帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻及其施工方法，該連續(xù)墻包括沿連續(xù)墻縱向依次連接的若干墻段，所述墻段包括焊接矩形鋼管和外部現(xiàn)澆的箱型鋼筋混凝土結構，所述鋼管按一定間距設置拉桿，鋼管內部焊接吊耳，墻段每端中部或兩側設置槽縫，槽段間嵌進連接鋼板，沖洗后灌漿，使墻段連成整體，所述鋼管內部在吊裝完成后填充混凝土。所述連接鋼板與墻段長度相等，截面尺寸略小于槽縫。墻段薄壁上預留錨桿孔，錨桿孔中預埋鋼管，基坑開挖后通過預留錨桿孔設置預應力錨桿，錨具端頭頂在鋼管壁上，最后用混凝土將錨具區(qū)封住。本發(fā)明實現(xiàn)了一種結構整體剛度高、結構性能優(yōu)良和連接可靠的地下連續(xù)墻。
【專利說明】帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑基坑工程的地下連續(xù)墻設計及施工領域，特別涉及一種預制預應力地下連續(xù)墻及這種地下連續(xù)墻的施工方法。
【背景技術】
[0002]地下連續(xù)墻施工技術起源于歐洲，20世紀50?60年代該項技術在西方發(fā)達國家、前蘇聯(lián)及日本得到推廣。1958年我國運用此技術修建了水壩防滲墻，70年代中期此項技術推廣應用到建筑、煤礦和市政等行業(yè)。地下連續(xù)墻因其剛度大，具有對基坑周圍土體及結構物影響小的優(yōu)點，可以當擋土墻或者主體結構的地下室外墻使用。
[0003]目前地下連續(xù)墻使用的都是鋼筋混凝土結構。包括(I)槽段內現(xiàn)澆地下連續(xù)墻。這種地下連續(xù)墻施工方便，一般與混凝土或鋼結構支撐組成整體圍護結構。但該墻體也存在如下缺點:施工質量受土層影響大，復雜地層中易發(fā)生縮壁、坍塌、漏筋、墻幅厚度不足及“鼓肚”等質量問題；接頭處易出現(xiàn)滲流和夾泥沙等質量問題；夾泥沙的地下連續(xù)墻在基坑開挖時會出現(xiàn)落水、側向變形大等質量問題。(2)預制地下連續(xù)墻。這種墻體是先在地上制作，成槽后將墻體下放入槽內。這種墻體包括巴黎墻、鋼筋混凝土預制地下連續(xù)墻、格構式預應力預制地下連續(xù)墻等。這種墻對成槽的質量要求低，避免了墻體質量的缺陷。但是這些墻在墻體連接處易出現(xiàn)地下水滲漏的問題，為了避免滲流問題往往會提高施工成本。這種墻體一般也是與混凝土或鋼結構支撐組成為整體性能良好的圍護結構。

【發(fā)明內容】

[0004]技術問題:本發(fā)明要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種構造合理、連接可靠、結構性能優(yōu)良的帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻及其施工方法。
[0005]
【發(fā)明內容】
:為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻，該連續(xù)墻包括縱向依次連接的若干墻段，墻段每端中部或兩側設置槽縫，槽縫嵌進連接鋼板，對槽縫沖洗后灌漿，使墻段連成整體，
[0006]所述墻段包括鋼管和位于該鋼管外部的箱型鋼筋混凝土結構，所述鋼管外表面按一定間距設置若干拉桿，鋼管內部焊接若干吊耳，所述鋼管內部在吊裝完成后填充混凝土 ；所述連接鋼板與墻段的長度相等，連接鋼板截面尺寸略小于槽縫。
[0007]優(yōu)選的，拉桿用普通螺栓制作。
[0008]優(yōu)選的，墻段外部薄壁上預留錨桿孔，錨桿孔中預埋鋼管，基坑開挖后在預留錨桿孔設置預應力錨桿。
[0009]本發(fā)明還提供了一種用于帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻的施工方法，該方法包括如下步驟:
[0010]步驟1:預制帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻墻段及連接鋼板；
[0011]步驟2:對預制地下連續(xù)墻開挖位置進行定位；
[0012]步驟3:對定位好的地下連續(xù)墻槽段進行成槽施工；[0013]步驟4:吊裝預制鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻墻段及連接鋼板；
[0014]步驟5:清理槽縫、鋼管壁及澆筑混凝土。
[0015]步驟6:基坑開挖后設置預應力錨桿。
[0016]優(yōu)選的，步驟I的具體方法為:在現(xiàn)場或者工廠預制地下連續(xù)墻墻段，根據(jù)實際的運輸能力及吊裝的限制，一個槽段將預制組合結構地下連續(xù)墻分為兩段或三段預制，槽段端部設置槽縫，在各墻段內預留錨桿孔，在錨桿孔中預埋鋼管；根據(jù)設計要求制作抗剪連接鋼板。
[0017]優(yōu)選的，步驟2的具體方法為:通過測量確定地下連續(xù)墻槽段分幅位置，以槽段中心作為成槽及開挖定位中心，在預定地下連續(xù)墻位置開挖溝槽并澆筑地下連續(xù)墻導墻，依據(jù)測量得到的鋼筋混凝土導墻頂為高程確定開挖深度。
[0018]優(yōu)選的，步驟3的具體方法為:預制地下連續(xù)墻墻段的單元槽段開挖至設計深度并清除底部成渣，開挖槽段使用膨潤土進行泥漿護壁；為了保證槽壁穩(wěn)定，在成槽過程中每隔2個小時檢測一次泥漿質量，并及時更換不合格的泥漿。
[0019]優(yōu)選的，步驟4具體的吊裝步驟:用大型吊機將預制組合結構地下連續(xù)墻墻段吊放入有護壁泥漿的地槽內，按設計的位置及標高吊放在指定位置；在墻段的縱向依次吊放預制墻段，然后將連接鋼板吊放至槽段端部的槽縫內。
[0020]優(yōu)選的，步驟5的具體方法為:對墻段的槽縫進行清水沖洗后灌入添加膨脹劑的水泥砂漿；對鋼管壁用鉆機將空腔壁上的固化泥漿清理合格后從地下連續(xù)墻的底部澆注混凝土，澆至墻體頂部并靜置。
[0021]優(yōu)選的，步驟6的具體方法為:通過墻段薄壁上預留錨桿孔，將錨桿孔中的預埋鋼管取出，基坑階段開挖完成后設置預應力錨桿，錨桿端部宜埋置在基巖層，然后施加預應力；錨具端頭頂在鋼管壁上，最后用混凝土將錨具區(qū)封住。
[0022]有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下特點:
[0023]I)本發(fā)明帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻用鋼管與混凝土兩種材料制作而成，充分發(fā)揮了鋼材抗拉強度高、塑性好和混凝土抗壓性能好的優(yōu)點，彌補彼此各自的缺點。本發(fā)明組合結構地下連續(xù)墻具有側向剛度大、抗壓強度高、抗裂性能好及延性好等特點。
[0024]2)本發(fā)明帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻利用鋼管約束混凝土，將混凝土單向受力變成三向受力，使受約束部分混凝土強度提高一倍以上，同時提高了受約束部分混凝土的延性，從而提高了地下連續(xù)墻的強度及延性；鋼管外部現(xiàn)澆的箱型鋼筋混凝土結構包住鋼管避免鋼管外露，提高了整個地下連續(xù)墻結構的耐久性能。
[0025]3)本發(fā)明帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻鋼管中拉桿的設置，增強了鋼管與內混凝土的連接性能，使地下連續(xù)墻力學性能的充分發(fā)揮得到保障。
[0026]4)縱向地下連續(xù)墻墻段間連接鋼板的設置增強了墻幅間的抗剪強度。地下連續(xù)墻墻段間嵌進連接鋼板，再在嵌縫中灌入添加膨脹劑的水泥砂漿，使墻體連成整體，合理解決接頭部位水滲流的同時保證了接頭部位的抗剪強度。
[0027]5)墻段在地面施工，墻段的質量得到保證，同時杜絕了成槽現(xiàn)澆地下連續(xù)墻存在的縮壁、坍塌、墻體漏筋、墻幅厚度不足及“鼓肚”等質量問題。
[0028]6)側向剛度大、抗壓強度高的鋼管混凝土組合結構能實現(xiàn)用預應力錨桿保證地下連續(xù)墻的垂直度，用預應力錨桿代替鋼筋混凝土支撐或鋼結構支撐，降低了材料的使用，在保證地下連續(xù)墻圍護質量的同時降低了造價。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明組合結構地下連續(xù)墻矩形墻段單槽縫的正立面示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明組合結構地下連續(xù)墻矩形墻段雙槽縫的正立面示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明組合結構地下連續(xù)墻異形墻段單槽縫的正立面示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明組合結構地下連續(xù)墻異形墻段雙槽縫的正立面示意圖；
[0033]圖5為本發(fā)明組合結構地下連續(xù)墻墻段嵌入槽縫的連接鋼板示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明組合結構地下連續(xù)墻標準段正立面示意圖；
[0035]圖7a為設置一道預應力錨桿的組合結構地下連續(xù)墻支護結構施工示意圖；
[0036]圖7b為設置二道預應力錨桿的組合結構地下連續(xù)墻支護結構施工示意圖；
[0037]圖7c為設置三道預應力錨桿的組合結構地下連續(xù)墻支護結構施工示意圖；
[0038]圖7d為完成設置預應力錨桿的組合結構地下連續(xù)墻支護結構示意圖。
[0039]圖中:
[0040]1、墻段 2、焊接矩形鋼管 3、箱型鋼筋混凝土結構 4、拉桿5、吊耳 6、槽縫
7、連接鋼板8、預留錨桿孔9、預應力錨桿
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖及實施方式對本發(fā)明專利作進一步詳細的說明:
[0042]本發(fā)明提供一種帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻，其中:帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻包括沿連續(xù)墻縱向依次連接的若干墻段1，所述墻段包括焊接矩形鋼管2 (不限于矩形)和外部現(xiàn)澆的箱型鋼筋混凝土結構3 (不限于箱型)，所述焊接矩形鋼管按一定間距設置拉桿4，拉桿4可用普通螺栓制作，鋼管內部焊接吊耳5，墻段每端中部或兩側設置槽縫6，槽段間嵌進連接鋼板7，在槽縫間沖洗后灌漿，使墻段連成整體，所述鋼管內部在吊裝完成后填充混凝土。所述連接鋼板與墻段的長度相等，連接鋼板7截面尺寸略小于槽縫。墻段薄壁上預留錨桿孔8，錨桿孔中預埋鋼管，基坑開挖后通過預留錨桿孔設置預應力錨桿9，錨具端頭頂在鋼管壁上，最后用混凝土將錨具區(qū)封住。
[0043]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本發(fā)明帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻是在縱向墻段端部的槽縫內嵌入連接鋼板連接而成。
[0044]本發(fā)明帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻用鋼管與混凝土兩種材料制作而成，充分發(fā)揮了兩種材料的特點，具有側向剛度大、抗壓強度高、抗裂性能好及延性好等優(yōu)點。鋼管對后澆混凝土的約束作用提高了地下連續(xù)墻的強度及延性。拉桿的設置，增強了鋼管與內部混凝土的連接性能，使地下連續(xù)墻力學性能的發(fā)揮得到保障。墻段間連接鋼板的設置解決了接頭部位的滲流問題且增強了墻幅間的抗剪強度。墻段在地面施工，質量得到保證，同時杜絕了成槽現(xiàn)澆地下連續(xù)墻存在的縮壁、坍塌、墻體漏筋、墻幅厚度不足及“鼓肚”等質量問題。運用組合結構地下連續(xù)墻側向剛度大的特點，將預應力錨桿代替鋼筋混凝土支撐及鋼結構支撐，保證地下連續(xù)墻垂直度的同時降低了造價。
[0045]本發(fā)明的帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻具有良好的力學性能，運用該特點可以用預應力錨桿代替內部支撐，提高墻體整體性能的同時降低工程造價。本發(fā)明結構的具體施工過程包括如下步驟:
[0046](—)預制帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻墻段及連接鋼板。在現(xiàn)場或者工廠預制地下連續(xù)墻墻段，根據(jù)實際的運輸能力及吊裝的限制，一個槽段可以將預制組合結構地下連續(xù)墻分為兩段或三段預制，槽段端部設置槽縫，在各墻段內預留錨桿孔，在錨桿孔中預埋鋼管；根據(jù)設計要求制作抗剪連接鋼板。
[0047](二)對預制地下連續(xù)墻開挖位置進行定位，通過測量確定地下連續(xù)墻槽段分幅位置，以槽段中心作為成槽及開挖定位中心，在預定地下連續(xù)墻位置開挖溝槽并澆筑地下連續(xù)墻導墻，依據(jù)測量得到的鋼筋混凝土導墻頂為高程確定開挖深度。(三)對定位好的地下連續(xù)墻槽段進行成槽施工。預制地下連續(xù)墻墻段的單元槽段開挖至設計深度并清除底部成渣，開挖槽段使用膨潤土進行泥漿護壁；為了保證槽壁穩(wěn)定，在成槽過程中每隔2個小時檢測一次泥漿質量，并及時更換不合格的泥漿。
[0048](四)吊裝預制鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻墻段及連接鋼板。具體的吊裝步驟:用大型吊機將預制組合結構地下連續(xù)墻墻段吊放入有護壁泥漿的地槽內，按(二)設計的位置及標高吊放在指定位置。在墻段的縱向依次吊放預制墻段，然后將連接鋼板吊放至槽段端部的槽縫內。
[0049](五)清理槽縫、鋼管壁及澆筑混凝土。對墻段的槽縫進行清水沖洗后灌入添加膨脹劑的水泥砂漿；對鋼管壁用鉆機將空腔壁上的固化泥漿清理合格后從地下連續(xù)墻的底部澆注混凝土，澆至墻體頂部并靜置。
[0050](六)基坑開挖后設置預應力錨桿。通過墻段薄壁上預留錨桿孔，將錨桿孔中的預埋鋼管取出，基坑階段開挖完成后設置預應力錨桿，錨桿端部宜埋置在基巖層，然后施加預應力。錨具端頭頂在鋼管壁上，最后用混凝土將錨具區(qū)封住。
[0051]應理解上述實施例僅用于說明本發(fā)明技術方案的【具體實施方式】，而不用于限制本發(fā)明的范圍。在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等同形式的修改和替換均落于本申請權利要求所限定的保護范圍。
【權利要求】
1.一種帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻，其特征在于，該連續(xù)墻包括縱向依次連接的若干墻段(I)，墻段(I)每端中部或兩側設置槽縫(6 )，槽縫(6 )嵌進連接鋼板(7 )，對槽縫(6)沖洗后灌漿，使墻段(I)連成整體， 所述墻段(I)包括鋼管(2)和位于該鋼管(2)外部的箱型鋼筋混凝土結構(3)，所述鋼管(2)外表面按一定間距設置若干拉桿(4)，鋼管(2)內部焊接若干吊耳(5)，所述鋼管內部在吊裝完成后填充混凝土 ；所述連接鋼板(7)與墻段(I)的長度相等，連接鋼板(7)截面尺寸略小于槽縫。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻墻段的焊接矩形鋼管(2 )，其特征在于，拉桿(4 )用普通螺栓制作。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻墻段的焊接矩形鋼管(2)，其特征在于，墻段(I)外部薄壁上預留錨桿孔(8)，錨桿孔中預埋鋼管(2)，基坑開挖后在預留錨桿孔(8)設置預應力錨桿(9)。
4.一種用于帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻的施工方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟1:預制帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻墻段及連接鋼板； 步驟2:對預制地下連續(xù)墻開挖位置進行定位； 步驟3:對定位好的地下連續(xù)墻槽段進行成槽施工； 步驟4:吊裝預制鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻墻段及連接鋼板； 步驟5:清理槽縫、鋼管壁及澆筑混凝土 ； 步驟6:基坑開挖后設置預應力錨桿。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻的施工方法，其特征在于，步驟I的具體方法為:在現(xiàn)場或者工廠預制地下連續(xù)墻墻段，根據(jù)實際的運輸能力及吊裝的限制，一個槽段將預制組合結構地下連續(xù)墻分為兩段或三段預制，槽段端部設置槽縫，在各墻段內預留錨桿孔，在錨桿孔中預埋鋼管；根據(jù)設計要求制作抗剪連接鋼板。
6.根據(jù)權利要求4所述的用于帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻的施工方法，其特征在于，步驟2的具體方法為:通過測量確定地下連續(xù)墻槽段分幅位置，以槽段中心作為成槽及開挖定位中心，在預定地下連續(xù)墻位置開挖溝槽并澆筑地下連續(xù)墻導墻，依據(jù)測量得到的鋼筋混凝土導墻頂為高程確定開挖深度。
7.根據(jù)權利要求4所述的用于帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻的施工方法，其特征在于，步驟3的具體方法為:預制地下連續(xù)墻墻段的單元槽段開挖至設計深度并清除底部成渣，開挖槽段使用膨潤土進行泥漿護壁；為了保證槽壁穩(wěn)定，在成槽過程中每隔2個小時檢測一次泥漿質量，并及時更換不合格的泥漿。
8.根據(jù)權利要求4所述的用于帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻的施工方法，其特征在于，步驟4具體的吊裝步驟:用大型吊機將預制組合結構地下連續(xù)墻墻段吊放入有護壁泥漿的地槽內，按設計的位置及標高吊放在指定位置；在墻段的縱向依次吊放預制墻段，然后將連接鋼板吊放至槽段端部的槽縫內。
9.根據(jù)權利要求4所述的用于帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻的施工方法，其特征在于，步驟5的具體方法為:對墻段的槽縫進行清水沖洗后灌入添加膨脹劑的水泥砂漿；對鋼管壁用鉆機將空腔壁上的固化泥漿清理合格后從地下連續(xù)墻的底部澆注混凝土，澆至墻體頂部并靜置。
10.根據(jù)權利要求4所述的用于帶拉桿鋼管混凝土組合結構地下連續(xù)墻的施工方法，其特征在于，步驟6的具體方法為:通過墻段薄壁上預留錨桿孔，將錨桿孔中的預埋鋼管取出，基坑階段開挖完成后設置預應力錨桿，錨桿端部宜埋置在基巖層，然后施加預應力；錨具端頭頂在鋼管壁上，最后用混凝土將錨具區(qū)封住。
【文檔編號】E02D5/20GK103898900SQ201410114194
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權日:2014年3月25日
【發(fā)明者】金曉飛, 梁書亭, 朱筱俊, 張玉良 申請人:東南大學