CN113774922B - 一种基坑围护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基坑围护的技术领域，尤其是涉及一种基坑围护结构及其施工方法。其中一种基坑围护结构，其包括首节井体以及若干连接于首节井体迎水面一侧的抗冲刷板，所述抗冲刷板竖向滑动连接于首节井体的外侧壁，所述抗冲刷板上可拆卸连接有用于向抗冲刷板提供浮力的漂浮组件。本申请具有对首节井体迎水面一侧河床提供防护，保障首节井体的施工质量的效果。

Description

一种基坑围护结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及基坑围护的技术领域，尤其是涉及一种基坑围护结构及其施工方法。

背景技术

基坑围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的水压力和土压力，其中，软弱地基的围护结构通常采用沉井结构，尤其是在质地软弱，为淤泥质土的河床上开挖基坑。

在流域内采用沉井结构施工时，常见基坑围护结构包括首节井体、位于首节井体顶端的接高井体以及位于首节井体底端的封底板。

首节井体通常采用若干板块围合形成的钢箱结构，板块竖向开设有定位下沉槽。接高井体的井壁对应且固定连接于板块的顶端，接高井体由钢筋混凝土浇筑形成。

针对上述中的相关技术，发明人认为：在对首节井体的定位下沉槽灌注混凝土下沉时，由于水流对首节井体迎水面的冲击，将在首节井体的底端形成朝向河床的旋流，旋流将冲刷河床并且夹带泥土，易致使首节井体整体向迎水面一侧倾斜，影响首节井体的施工质量。

发明内容

为了减小首节井体在沉井施工时的倾斜量，保障首节井体的施工质量，本申请提供一种基坑围护结构及其施工方法。

第一方面，本申请提供一种基坑围护结构，采用如下的技术方案：

一种基坑围护结构，其包括首节井体以及若干连接于首节井体迎水面一侧的抗冲刷板，所述抗冲刷板竖向滑动连接于首节井体的外侧壁，所述抗冲刷板上可拆卸连接有用于向抗冲刷板提供浮力的漂浮组件。

通过采用上述技术方案，当漂浮组件与抗冲刷板连接时，漂浮组件能够使抗冲刷板漂浮在水中，以便和首节井体一同水中漂浮运输。拆卸、分离漂浮组件和抗冲刷板，抗冲刷板将在重力作用下与迎水面一侧的河床相抵，从而对河床提供防护，减少水流冲击首节井体形成的旋流冲刷河床的概率。

可选的，所述抗冲刷板的上表面均开设有消能槽，所述消能槽的横截面呈弧形，所述消能槽靠近首节井体的一端高于消能槽背离首节井体的一端。

通过采用上述技术方案，旋流将沿消能槽的弧形槽壁，背离河床流动，从而提高抗冲刷板对河床的保护作用。

可选的，所述抗冲刷板的下表面固定连接有插接桩，所述插接桩沿首节井体的迎水面间隔分布有若干根。

通过采用上述技术方案，插接桩的底端穿设于河床内，提高抗冲刷板与河床的连接稳定性能，通过旋流冲击抗冲刷板，还将对抗冲刷板提供一个竖向荷载，以便插接桩整体伸入至河床内。

可选的，所述插接桩的底端设置有便于插接桩伸入至河床内的导向尖端。

通过采用上述技术方案，导向尖端以便插接桩伸入至河床内。

可选的，所述抗冲刷板靠近首节井体轴线的一侧均开设有卡接槽；所述首节井体的迎水面上固定连接有若干导向肋，所述导向肋平行首节井体的轴线设置，所述导向肋对应卡接槽，所述导向肋与卡接槽相互水平卡接配合。

通过采用上述技术方案，通过卡接槽与导向肋的配合，首节井体对抗冲刷板提供水平方向的限位，以便抗冲刷板稳固的连接于河床上。同时，首节井体下沉施工时，由于抗冲刷板与首节井体竖向滑动连接，以便减少抗冲刷板与首节井体相互限位干涉的概率。

可选的，所述导向肋的顶端可拆卸连接有用于限制抗冲刷板自导向肋顶端脱出的限位部件。

通过采用上述技术方案，当限位部件与导向肋的顶端连接时，限位部件将减少抗冲刷板自导向肋顶端脱离的概率。当限位部件自导向肋顶端拆卸时，在首节井体完全下沉至河床内且导向肋也下沉至河床内时，抗冲刷板自导向肋的顶端与首节井体分离，以便减少抗冲刷板与首节井体相互限位干涉的概率。

可选的，所述漂浮组件包括浮力提供部、连接索以及安装板，所述安装板可拆卸连接于抗冲刷板上，所述连接索固定连接于浮力提供部与安装板之间。

通过采用上述技术方案，浮力提供部可以为高压气囊，通过安装与连接抗冲刷板可拆卸连接。分离安装板与抗冲刷板前，在抗冲刷板的重力作用下连接索处于紧绷状态，安装板与抗冲刷板拆卸、分离时，连接索上的应力释放，连接索向上回弹，将驱使安装板向上移动，此时安装板将与水流产生相应的阻力从而消弭连接索释放的应力，相较直接将连接索与抗冲刷板连接，通过安装板与抗冲刷板连接，能够提高漂浮组件与抗冲刷板分离时，现场人员的安全性。

可选的，所述连接索上固定连接有若干释能块，所述释能块沿连接索轴向依次分布有若干块。

通过采用上述技术方案，释能块能在连接索释放应力时，释能块与水流产生阻力，消弭漂浮组件与抗冲刷板分离时连接索释放的应力，能够进一步提高现场人员的安全性。

第二方面，本申请提供一种基坑围护结构的施工方法，采用如下的技术方案：

一种基坑围护结构的施工方法，首节井体工厂预制并且运输、吊放至河流中，其包括以下步骤，S1，施工前准备工作；S1-1，抗冲刷板、漂浮组件的装配施工，将抗冲刷板通过吊装的方式连接于预制井体的迎水面，然后将漂浮组件连接于抗冲刷板上；S1-2，首节井体定位下沉，将首节井体、抗冲刷板以及漂浮组件一同运输至设计位置，然后对首节井体加荷定位下沉；S1-3，拆卸、分离漂浮组件和抗冲刷板；S2，首节井体接高下沉施工；S3，首节井体内清理施工；S4，基坑封底。

通过采用上述技术方案，通过上述方法施工形成基坑。当漂浮组件与抗冲刷板连接时，以便抗冲刷板与首节井体一同运输。在首节井体接高下沉施工前，分离抗冲刷板和漂浮组件，抗冲刷板将在重力作用下向下滑动，直至抵接于河床上，从而对迎水面一侧的河床提供防护，减少旋流对河床进行冲刷。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.拆卸、分离漂浮组件和抗冲刷板，抗冲刷板将在重力作用下与迎水面一侧的河床相抵，从而对河床提供防护，减少水流冲击首节井体形成的旋流冲刷河床的概率，从而减少首节井体下沉时的倾斜量，进而保障首恶井体下沉的施工质量；

2.当漂浮组件与抗冲刷板连接时，漂浮组件能够使抗冲刷板漂浮在水中，以便和首节井体一同水中漂浮运输；

3.当限位部件与导向肋的顶端连接时，限位部件将减少抗冲刷板自导向肋顶端脱离的概率。当限位部件自导向肋顶端拆卸时，在首节井体完全下沉至河床内且导向肋也下沉至河床内时，抗冲刷板自导向肋的顶端与首节井体分离，以便减少抗冲刷板与首节井体相互限位干涉的概率。

附图说明

图1是本申请实施例中抗冲刷板与漂浮部件连接时的侧视图。

图2是图1中A-A处的剖面结构示意图。

图3是本申请实施例中抗冲刷板与漂浮部件分离时的侧视图。

附图标记说明：1、首节井体；2、抗冲刷板；3、水平卡接部件；4、漂浮组件；5、消能槽；6、插接桩；7、导向尖端；8、卡接槽；9、导向肋；10、限位部件；11、限位平板；12、限位螺栓；13、浮力提供部；14、连接索；15、安装板；16、连接螺杆；17、释能块；18、防脱槽。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基坑围护结构。参照图1、2，基坑围护结构包括首节井体1以及连接于首节井体1迎水面一侧的抗冲刷板2。抗冲刷板2与首节井体1之间连接有水平卡接部件3，水平卡接部件3沿首节井体1的高度方向设置。抗冲刷板2竖向滑动连接于水平卡接部件3上，抗冲刷板2上还可拆卸连接有用于向抗冲刷板2提供浮力的漂浮组件4。

在首节井体1水中运输时，抗冲刷板2通过水平卡接部件3连接于首节井体1上。此时，漂浮组件4将为抗冲刷板2提供浮力，使得抗冲刷板2能够随首节井体1一同漂浮至设计指定位置下沉施工。

参照图1、3，在下沉施工时，拆卸、分离漂浮组件4和抗冲刷板2，使得抗冲刷板2在自身重力下，沿水平卡接部件3轴向向下滑动，水平卡接部件3对抗冲刷板2产生水平方向的约束。当抗冲刷板2下表面与河床的底端贴合时，水流冲击首节井体1迎水面而产生的冲刷河床的旋流，将受到抗冲刷板2的阻隔，减小旋流对河床的冲刷，从而减小首节井体1在下沉施工时朝向迎水面一侧的倾斜量。

再参照图1、2，抗冲刷板2的上表面开设有消能槽5，消能槽5的长度方向平行首节井体1的迎水面的长度方向设置，消能槽5背离首节井体1的一端与抗冲刷板2背离首节井体1的一端平齐，消能槽5背离首节井体1的一端低于消能槽5靠近首节井体1的一端。

弧形的消能槽5能够导向旋流沿消能槽5较低的一端远离河床移动，从而减少对河床的冲刷，在旋流的冲刷下将对抗冲刷板2产生竖向荷载，从而减小抗冲刷板2受到河床上暗流的冲击而与河床分离的概率。

抗冲刷板2的下表面固定连接有插接桩6，可采用焊接固定的方式连接。插接桩6竖向设置，插接桩6的底端设置有圆锥状的导向尖端7。插接桩6的直径自导向尖端7向上逐渐变大，使得插接桩6的顶端直径尺寸大于插接桩6的底端直径尺寸。

在下沉施工时，插接桩6穿设于河床上，导向尖端7以便插接桩6伸入至河床内，插接桩6直径尺寸自下而上逐渐变大，将增加插接桩6周侧壁与河床的接触面积，提高插接桩6在河床上的连接稳定性能，保障抗冲刷板2的稳定性能。

抗冲刷板2靠近首节井体1的一侧开设有竖向贯通的卡接槽8，卡接槽8可以为燕尾槽或是T形槽。本申请实施例中，卡接槽8呈T形槽。

水平卡接部件3包括沿首节井体1迎水面的高度方向设置的导向肋9以及可拆卸固定连接于导向肋9顶端的限位部件10。

导向肋9固定连接于首节井体1的迎水面上，导向肋9的顶端平齐，导向肋9的底端倾斜形成刃脚，以便导向肋9随首节井体1一同下沉入河床内。导向肋9的横截面形状呈配合卡接槽8形状的T形，导向肋9穿设于卡接槽8内。

抗冲刷板2通过卡接槽8与导向肋9的配合从而竖向滑动连接于首节井体1的迎水面上，并且导向肋9还将约束抗冲刷板2的水平位移，提高抗冲刷板2竖向移动的稳定性能。

限位部件10包括限位平板11以及穿设于限位平板11上的限位螺栓12，限位平板11的下表面与导向肋9的顶端相抵，限位螺栓12穿过限位平板11并且伸入至导向肋9上，限位螺栓12与导向肋9螺接。拆卸限位螺栓12，能够取下限位平板11。

在拆卸限位部件10后，首节井体1下沉，当导向肋9的顶端低于抗冲刷板2下表面时，抗冲刷板2能够自导向肋9的顶端与首节井体1分离，此时，抗冲刷板2通过插接桩6连接于河床上，减少抗冲刷板2对首节井体1继续下沉施工的影响，保障首节井体1下沉的稳定性能。

漂浮组件4包括浮力提供部13、连接索14以及安装板15。安装板15的下表面贴合抗冲刷板2的上表面。浮力提供部13可以为高压充气气囊。

连接索14固定连接于安装板15与浮力提供部13之间，连接索14上固定连接有释能块17，释能块17沿连接索14的轴线间隔分布有若干块，释能块17可以为泡沫板。拆卸安装板15与抗冲刷板2前，连接索14受到抗冲刷板2的重力作用并且处于绷直状态，当拆卸连接螺栓时，连接索14将相应的产生回弹的力，此时，释能块17与连接索14一同位移，通过水与释能块17移动产生的阻力，缓解连接索14的回弹位移量，从而保障现场人员拆卸安装板15时的安全。

安装板15上竖向穿设有连接螺杆16，连接螺杆16穿过安装板15并且穿过安装板15的一端同轴螺接连接螺母，连接螺杆16相对的另一端与安装板15固定连接，使得安装板15与抗冲刷板2可拆卸连接。

安装板15靠近首节井体1的一侧还开设有防脱槽18，防脱槽18的形状与导向肋9的横截面形成相适配，安装板15通过防脱槽18与导向肋9的配合从而滑动连接于导向肋9上。拆卸、分离安装板15与抗冲刷板2时，通过安装板15的防脱槽18与导向肋9的相互配合，从而限制安装板15水平方向上的位移，使得安装板15随导向肋9长度方向移动，直至安装板15自导向肋9的顶端分离。安装板15沿导向肋9竖向移动，将增大安装板15受到最大水阻力的概率，从而减小分离安装板15和抗冲刷板2时连接索14自紧绷至松弛时产生的回弹力驱使安装板15的位移量，从而保障现场人员拆卸安装板15时的安全。

本申请实施例一种基坑围护结构的实施原理为：在河流中运输首节井体1时，抗冲刷板2先滑动连接于导向肋9上，并且将抗冲刷板2与漂浮组件4连接，使得抗冲刷板2与首节井体1能够一同在河流中漂浮运输，降低运输成本。

首节井体1抵达设计位置时，分离抗冲刷板2和漂浮组件4，使得抗冲刷板2在自重作用下沿导向肋9竖向移动，直至与河床抵接，水流冲击迎水面形成的旋流将冲刷在抗冲刷板2上，从而减少旋流冲刷河床的概率。插接桩6将伸入至河床内，提高抗冲刷板2的稳定性能。拆卸限位部件10，漂浮组件4能自导向肋9顶端分离，回收漂浮组件4，降低施工成本。

在首节井体1下沉施工时，随着后续混凝土浇筑施工，首节井体1将逐渐沉入至河床内，由于限位部件10已拆卸，即首节井体1完成沉入河床内，抗冲刷板2能够自导向肋9的顶端与首节井体1分离，将减少抗冲刷板2和首节井体1之间的相互干涉影响，保障了首节井体1下沉施工的便捷性能以及抗冲刷板2的稳定性能。

本申请实施例还公开一种基坑围护结构的施工方法。首节井体1为工厂预制形成并且运输吊放至水流中，基坑围护结构的施工方法包括以下步骤：S1、施工前准备。

S1-1，抗冲刷板2、漂浮组件4的装配施工。抗冲刷板2通过吊装装配在导向肋9上，使得抗冲刷板2连接于首节井体1上，然后在抗冲刷板2上安装漂浮组件4以及限位部件10。

漂浮组件4安装前，选用合适尺寸的浮力提供部13，使得浮力提供部13在饱和充气后，在水中所产生的浮力大于抗冲刷板2的重力。

S1-2，首节井体1定位下沉。先将首节井体1以及抗冲刷板2通过运输船推送以及拉运的方式一同在河流内漂浮移动直至到达设计位置，并且使得抗冲刷板2所在的位置为首节井体1的迎水面。

然后，通过向首节井体1内加载以及采用运输船拉结固定，通过对首节井体1施加荷载，使得首节井体1抵接于河床上。

S1-3，拆卸分离漂浮组件4和抗冲刷板2。拆卸连接螺母，连接螺母拆卸时易中心对称的方式拆卸。

分离漂浮组件4和抗冲刷板2后，抗冲刷板2在重力作用沿导向肋9向下移动，抗冲刷板2的下表面与河床贴合，导向肋9的插接板伸入至河床内。

S1-4，拆卸限位部件10。拧松限位螺栓12，然后取下限位平板11。

拆卸限位部件10后，通过滑动安装板15，使得安装板15自导向肋9的顶端脱离。

S2，首节井体1接高下沉施工。首节井体1的顶端沿井体的井壁支模板然后依次分层施工钢筋混凝土，在每层混凝土浇筑完成并且硬化后，再拆卸模板并且向上挪动，直至达到设计标高。

首节井体1在逐渐接长的过程中，逐渐下沉至河床内。此时，抗冲刷板2将自导向肋9的顶端与首节井体1脱离，减少了接高施工的混凝土与抗冲刷板2碰撞干涉的概率，从而减少了抗冲刷板2对下沉施工的干涉。

S3，首节井体1内清理施工。通过抽水泵抽除首节井体1内的水和淤泥，形成基坑。

S4，基坑封底，首节井体1内施工钢筋混凝土形成底板，进行封底施工。

本申请实施例一种基坑围护结构的施工方法的实施原理为：通过上述步骤便于一同运输首节井体1和抗冲刷板2。在首节井体1下沉时能减少抗冲刷板2与首节井体1之间的相互干涉。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基坑围护结构，其特征在于：包括首节井体(1)以及若干连接于首节井体(1)迎水面一侧的抗冲刷板(2)，所述抗冲刷板(2)竖向滑动连接于首节井体(1)的外侧壁，所述抗冲刷板(2)上可拆卸连接有用于向抗冲刷板(2)提供浮力的漂浮组件(4)；

所述抗冲刷板(2)的上表面均开设有消能槽(5)，所述消能槽(5)的横截面呈弧形，所述消能槽(5)靠近首节井体(1)的一端高于消能槽(5)背离首节井体(1)的一端；

所述抗冲刷板(2)的下表面固定连接有插接桩(6)，所述插接桩(6)沿首节井体(1)的迎水面间隔分布有若干根；

所述抗冲刷板(2)靠近首节井体(1)轴线的一侧均开设有卡接槽(8)；所述首节井体(1)的迎水面上固定连接有若干导向肋(9)，所述导向肋(9)平行首节井体(1)的轴线设置，所述导向肋(9)对应卡接槽(8)，所述导向肋(9)与卡接槽(8)相互水平卡接配合；

所述导向肋(9)的顶端可拆卸连接有用于限制抗冲刷板(2)自导向肋(9)顶端脱出的限位部件(10)。

2.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构，其特征在于：所述插接桩(6)的底端设置有便于插接桩(6)伸入至河床内的导向尖端(7)。

3.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构，其特征在于：所述漂浮组件(4)包括浮力提供部(13)、连接索(14)以及安装板(15)，所述安装板(15)可拆卸连接于抗冲刷板(2)上，所述连接索(14)固定连接于浮力提供部(13)与安装板(15)之间。

4.根据权利要求3所述的一种基坑围护结构，其特征在于：所述连接索(14)上固定连接有若干释能块(17)，所述释能块(17)沿连接索(14)轴向依次分布有若干块。

5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的基坑围护结构的施工方法，首节井体(1)工厂预制并且运输、吊放至河流中，其特征在于：包括以下步骤，S1，施工前准备工作；S1-1，抗冲刷板(2)、漂浮组件(4)的装配施工，将抗冲刷板(2)通过吊装的方式连接于预制井体的迎水面，然后将漂浮组件(4)连接于抗冲刷板(2)上；

S1-2，首节井体(1)定位下沉，将首节井体(1)、抗冲刷板(2)以及漂浮组件(4)一同运输至设计位置，然后对首节井体(1)加荷定位下沉；

S1-3，拆卸、分离漂浮组件(4)和抗冲刷板(2)；

S2，首节井体(1)接高下沉施工；

S3，首节井体(1)内清理施工；

S4，基坑封底。

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