CN107905214A - 一种装配式能源地下连续墙组装结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式能源地下连续墙组装结构及施工方法，它解决了现有技术中地连墙对城市环境有污染的问题，具有抑制由于温度差异所造成的结构物体积变形，保证地下连续墙结构的整体稳定与正常使用的有益效果，其方案如下：一种装配式能源地下连续墙组装结构，包括地下连续墙，包括沿着地连墙深度与长度方向设置的至少一个空心框体，空心框体的周侧及内侧设置钢筋网，在深度方向相邻的空心框体相互卡合，在长度方向相邻的空心框体同样相互卡合，在空心框体内筑有混凝土；与地源热泵连接的热交换器管，设于地下连续墙的顶部、中部和底部。

Description

一种装配式能源地下连续墙组装结构及施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别是涉及一种装配式能源地下连续墙组装结构及施工方法。

背景技术

城市高层建筑与地下结构的迅速发展，深基坑施工技术越来越受到人们的重视。然而传统深基坑围护结构施工常采用钢板桩、深层搅拌水泥土桩、钢筋混凝土预制桩和灌注桩以及地下连续墙；其中，对于开挖深度在12m以上的深基坑，从安全性和可靠性考虑，采用地下连续墙应是首选的方案。地下连续墙作为基础工程，在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。传统的地下连续墙施工工艺采用现场捆扎钢筋与浇筑，势必占用有限的施工场地，更为严重的是混凝土的运输与浇筑大大影响了城市交通，造成了城市噪音与空气污染；而且现场捆扎的地连墙连接主要是通过钢筋连接，无形之中增加了工作人员的现场施工时间，耽误作业进度，这些都与保护城市环境和绿色施工的理念相违背。与此同时，对于我国北方大部分城市来说，冬季地表与浅埋地层温度较低，易造成土木工程结构物冻结体积缩小，而在夏季地表与浅埋地层温度升高，又造成相关结构物膨胀，这些温度差异均会导致结构物体积发生变形而改变，致使结构物整体强度降低或减少其使用寿命，如此一来会造成较高的维修费用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种装配式能源地下连续墙组装结构，该结构有效地减少地下连续墙施工空间与自然环境的污染，并且抑制了由于温度差异所造成的结构物体积变形，保证地下连续墙结构的整体稳定与正常使用。

一种装配式能源地下连续墙组装结构的具体方案如下：

一种装配式能源地下连续墙组装结构，包括：

多段拼装的地下连续墙，包括沿着地连墙深度与长度方向设置的至少一个空心框体，空心框体的周侧及内侧设置钢筋网，在深度方向相邻的空心框体相互卡合，在长度方向相邻的空心框体同样相互卡合，在空心框体内筑有混凝土；

与地源热泵连接的热交换器管，设于地下连续墙的顶部、中部和底部，热交换器管预设于地下连续墙内，这样在浇筑混凝土时，将热交换器管与空心框体或钢筋网固定，工厂预制完成带热交换器管的地下连续墙直接通过管路与地缘热泵连接即可，方便安装。

该组装结构中，实现了地下连续墙的工厂预制，而且通过深度方向与长度方向，相邻空心框体的卡合，有效保证了现场对相邻空心框体的拼接，不仅有利于保证施工，而且保证了整个地下连续墙结构的稳定性，另外，组装结构中包含了热交换器管的设置，无需单独对热交换器管进行单独施工，进一步缩短了施工周期。

进一步地，为了实现地连墙在深度方向连接的稳定性，同时充分利用土壤的热量，在地连墙深度方向，所述空心框体的一端或者两端设置凸起或与凸起配合的凹槽。

进一步地，所述空心框体与钢筋网固定设置，可以是焊接固定，且二者为预制件，为了提高刚度，空心框体采用钢材，而且空心框体为矩形体。

进一步地，为了保证地源热泵的工作效率，所述地源热泵包括多个垂直式地源热泵，深度在地下100m～300m，在这个深度之下，不论是何季节，地热温度保持一致，这样地连墙的温度不论是上下，还是季节变化，不会因温度差异导致结构物体积变形。

进一步地，所述地源热泵设有多个，在水平方向相邻的地源热泵间隔设定距离设置，每100m布设一台地源热泵。

进一步地，为了保证钢筋网的结构稳定，所述钢筋网包括纵向钢筋网和横向钢筋网，横向钢筋网围绕设于纵向钢筋网的外围，纵向钢筋网包括有多圈，横向钢筋网同样如此。

进一步地，同样为了保证整体结构的稳定性，在地连墙长度方向，空心框体的一端或两端设置凸起或与凸起配合的凹槽；

或者，相邻的空心框体通过紧固件进行连接，紧固件为螺栓等。

进一步地，所述热交换器管与循环水泵、地下连续墙顶部的集水槽并联连接，这样热交换器管与循环水泵、集水槽共同构成能源地下连续墙结构的热加载系统。

进一步地，为了充分利用热能，所述热交换器管呈U型结构布置，间距0.8m，热交换器管采用无缝钢管制作，热交换器管衔接采用不锈钢卡套接头相连，地连墙相邻两段共用一组地源热泵的管路，也就是说相邻两段地连墙的热交换器管通过管路连接，这样不仅方便了现场地连墙的拼装，而且两段共用热源，提高了热源的利用率。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种装配式能源地下连续墙组装结构的施工方法，具体步骤如下：

1)在工厂预制钢筋网，并将钢筋网与空心框体固定；

2)采用钢管作热交换器管，热交换器管按照U型结构布置且与钢筋网固连；

3)对空心框体进行浇筑，形成地下连续墙的单个单元；

4)在现场从底向上依次对地下连续墙的各个单元进行组装，组装完成，将地下连续墙与槽洞之间的空隙用水泥砂浆填筑充实；

5)在土壤中设定深度处布置地源热泵，并将地源热泵与热交换器管连接。

在上述方法中，在施工地连墙的同时，对热交换器管进行施工，同时施工，降低了整个基坑施工周期，有效节约时间，而且有效时间了工厂预制，避免占用现场较大空间，有利于对城市环境的保护。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明中通过凸起与凹槽的配合设置，有效保证了地下连续墙在深度方向的结构稳定性，方便快速连接。

2)本发明通过工厂预制，方便现场施工，能够有效地减少地下连续墙施工空间与自然环境的污染，并且抑制了由于温度差异所造成的结构物体积变形，保证地下连续墙结构的整体稳定与正常使用。

3)通过各个空心框体处设置的热交换器管，通过突起与凹槽的管道插口自动相连。使其能够有效地保地下连续墙结构始终处于恒温状态，持久地保持其自身的稳定性，减少地下结构的变形，提高了地下结构的耐久性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明装配式能源地下连续墙结构的正视图。

图2为本发明装配式能源地下连续墙顶部结构的侧视图。

图3为本发明装配式能源地下连续墙中部结构的侧视图。

图4为本发明装配式能源地下连续墙底部结构的侧视图。

图5为本发明装配式能源地下连续墙竖向方向对接示意图。

图6为本发明装配式能源地下连续墙水平方向对接示意图。

图7为本发明装配式能源地下连续墙整体拼装结构的侧视图。

图8为本发明装配式能源地下连续墙顶层与中层结构热交换器管道U形布置的纵断面图。

图9为本发明装配式能源地下连续墙下层结构热交换器管道U形布置的纵断面图。

图10为本发明装配式能源地下连续墙结构地源热泵的布置图。

其中，1、钢筋；2、热交换器管；3、热交换器管道流入方向对接口；4、热交换器管道流出方向对接口；5、地源热泵。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种装配式能源地下连续墙组装结构。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种装配式能源地下连续墙组装结构，包括地下连续墙，包括沿着地连墙深度与长度方向设置的至少一个空心框体，空心框体的周侧及内侧设置由钢筋1构成的钢筋网，在深度方向相邻的空心框体相互卡合，在长度方向相邻的空心框体同样相互卡合，在空心框体内筑有混凝土；

与地源热泵5连接的热交换器管2，设于地下连续墙的顶部、中部和底部。

该组装结构中，实现了地下连续墙的工厂预制，而且通过深度方向与长度方向，相邻空心框体的卡合，有效保证了现场对相邻空心框体的拼接，不仅有利于保证施工，而且保证了整个地下连续墙结构的稳定性，另外，组装结构中包含了热交换器管的设置，无需单独对热交换器管进行单独施工，进一步缩短了施工周期。

为了实现地连墙在深度方向连接的稳定性，同时充分利用土壤的热量，在地连墙深度方向，所述空心框体的一端或者两端设置凸起或与凸起配合的凹槽，如图2-图7所示，底部的地连墙采用刃脚形式。

所述空心框体与钢筋网固定设置，可以是焊接固定，且二者为预制件，为了提高刚度，空心框体采用钢材，而且空心框体为矩形体。

为了保证地源热泵的工作效率，所述地源热泵包括多个垂直式地源热泵，深度在地下100m～300m。所述地源热泵5设有多个，在水平方向相邻的地源热泵5间隔设定距离设置，每100m布设一台地源热泵5。

为了保证钢筋网的结构稳定，所述钢筋网包括纵向钢筋网和横向钢筋网，横向钢筋网围绕设于纵向钢筋网的外围，纵向钢筋网包括有多圈，横向钢筋网同样如此。

同样为了保证整体结构的稳定性，在地连墙长度方向，空心框体的一端或两端设置凸起或与凸起配合的凹槽；

在本发明另一实施例中，相邻的空心框体通过紧固件进行连接，紧固件为螺栓等。

所述热交换器管2与循环水泵、地下连续墙顶部的集水槽并联连接，这样热交换器管与循环水泵、集水槽共同构成能源地下连续墙结构的热加载系统。

为了充分利用热能，所述热交换器管呈U型结构布置，间距0.8m，一段地下连续墙内设置多层热交换器管，热交换器管采用无缝钢管制作，热交换器管衔接处采用不锈钢卡套接头相连，地下连续墙顶层与中层热交换器管布置形式如图8所示，热交换器管道流入方向对接口3与热交换器管道流出方向对接口4对角设置，这样一段地下连续墙内的热交换器管弯折设置多层，最后从出口流向下段地下连续墙内，为了充分利用能源，热量从底部热交换器管的出口流向上层；地下连续墙下层热交换器管布置形式如图9所示，热交换器管道流入方向对接口3与热交换器管道流出方向对接口4同侧设置；或者，地下连续墙内多层热交换器相互通过管路连接，出口流向下一段地下连续墙内的热交换器管。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种装配式能源地下连续墙组装结构的施工方法，具体步骤如下：

1)在工厂预制钢筋网，并将钢筋网与空心框体固定；

2)采用Φ25mmx2.5mm、长度为9.00m的无缝钢管作热交换器管，热交换器管按照U型结构布置且与钢筋网固连；

3)对空心框体进行采用C35防水混凝土浇筑，浇筑在钢模中浇筑，形成地下连续墙的单个单元；

4)在现场从底向上依次对地下连续墙的各个单元进行组装，组装完成，将地下连续墙与槽洞之间的空隙用水泥砂浆填筑充实；

5)在土壤中设定深度处布置地源热泵，并将地源热泵与热交换器管连接，如图10所示。

在上述方法中，在施工地连墙的同时，对热交换器管进行施工，同时施工，降低了整个基坑施工周期，有效节约时间，而且有效时间了工厂预制，避免占用现场较大空间，有利于对城市环境的保护。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式能源地下连续墙组装结构，其特征在于，包括：

多段拼装的地下连续墙，包括沿着地连墙深度与长度方向设置的至少一个空心框体，空心框体的周侧及内侧设置钢筋网，在深度方向相邻的空心框体相互卡合，在长度方向相邻的空心框体同样相互卡合，在空心框体内筑有混凝土；

与地源热泵连接的热交换器管，设于地下连续墙的顶部、中部和底部。

2.根据权利要求1所述的一种装配式能源地下连续墙组装结构，其特征在于，在地连墙深度方向，所述空心框体的一端或者两端设置凸起或与凸起配合的凹槽。

3.根据权利要求1所述的一种装配式能源地下连续墙组装结构，其特征在于，所述空心框体与钢筋网固定设置，且二者为预制件。

4.根据权利要求1所述的一种装配式能源地下连续墙组装结构，其特征在于，所述地源热泵包括多个垂直式地源热泵。

5.根据权利要求4所述的一种装配式能源地下连续墙组装结构，其特征在于，所述地源热泵设有多个，在水平方向相邻的地源热泵间隔设定距离设置。

6.根据权利要求1所述的一种装配式能源地下连续墙组装结构，其特征在于，所述钢筋网包括纵向钢筋网和横向钢筋网，横向钢筋网围绕设于纵向钢筋网的外围。

7.根据权利要求1所述的一种装配式能源地下连续墙组装结构，其特征在于，在地连墙长度方向，空心框体的一端或两端设置凸起或与凸起配合的凹槽；

或者，相邻的空心框体通过紧固件进行连接。

8.根据权利要求1所述的一种装配式能源地下连续墙组装结构，其特征在于，所述热交换器管与循环水泵、地下连续墙顶部的集水槽并联连接。

9.根据权利要求1所述的一种装配式能源地下连续墙组装结构，其特征在于，所述热交换器管呈U型结构布置。

10.一种装配式能源地下连续墙组装结构的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)在工厂预制钢筋网，并将钢筋网与空心框体固定；

2)采用钢管作热交换器管，热交换器管按照U型结构布置且与钢筋网固连；

3)对空心框体进行浇筑，形成地下连续墙的单个单元；

4)在现场从底向上依次对地下连续墙的各个单元进行组装，组装完成，将地下连续墙与槽洞之间的空隙用水泥砂浆填筑充实；

5)在土壤中设定深度处布置地源热泵，并将地源热泵与热交换器管连接。