一种悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统及施工方法与流程

1.本发明属于深基坑防水抗渗技术领域，尤其涉及一种悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统及施工方法。


背景技术：

2.现有技术：
3.近年来，随着中国经济的飞速发展，文明成果快速广泛传播，大跨径桥梁建设实现了革命性的飞跃。作为大跨径悬索桥的重要承力部件，锚碇的设计与施工非常重要。对于桩墙一体式的大直径咬合桩锚碇基础，具有施工速度快、造价经济的优势，被越来越多的工程采用。该种基础形式需要在开挖深基坑后进行底板浇筑，为了保障施工安全，要保证基坑侧壁无渗漏水。常用的阻水措施是在桩墙咬合处进行注浆处理，但是由于桩身垂直度、注浆施工质量、咬合程度无法保证等不利因素，导致围护桩外侧的水分不可避免地渗入基坑内，给锚碇内的施工作业带来诸多不便。
4.专利(授权号：cn 214005683 u)公开了一种基坑防水设计结构，通过在基坑的内壁设置有双层防水层和过滤吸水层，将雨水过滤后抽走，避免降水时水泵堵塞。该专利主要针对雨水的排除，难以避免围护结构外侧的水渗入基坑内壁。
5.发明专利(公开号：cn 112681351 a)公开了一种富水地区基坑电渗防水墙及其施工方法，该专利在基坑的周边开挖工作井，采用类似顶管施工法，将电渗板顶入基坑底部，通电后，阻止外部水分经由基坑底部进入坑内。该方法只能针对软土地区，而对于锚碇基础，基础底部一般会坐落于中、微风化基岩上，无法将电渗板顶入，而且该方法只能避免基坑外侧的水分经由基坑底部进入坑内，无法避免水经由基坑侧壁渗入，对于锚碇基础，无法适用。
6.发明专利(公开号：cn 105544618 a)公开了一种大地负极式地下空间电渗透防渗防潮方法，该专利在基坑围护墙体上钻孔，在钻孔内布设正极材料，与大地负极区形成回路。水在电场作用下被带到远离基坑的区域，实现了围护结构的防渗防潮。但是该方法需要一直通电，如果断电，水就会经由阳极处的钻孔渗入基坑内，耗电量大，电极易腐蚀。而且对于锚碇基坑，侧壁多为强、中风化岩石，对于十数米深的锚碇基坑，在围护结构侧墙上钻孔困难，可操作性差。
7.解决上述技术问题的难度和意义：
8.因此，基于这些问题，提供一种可以在锚碇围护结构基坑开挖及填芯浇筑前实现干燥的作业环境，保障锚碇安全文明施工的悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统及施工方法具有重要的现实意义。


技术实现要素：

9.本技术目的在于为解决现有技术中技术问题而提供一种可以在锚碇围护结构基坑开挖及填芯浇筑前实现干燥的作业环境，保障锚碇安全文明施工的悬索桥锚碇基础围护
结构主动防水系统及施工方法。
10.本技术实施例为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
11.一种悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统，所述悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统包括钢筋笼和阴极降水井，所述钢筋笼上至少一根钢筋被覆层钢筋阳极替代，所述钢筋笼为钻孔灌注桩和/或围护墙内的钢筋笼，所述阴极降水井内设阴极钢筋段，通过导线连接覆层钢筋阳极和阴极降水井。
12.本技术实施例还可以采用以下技术方案：
13.在上述悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统中，进一步的，所述阴极降水井包括透水混凝土管，所述透水混凝土管外部包裹有不锈钢丝网，所述不锈钢丝网顶部连接阴极钢筋段。
14.在上述悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统中，进一步的，所述覆层钢筋阳极的外部为不锈钢覆层，内部为覆层内钢筋。
15.在上述悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统中，进一步的，所述覆层钢筋阳极位于钢筋笼的咬合连接位置。
16.在上述悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统中，进一步的，所述阴极降水井位于基坑外侧5～10m范围内。
17.一种悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统的施工方法，所述施工方法用于对上述任一项所述的悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统进行施工。
18.在上述悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统的施工方法中，进一步的，所述悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统的施工方法包括以下步骤：
19.步骤一：在所述钢筋笼加工时，直接将覆层钢筋阳极焊接在钢筋笼上。
20.在上述悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统的施工方法中，进一步的，所述步骤一之后还包括以下步骤：
21.步骤二，采用步骤一的进行钻孔灌注桩和围护墙施工；以及施工阴极降水井；
22.步骤三：基坑开挖，在开挖过程中检查基坑围护结构的内壁，寻找渗漏点，使用导线和稳压直流电源连接渗漏点附近的覆层钢筋阳极和阴极降水井，施加直流电，持续该过程直到锚碇基础填芯混凝土浇筑完成。
23.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：
24.1、本发明在大直径咬合桩围护结构施工时即考虑后期围护结构渗漏问题，使用部分不锈钢覆层钢筋替代钢筋，开挖阴极降水井，在基坑开挖过程中发现渗漏点后，施加直流电，开启电渗阻水，使水被电解和迁移至井点管内。该技术在注浆防漏失效点位附近启动，可以用作基坑防水的最后一道屏障，施工简单，可操作性强，对于保障锚碇内的正常施工作业、保障施工安全具有重要意义。
25.2、本发明主要用于对使用圆-矩咬合桩围护结构的锚碇基础进行主动防水，可以较简便地实现大直径咬合桩锚碇基础防渗防潮的主动防水技术，通过在钢筋笼的咬合连接位置，使用耐腐蚀的覆层钢筋替换常规钢筋，用作电渗阳极电极。在基坑外侧5～10m范围内，设置降水井点，井点管外侧包裹金属滤网，用作阴极。当发现围护结构出现渗水时，给渗水点周围的覆层钢筋和井点滤管通以直流电，使水被电解和迁移至井点管内。该技术在注浆防漏失效点位附近2m内启动，可以用作基坑防水的最后一道屏障，对于保障锚碇内的正
常施工作业、保障施工安全具有重要意义。
26.3、现有技术多在基坑底部布置了电极，未在基坑侧壁布置电渗主动防水系统，所以水还是会从侧壁渗入，而本专利解决了该问题，在侧壁布置了电渗主动防水系统，避免水经由基坑侧壁渗入。
27.4、现有技术采用的是钻孔布置电极的方式，然而在岩石上的钻孔，将成为一个良好的排水通道，水分会从钻孔内渗出，因此，需要一直通电，如果不一直通电，水会通过钻孔渗出来。而本专利，覆层钢筋电极和钻孔灌注桩的钢筋笼是一体的，被浇筑在混凝土中，不存在钻孔问题，没有通道，所以可以间歇通电。
附图说明
28.以下将结合附图来对本技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本技术范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
29.图1为本发明悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统示意图；
30.图2为本发明局部钢筋布置图；
31.图3为本发明覆层钢筋阳极结构图；
32.图4为本发明阴极降水井结构图。
33.图中：
34.1为钻孔灌注桩，2为围护墙，3为阴极降水井，4为导线，5为稳压直流电渗柜，6为钢筋，7为覆层钢筋阳极，8为不锈钢覆层，9为覆层内钢筋，10为透水混凝土管，11为不锈钢丝网，12为阴极钢筋段。
具体实施方式
35.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
36.实施例1
37.一种悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统主要由钻孔灌注桩1、围护墙2、阴极降水井3、导线4、稳压直流电渗柜5组成。
38.所述的钻孔灌注桩1和围护墙2上的局部钢筋6被覆层钢筋阳极7替代，用作电渗防渗的阳极，可以尽量避免阳极腐蚀；在钢筋笼加工时，直接将覆层钢筋阳极7焊接在钢筋笼上。覆层钢筋阳极7外部为不锈钢覆层8，内部为覆层内钢筋9。
39.现有技术钢筋笼使用的是普通的钢筋；1、当采用电渗透主动防水时，使用单根覆层钢筋替代该位置的普通钢筋，被给覆层钢筋通直流电，实现水分从基坑侧壁向井点管的定向移动。2、不用每根钢筋都通电，那样太麻烦，一根覆层钢筋就能起到效果；3、覆层钢筋用作阳极，在直流电作用下电解效应要比普通钢筋好，可以保证更长的使用时间。
40.所述的阴极降水井3，在透水混凝土管10的外部包裹有不锈钢丝网11，顶部有阴极钢筋段12，用作电渗防渗的阴极。阴极导线直接跟阴极钢筋段12连接，之后电流均匀传导到不锈钢钢筋网11上。既方便连接导线，又方便均匀传递电流。通过稳压直流电渗柜5和导线4施加直流电后，围护结构周围的水从阳极向阴极移动，透过不锈钢丝网11和透水混凝土管
10后，被使用排水泵抽走。
41.上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
42.本实施例使用耐腐蚀的覆层钢筋用作阳极，替代常规的钢筋笼上的钢筋，可以保障防水系统的长时间可靠运营。将防水与支护相结合，无需后期再钻孔布置电极，可以再发现漏水点后就近通电防水，节约用电和成本。
43.实施例2
44.悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统的施工方法具体包括如下步骤：
45.步骤一：按照图1标记的布筋方式并使用部分覆层钢筋替换普通钢筋，加工钻孔灌注桩1和围护墙2的钢筋笼，进行桩墙施工。施工阴极降水井3，降水井按照30
°
环向布置，汇集基坑外侧岩土体内的水并抽除。
46.步骤二：基坑开挖，在开挖过程中检查基坑围护结构的内壁，寻找渗漏点。
47.步骤三：使用导线4和稳压直流电源5连接渗漏点附近的覆层钢筋阳极7和阴极降水井3，施加30v～60v的直流电，开启电渗阻水。部分水从阳极迁移到阴极，部分水被电解，围护结构内壁将回归干燥状态。
48.步骤四：采用间歇通电的电渗控制方式，持续该过程直到锚碇基础填芯混凝土浇筑完成。
49.步骤五：移除导线4和稳压直流电源5，阻水操作完成。
50.上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
51.本实施例在钢筋笼加工阶段，即将覆层钢筋电极阳极与钢筋笼集合在一起，被浇筑在混凝土中，施工简便。在灌浆堵漏施工失效位置启动，可以作为防水的最后一道屏障，保持基坑内干燥作业环境。
52.综上所述，本发明提供一种可以在锚碇围护结构基坑开挖及填芯浇筑前实现干燥的作业环境，保障锚碇安全文明施工的悬索桥锚碇基础围护结构主动防水系统及施工方法。
53.以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。