[发明专利]一种具有冻结封水功能的压入式槽钢板桩深基坑支护结构及方法

说明书

本发明提出一种具有冻结封水功能的压入式槽钢板桩深基坑支护结构及方法。本发明的支护结构包括：压入式槽钢板桩、冻结管、冻土帷幕、水平联系梁；冻结管焊接在压入式槽钢板桩的腹板上，冻结管内布置低温介质循环系统；焊接有冻结管的压入式槽钢板桩压入支护面中，并沿支护面高度方向延伸，多根压入式槽钢板桩之间通过水平联系梁连接固定；冻结管在使用时使压入式槽钢板桩腹板周围的土层冻结，在支护面表面形成冻土帷幕，冻土帷幕与通过水平联系梁连接固定的压入式槽钢板桩共同构成深基坑的支护结构。本发明可高效起到防渗、挡土及临时加固基坑周围土体的作用，尤其适应于含水率高、临近周围构筑物且基坑变形要求严格的富水软弱地层。

技术领域

本发明涉及一种富水软弱地层深基坑支护方法，具体是一种具有冻结封水功能的压入式槽钢板桩深基坑支护结构及方法。

背景技术

近年来，随着我国城市化进程不断加快，地下工程建设的规模也在逐步扩大，与此同时基坑工程也在向着深、广两个方面发展，还要面临基坑周围环境愈加复杂以及环境保护越来越严苛等问题。故深基坑支护方式所面临的技术挑战与施工风险越来越大，尤其是在我国东部沿海地区分布较广的富水软弱地层，土体天然含水率高，强度低，自身承载力差，防水难度大，这对深基坑支护提出了更高的要求。常见的深基坑支护方式有钻孔灌注桩、地下连续墙、土钉墙、压入式型桩+旋喷止水帷幕等，但各自都有其局限性：例如钻孔灌注桩易造成水土流失，造价高，止水性能差；地下连续墙封水和支护能力良好，但造价过高；土钉墙只适用于含水量低且土质较好的地区；压入式型桩+旋喷止水帷幕对施工场地要求大，工序复杂，添加入土体的水泥、止水材料对地下水土有一定的危害。

发明内容

发明目的：本发明是为解决现有深基坑支护的方法有所不足的基础上，提出的一种具有冻结封水功能的压入式槽钢板桩深基坑支护结构及方法，充分发挥了压入式槽钢板桩挡土和冻土帷幕封水的组合效果。

技术方案：为实现上述目的，本发明提出一种具有冻结封水功能的压入式槽钢板桩深基坑支护结构，包括：压入式槽钢板桩、冻结管、冻土帷幕、水平联系梁；冻结管焊接在压入式槽钢板桩的腹板上，冻结管的长度方向与压入式槽钢板桩的长度方向一致；冻结管内布置低温介质循环系统，低温介质循环系统能够使冻结管表面温度降低从而对压入式槽钢板桩腹板周围的土层进行冻结；焊接有冻结管的压入式槽钢板桩压入支护面中，并沿支护面高度方向延伸，多根压入式槽钢板桩之间通过水平联系梁连接固定；冻结管在使用时使压入式槽钢板桩腹板周围的土层冻结，在支护面表面形成冻土帷幕，冻土帷幕与通过水平联系梁连接固定的压入式槽钢板桩共同构成深基坑的支护结构。

进一步的，所述压入式槽钢板桩压入支护面时槽口朝向支护面。

进一步的，在所述冻土帷幕外层还设有保温层。

进一步的，所述保温层为聚苯乙烯泡沫塑料板。

进一步的，所述保温层外侧还贴有防水薄膜。

进一步的，所述低温介质循环系统为低温氯化钙溶液循环系统，低温氯化钙溶液循环系统包括：供液管和回液管；所述低温氯化钙溶液循环系统采用正循环冻结方式，供液管与提供低温盐水的外部制冷系统连接，低温盐水由供液管进入冻结管，经回液管返回制冷系统。

进一步的，所述压入式槽钢板桩上沿长度方向布设多根水平联系梁。

本发明还提出一种基于所述具有冻结封水功能的压入式槽钢板桩深基坑支护结构的支护方法，包括：

步骤1：在基坑开挖之前，将焊接有冻结管的压入式槽钢板桩沿开挖面垂直压入土中，并在压入式槽钢板桩顶部布设水平联系梁将多根压入式槽钢板桩连接为一个整体；

步骤2：采用外部制冷系统为冻结管内部的低温介质循环系统提供低温介质，使冻结管表面温度降低从而对压入式槽钢板桩腹板周围的土层进行冻结，冻结的土层在支护面表面形成封水的冻土帷幕；