所述第一筒体的重力配合实现向下破土，并通过所述第一水管的所述第一进水口向所述第一筒体内进行高压注水，使得从所述第一出水***出的高压水流将位于所述第一筒体的下端的土体向所述第一筒体内冲刷，进而使得所述第一筒体受自身重力的作用进行下沉。采用以上施工方法，可以充分利用所通入的高压水流对土体的处理，以实现自动下沉，且可以根据下沉的情况，比如第一筒体的深度、垂直度，速率等，通过调节水流的压力和流量加以控制和调节。
7、在步骤c和/或步骤e中，还包括安装第三水管，其中，所述第三水管在所述第一筒体的外侧壁处与外部连通，且与所述第二进水口连通。通过对第三水管注水，使水流流至第一筒体外侧壁的土体上，以湿化土体，从而可以减少土体对第一筒体的磨阻力，进而可以有利于第一筒体的下沉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的深基坑挡墙结构一种实施方式的示意图；
图2为本发明的深基坑挡墙结构另一种实施方式的示意图；
图3为本发明的深基坑挡墙结构又一种实施方式的示意图；
图4为本发明的深基坑挡墙结构其中一种实施方式的俯视图的示意图；
附图标记：
1-筒型挡墙本体；100-破土结构；2-水管；3-出水口；4-进水口；5-锚杆；6-底板；8-第一筒体；9-第二筒体；10-第一水管；11-第二水管；3’-第一出水口；12-第一进水口；4’-第二进水口；13-第二出水口；15-第三水管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供了一种深基坑挡墙结构，作为其中一种实施方式，如图1所示，具体包括：筒型挡墙本体1，其中，所述筒型挡墙本体的底部成型有破土结构100，所述筒型挡墙本体1适于通过所述破土结构100与其自身的重力配合实现向下破土和下沉；所述筒型挡墙本体1内浇筑有上下贯通的水管2，所述水管具有位于所述筒型挡墙本体的下端面的出水口3，和位于所述筒型挡墙本体1的上端面的进水口4。另外，还包括在深基坑挡墙结构底部浇筑的，与所述筒型挡墙本体连接的底板6，所述底板6可以成形有集水坑7，以及设置在所述底板6以下的桩体或锚杆5。
所述破土结构2优选为成型在所述筒型挡墙本体1的底部的外低内高的楔形边缘结构，或刃脚结构，其中，所述破土结构100具有相对于所述筒型挡墙本体1的主体的外侧壁向外的突出结构，且所述突出结构的外侧面为竖直设置或成型，以使得所述破土结构100在借助筒型挡墙本体1重力破土下沉时，土体与筒型挡墙本体1的接触面积减少，尤其是在含水量较少的土体中(基坑侧塌的情况较少)，主要通过所述突出结构的外侧面对筒型挡墙本体1产生摩阻力，而并非主要通过筒型挡墙本体1的主体的外侧壁，这样更加有利于筒型挡墙本体1的下沉；如果没有该突出结构，随着筒型挡墙本体的下沉该主体的外侧壁与土体接触面积就会不断增加，导致摩阻力不断增大，不利于下沉。
作为另一种具体实施方式，如图2所示，上述的深基坑挡墙结构的所述筒型挡墙本体可以进一步包括：上下浇捣在一起的第一筒体8和第二筒体9；且所述水管2包括第一水管10和第二水管11；所述出水口3为所述第一水管10的位于所述第一筒体8的下端面的第一出水口3’，所述第一水管10具有位于所述第一筒体8上端面的第一进水口12；所述进水口4为所述第二水管11的位于所述第二筒体上端面的第二进水口4’，所述第二水管11具有位于所述第二筒体9的下端面第二出水口13；其中，所述第一水管8的所述第一进水口12和所述第二水管11的所述第二出水口13连通。作为进一步改进的实施方式，可以在上述第二筒体9的上部，还包括第三筒体，其结构与第二筒体可以是一样，所具有内部水管与第二筒体的水管对接(此处未标出)。
进一步地，还可以包括浇筑于所述筒型挡墙本体内，且在所述筒型挡墙本体的外侧壁处与外部连通的第三水管15，所述第三水管与所述第二进水口4’连通。作为一种优选的实施方式，所述筒型挡墙本体为铁矿砂石混凝土墙体。
如图3所示，所述第一筒体8内部周向均匀布置有多根所述第一水管10。另外，如图4所示，深基坑挡墙结构还包括浇筑于所述筒型挡墙本体内，且位于所述筒型挡墙本体的所述上端面和外端面间的贯通的注浆管。所述注浆管可以为十字注浆管，且每个所述十字注浆通内设有十字注浆管，其中，所述十字注浆管具有横向穿透所述筒型挡墙本体的内侧面和外侧壁的横管部，和在所述筒型挡墙本体内部竖向延伸的竖管部。
为了能够节省使用的材料，所述水管与所述注浆管也可以为同一管道。
实施例2
本发明还提供了一种地下空间的施工方法，包括以下步骤：
a.浅基处理；
b.安装第一模体；
其中，还包括：
c.在所述第一模体内安装钢筋和第一水管，并在所述第一模体内浇捣混凝土制得第一筒体；所述第一筒体的底部成型有破土结构；所述第一水管具有位于所述第一筒体的下端面的第一出水口，和位于所述第一筒体的上端面的第一进水口；
d.从所述第一筒体的内部向外挖运土体，使得所述破土结构与所述第一筒体的重力配合实现向下破土，并通过所述第一水管的所述第一进水口向所述第一筒体内进行高压注水，使得从所述第一出水***出的高压水流将位于所述第一筒体的下端的土体向所述第一筒体内冲刷，进而使得所述第一筒体受自身重力的作用进行下沉。
在所述步骤d以后，还可以包括以下步骤：e.当所述第一筒体下沉至预定深度后，在所述第一筒体上方安装第二模体，在所述第二模体内安装钢筋和第二水管，将所述第二水管与所述第一水管连通，并在所述第二模体内浇捣混凝土制得第二筒体，其中，所述第二水管具有位于所述第二筒体的上端面的第二进水口；f.从所述第一筒体和所述第二筒体的内部向外挖运土体，并通过所述第二水管的第二进水口向内进行高压注水，使得从所述第一出水***出的高压水流将位于所述第一筒体的下端部的土体向所述第一筒体内冲刷，进而使得所述第一筒体和所述第二筒体受自身重力的作用进行下沉，直至预定深度。
作为另一种实施方式，在上述步骤c和/或步骤e中，还包括安装第三水管，其中，所述第三水管在所述第一筒体的外侧壁处与外部连通，且与所述第二进水口连通。
在挖运土体的过程中，可以进一步通过控制挖运速率和调节高压水流的流速和压力来调节筒体下沉的速度、深度和垂直度。
当下沉到预定深度后，在基底处浇筑底板，并根据底板强度或抗浮力的要求，通过所述第一水管和所述第二水管对基底压入混凝土浆液，或在所述底板上增设桩体或锚杆进行对所述基底的抗浮力进行补强。
作为再一种具体实施方式，所述混凝土中还可以包括铁矿砂石。
作为再一种具体实施方式，在上述步骤c中还包括在所述第一筒体内，且位于所述第一筒体的所述上端面和外端面间浇筑贯通的注浆管的步骤。
作为再一种具体实施方式，注浆管可以为十字注浆管，且每个所述十字注浆通内设有十字注浆管，第一模体包括内模板和外模板，其中，所述十字注浆管具有横向穿透所述内模板和所述外模板的横管部，和在所述第一筒体内部竖向延伸的竖管部；所述十字注浆管的所述横管部两端设置有限位部件，用于限制所述内模板和所述外模板间的横向间隔宽度。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种自沉式深基坑挡墙结构，包括：
筒型挡墙本体，
其特征在于，
所述筒型挡墙本体的底部成型有破土结构，所述筒型挡墙本体适于通过所述破土结构与所述筒型挡墙本体的自身的重力配合实现向下破土和下沉；
所述筒型挡墙本体内浇筑有上下贯通的水管，所述水管具有位于所述筒型挡墙本体的下端面出水口，和位于所述筒型挡墙本体的上端面的进水口。
2.根据权利要求1所述的自沉式深基坑挡墙结构，其特征在于，所述筒型挡墙本体包括：
上下浇捣在一起的第一筒体和第二筒体；且所述水管包括第一水管和第二水管；
所述出水口为所述第一水管的位于所述第一筒体的下端面的第一出水口，所述第一水管具有位于所述第一筒体上端面的第一进水口；
所述进水口为所述第二水管的位于所述第二筒体上端面的第二进水口，所述第二水管具有位于所述第二筒体的下端面第二出水口；
其中，所述第一水管的所述第一进水口和所述第二水管的所述第二出水口连通。
3.根据权利要求2所述的自沉式深基坑挡墙结构，其特征在于，
还包括浇筑于所述筒型挡墙本体内，且在所述筒型挡墙本体的外侧壁处与外部连通的第三水管，所述第三水管与所述第二进水口连通。
4.根据权利要求3所述的自沉式深基坑挡墙结构，其特征在于，
所述筒型挡墙本体为铁矿砂石混凝土墙体。
5.根据权利要求1-4任一所述的自沉式深基坑挡墙结构，其特征在于，还包括浇筑于所述筒型挡墙本体内，且位于所述筒型挡墙本体的所述上端面和外端面间的贯通的注浆管。
6.根据权利要求5所述的自沉式深基坑挡墙结构，其特征在于，所述注浆管为十字注浆管，且每个所述十字注浆通内设有十字注浆管，其中，所述十字注浆管具有横向穿透所述筒型挡墙本体的内侧面和外侧壁的横管部，和在所述筒型挡墙本体内部竖向延伸的竖管部。
7.根据权利要求6所述的自沉式深基坑挡墙结构，其特征在于，所述水管与所述注浆管为同一管道。
8.一种地下空间的施工方法，包括以下步骤：
a.浅基处理；
b.安装第一模体；
其特征在于，还包括：
c.在所述第一模体内安装钢筋和第一水管，并在所述第一模体内浇捣混凝土制得第一筒体；所述第一筒体的底部成型有破土结构；所述第一水管具有位于所述第一筒体的下端面的第一出水口，和位于所述第一筒体的上端面的第一进水口；
d.从所述第一筒体的内部向外挖运土体，使得所述破土结构与所述第一筒体的重力配合实现向下破土，并通过所述第一水管的所述第一进水口向所述第一筒体内进行高压注水，使得从所述第一出水***出的高压水流将位于所述第一筒体的下端的土体向所述第一筒体内冲刷，进而使得所述第一筒体受自身重力的作用进行下沉。
9.根据权利要求8所述的地下空间的施工方法，在所述步骤d以后，还包括以下步骤：
e.当所述第一筒体下沉至预定深度后，在所述第一筒体上方安装第二模体，在所述第二模体内安装钢筋和第二水管，将所述第二水管与所述第一水管连通，并在所述第二模体内浇捣混凝土制得第二筒体，其中，所述第二水管具有位于所述第二筒体的上端面的第二进水口；
f.从所述第一筒体和所述第二筒体的内部向外挖运土体，并通过所述第二水管的所述第二进水口向内进行高压注水，使得从所述第一出水***出的高压水流将位于所述第一筒体的下端部的土体向所述第一筒体内冲刷，进而使得所述第一筒体和所述第二筒体受自身重力的作用进行下沉，直至预定深度。
10.根据权利要求9所述的地下空间的施工方法，其特征在于，在上述步骤c和/或步骤e中，还包括安装第三水管，其中，所述第三水管在所述第一筒体的外侧壁处与外部连通，且与所述第二进水口连通。
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