[发明专利]一种应用于深厚淤泥夹层条件下的承台围堰及其施工工艺

权利要求书

1.一种应用于深厚淤泥夹层条件下的承台围堰，包括钢板桩组成的钢板桩围堰(1)以及设于钢板桩围堰(1)内的承台桩(6)、支撑系统(2)和高压旋喷桩，其特征在于：还包括混凝土封底(5)，所述钢板桩围堰(1)内底部设置高压旋喷桩形成全断面的加固层(4)，所述高压旋喷桩和所述钢板桩二者的底部均插入具有淤泥的中间夹层(8)中，所述高压旋喷桩的顶部高于所述中间夹层(8)的顶部，所述加固层(4)上面设置全断面的所述混凝土封底(5)，所述混凝土封底(5)具有一定厚度令所述加固层(4)与所述混凝土封底(5)结合后的抗浮性能满足要求。

2.根据权利要求1所述的一种应用于深厚淤泥夹层条件下的承台围堰，其特征在于：依据钢板桩围堰(1)内混凝土封底(5)的断面面积和抗浮验算公式验算抗浮性能，所述混凝土封底(5)的厚度依据验算结果确定，所述抗浮验算公式为：

其中，K_f为抗浮安全系数，F_w为水的浮力标准值，P_uc为水头浮托力，G_c为封底混凝土的自重，F₁取加固层(4)重力、承台桩(6)的桩基钢护筒与封底混凝土的粘结力中的最小值，混凝土封底(5)的厚度不小于3m，按上述抗浮验算公式计算后，抗浮安全系数应不小于抗浮安全系数的安全阈值，根据断面面积、混凝土密度和设定的混凝土封底(5)的厚度能计算出G_c，根据断面面积、加固层(4)平均密度和设定的加固层(4)厚度计算加固层(4)重力。

3.根据权利要求2所述的一种应用于深厚淤泥夹层条件下的承台围堰，其特征在于：在稳定性最不利的施工工况下对基坑隆起稳定性和嵌固稳定性进行验算，混凝土封底(5)厚度、加固层厚度依据验算结果确定，具体验算方式如下：

在该情况下内评价基坑抗隆起稳定性的基坑抗隆起稳定性评价系数：

式中：D表示基坑底面至挡土构件底面的土层厚度；h表示基坑开挖深度；γ_m1表示基坑外挡土构件底面以上土的重度，多层土取各层土按厚度加权的平均重度；γ_m2表示基坑内挡土构件底面以上土的重度，多层土取各层土按厚度加权的平均重度；N_c、N_q均表示相应的承载力系数；c、分别表示挡土构件底面以下土的粘聚力、内摩擦角；q表示基坑外侧土上均布荷载；K_he表示抗隆起安全系数；N_c和N_q分别按下列算式计算：

在该情况下评价基坑嵌固稳定性的嵌固稳定性评价系数：

式中：E_pk表示基坑内侧被动土压力合力作用标准值；E_ak表示基坑外侧主动土压力合力作用标准值；z_p2表示基坑内侧被动土压力合力作用点至支点的距离；z_a2表示基坑外侧主动土压力合力作用点至支点的距离；K_em表示嵌固稳定安全系数；

当验算结果为F_s≥K_he且F_k≥K_em时，混凝土封底(5)厚度和加固层(4)厚度满足要求。

4.根据权利要求1所述的一种应用于深厚淤泥夹层条件下的承台围堰，其特征在于：加固层(4)的厚度不少于3m，所述加固层(4)的底部到钢板桩的底部的距离不大于2.5m，所述混凝土封底(5)厚度不小于3m。

5.根据权利要求1所述的一种应用于深厚淤泥夹层条件下的承台围堰，其特征在于：钢板桩采用两节段组合形式，第一节段长21m，第二节段长3m；钢板桩内支撑(21)系统(2)共设三层，均由牛腿、主梁、支撑钢管构成，采用三层围檩(3)，支撑钢管形成内支撑(21)和联系撑(22)，三层牛腿安装间距分别为3m、4.8m、6m。