湿陷性黄土高填方区的人工湖围护结构及施工方法与流程

[0001]
本发明属于岩土支护工程技术领域，尤其涉及一种湿陷性黄土高填方区的人工湖围护结构及施工方法。


背景技术：

[0002]
随着国民经济的快速发展，湿陷性黄土地区大规模开发趋势清晰凸显，西北地区新建或扩建项目大多位于黄土丘陵沟壑区，受山区地形地貌条件限制，土地资源日益紧缺，“削山填沟造地”战略应运而生，在湿陷性黄土高填方区修建人工湖需要考虑结构的安全性、稳定性以及抗渗性，对工程的湿陷沉降以及工后沉降的要求较高。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于提供一种湿陷性黄土高填方区的人工湖围护结构及施工方法。
[0004]
本发明是这样实现的，一种湿陷性黄土高填方区的人工湖围护结构，所述湿陷性黄土高填方区的地层形式由下至上分别为不透水层、原有土层、填土层，该填土层上形成人工湖的蓄水空间；该结构包括咬合桩、高压旋喷桩以及钢筋混凝土板墙，所述咬合桩为素混凝土桩与钢筋混凝土桩以间隔布置方式构成，所述素混凝土桩与钢筋混凝土桩通过咬合方式形成固定整体；所述咬合桩底端稳固钻入不透水层、顶端从原有土层露出，所述咬合桩两侧各分别设有两排用以稳固咬合桩桩身的高压旋喷桩，且所述咬合桩顶部固定有冠梁，该冠梁上浇筑形成所述钢筋混凝土板墙，该钢筋混凝土板墙主体填埋于填土层中，且钢筋混凝土板墙顶部闭合区域内形成所述蓄水空间。
[0005]
优选地，所述钢筋混凝土板墙包括若干墙体，相邻墙体之间存在变形缝，该变形缝内在竖直方向上均布有若干止水钢板形成止水带，所述止水钢板两端焊接在墙体内钢筋上并于墙体一体浇筑；所述变形缝通过沥青麻筋填缝密实。
[0006]
优选地，所述高压旋喷桩的主体位于原有土层中。
[0007]
优选地，该围护结构还包括待浸水消除湖底湿陷性后的防水构造，所述防水构造包括施工于湖底的找平层以及施工在所述蓄水空间范围内的防水层。
[0008]
本发明公开了一种湿陷性黄土高填方区的人工湖围护结构的施工方法，该方法包括以下步骤：
[0009]
(1)以设定间距施工各素混凝土桩于原有土层且底部嵌入不透水层3.0m，在素混凝土桩初凝前切割部分桩身以形成与钢筋混凝土桩的咬合口，在素混凝土桩凝固后，在两相邻素混凝土桩之间施工钢筋混凝土桩，钢筋混凝土桩底部嵌入不透水层5.0m，施工钢筋混凝土桩与素混凝土桩咬合形成一圈咬合桩；
[0010]
(2)在咬合桩各侧面分别施工两排高压旋喷桩，该高压旋喷桩桩身嵌入原有土层；
[0011]
(3)在所述咬合桩桩顶伸出原有土层并设置冠梁，冠梁顶部预留钢筋，在冠梁上配合预留钢筋施工钢筋混凝土板墙，钢筋混凝土板墙每隔设定距离设置竖向变形缝，变形缝两侧的钢筋混凝土板墙内嵌止水钢板，变形缝通过沥青麻筋填缝密实；
[0012]
(4)待围护结构达到设计强度后，在保证围护结构内外的土层填筑高度始终保持一致的情况下，在围护结构外侧照压实度要求分层填土进行填土，碾压夯实，围护结构内部分层虚填填料至人工湖底部标高以上0.5m后，在人工湖内部浸水漫灌，使得填料充分浸水湿陷以完全消除湖底湿陷性；
[0013]
(5)对湖底、湖壁以及湖边进行防水构造施工。
[0014]
优选地，所述素混凝土桩、钢筋混凝土桩的咬合长度不小于200mm；所述素混凝土桩的初凝时间为40～70h，坍落度为12～14mm，混凝土抗渗等级为p12及以上。
[0015]
相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：在湿陷性黄土地区修建人工湖需要充分考虑结构的安全性、稳定性、抗倾覆性等，本结构通过咬合桩嵌入不透水层可以保证围护结构下部不会出现渗流的情况，高压旋喷桩的加持保证了围护结构的稳定性，通过围护结构内外填土在形成较为稳固的支撑系统，围护结构内侧土虚填不经碾压，其天然渗透系数较大，保证后期浸水能够快速渗透整个人工湖范围内的填土及原有土层，能够充分消除人工湖内部的湿陷性，通过在人工湖底部及侧壁铺设防水材料形成防水层可以保证人工湖抗渗性能。
附图说明
[0016]
图1是本发明人工湖围护结构在地层中施工后的俯视图；
[0017]
图2是本发明人工湖围护结构在地层中施工后的剖面视图；
[0018]
图3是本发明人工湖围护结构在地层中施工后的侧视图；
[0019]
图4是本发明人工湖围护结构中素混凝土桩与钢筋混凝土桩以咬合形式构成的咬合桩；
[0020]
图5是本发明人工湖围护结构中止水钢板的结构示意图。
具体实施方式
[0021]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]
如图1～5所示，其中，图1是本发明人工湖围护结构在地层中施工后的俯视图；图2是本发明人工湖围护结构在地层中施工后的剖面视图；图3是本发明人工湖围护结构在地层中施工后的侧视图；图4是本发明人工湖围护结构中素混凝土桩与钢筋混凝土桩以咬合形式构成的咬合桩；图5是本发明人工湖围护结构中止水钢板的结构示意图。
[0023]
一种湿陷性黄土高填方区的人工湖围护结构，所述湿陷性黄土高填方区的地层形式由下至上分别为不透水层a、原有土层b、填土层c，该填土层c上形成人工湖的蓄水空间d；该结构包括咬合桩1、高压旋喷桩2以及钢筋混凝土板墙3，所述咬合桩1为素混凝土桩11与钢筋混凝土桩12以间隔布置方式构成，所述素混凝土桩11与钢筋混凝土桩12通过咬合方式形成固定整体；所述咬合桩1底端稳固钻入不透水层a、顶端从原有土层b露出，所述咬合桩1两侧各分别设有两排用以稳固咬合桩1桩身的高压旋喷桩2，且所述咬合桩1顶部固定有冠梁4，该冠梁4上浇筑形成所述钢筋混凝土板墙3，该钢筋混凝土板墙3主体填埋于填土层c中，且钢筋混凝土板墙3顶部闭合区域内形成所述蓄水空间d。
[0024]
人工湖地位于湿陷性黄土填方区，人工湖根据设计要求可设计为不规则形状、圆形、方形或椭圆形，为方便说明本发明，以长方形人工湖为例。
[0025]
在本发明实施例中，人工湖围护结构本质为咬合桩1+高压旋喷桩2+钢筋混凝土板墙3构成的整体性支护结构。咬合桩1包括钢筋混凝土桩12和素混凝土桩11，如图4所示，咬合桩1采用素混凝土桩11与钢筋混凝土桩12间隔布置的钻孔咬合形式，咬合桩1按照先施工素混凝土桩11，后施工钢筋混凝土桩12的顺序进行，咬合桩1各桩径例如为1000mm，相邻桩的咬合长度不小于200mm。其中，素混凝土桩11嵌入不透水层a 3.0m，素混凝土桩11超缓混凝土的初凝时间应控制在40～70h，坍落度为12～14mm，混凝土抗渗等级为p12及以上(混凝土抗渗等级需满足抗渗要求)，钢筋混凝土桩12应在素混凝土桩11初凝前通过在成孔时切割部分素混凝土桩11身形成与素混凝土桩11的互相咬合，钢筋混凝土桩12嵌入不透水层a内5.0m。在完成咬合桩1施工后，为确保咬合桩1的稳定，在咬合桩1前后两侧各布置两排高压旋喷桩2，旋喷桩直径例如为400mm，高压旋喷桩2的主体位于原有土层b中以起到稳固作用。此外，在完成咬合桩1施工后，在咬合桩1桩顶设置混凝土冠梁4(1000mm*1000mm)，冠梁4顶部预留钢筋，进行后期上部钢筋混凝土板墙3的浇筑。在进一步实施例中，为使钢筋混凝土板墙3具有一定的形变能力，具体的，钢筋混凝土板墙3每隔40m设置竖向变形缝5，该变形缝5内在竖直方向上均布有若干止水钢板6形成止水带，所述止水钢板6两端焊接在墙体内钢筋上并于墙体一体浇筑；所述变形缝5通过沥青麻筋填缝密实。止水钢板6是通过对钢板中部进行弯折以具有可伸缩性能，在温度、压力等变化过程中，该止水钢板6随变形缝5变化而产生弹性变化；同时，止水钢板6配合沥青麻筋填缝材料构成止水带起到止水作用。
[0026]
在本发明实施例中，更具体的，该围护结构还包括待浸水消除湖底湿陷性后的防水构造，所述防水构造包括施工于湖底的找平层7以及施工在所述蓄水空间d范围内的防水层8。
[0027]
进一步的，为进一步解释上述人工湖围护结构的实际应用过程，本发明公开了一种湿陷性黄土高填方区的人工湖围护结构的施工方法，该方法包括以下步骤：
[0028]
(1)以设定间距施工各素混凝土桩11于原有土层b且底部嵌入不透水层a内3.0m，在素混凝土桩11初凝前切割部分桩身以形成与钢筋混凝土桩12的咬合口，在素混凝土桩11凝固后，在两相邻素混凝土桩11之间施工钢筋混凝土桩12，钢筋混凝土桩12底部嵌入不透水层a内5.0m，施工钢筋混凝土桩12与素混凝土桩11咬合形成一圈咬合桩1；
[0029]
(2)在咬合桩1各侧面分别施工两排高压旋喷桩2，该高压旋喷桩2桩身嵌入原有土层b；
[0030]
(3)在所述咬合桩1桩顶伸出原有土层b并设置冠梁4，冠梁4顶部预留钢筋，在冠梁4上配合预留钢筋施工钢筋混凝土板墙3，钢筋混凝土板墙3每隔设定距离设置竖向变形缝5，变形缝5两侧的钢筋混凝土板墙3内嵌止水钢板6，变形缝5通过沥青麻筋填缝密实；
[0031]
(4)待围护结构达到设计强度后，在保证围护结构内外的土层填筑高度始终保持一致的情况下，在围护结构外侧照压实度要求分层填土进行填土，碾压夯实，围护结构内部分层虚填填料至人工湖底部标高以上0.5m后，在人工湖内部浸水漫灌，使得填料充分浸水湿陷以完全消除湖底湿陷性；
[0032]
(5)对湖底、湖壁以及湖边进行防水构造施工，具体为，待浸水消除湿陷性后，对湖底进行处理，防水构造的做法是先做找平层7，再刷粘合剂(用来粘防水材料的)，然后再铺
一层防水材料，防水构造在湖底以及湖边(板墙)都要做，防水材料在板墙上一直延伸出去翻边，充分保证其防水性能。
[0033]
在湿陷性黄土地区修建人工湖需要充分考虑结构的安全性、稳定性、抗倾覆性等，本结构通过咬合桩1嵌入不透水层a可以保证围护结构下部不会出现渗流的情况，高压旋喷桩2的加持保证了围护结构的稳定性，通过围护结构内外填土在形成较为稳固的支撑系统；围护结构内侧土虚填不经碾压，其天然渗透系数较大，保证后期浸水能够快速渗透整个人工湖范围内的填土及原有土层b，能够充分消除人工湖内部的湿陷性，通过在人工湖底部及侧壁铺设防水材料形成防水层8可以保证人工湖抗渗性能。
[0034]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。