CN108374409A - 一种预制预应力地下连续墙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预制预应力地下连续墙，包括至少一个预制预应力地下连续墙构件，各预制预应力地下连续墙构件均包括宽度沿水平方向延伸的墙体，墙体中设置有至少两根沿左右方向间隔布置的预应力钢筋，预应力钢筋通过预应力孔道锚具固定，各预应力钢筋均为沿墙体厚度方向弯曲的弧形结构。本发明解决了现有技术中的地下连续墙抗弯拉和抗裂能力不足的问题。

Description

一种预制预应力地下连续墙

技术领域

本发明涉及一种建筑工程领域中的预制预应力地下连续墙。

背景技术

目前，地下连续墙以现场浇筑为主，传统现场浇筑地下连续墙主要的施工步骤为：先采用专业的成槽设备进行开挖槽段，成槽后制作钢筋笼，然后起吊并下放钢筋笼，水下浇筑混凝土，在进行桩头凿除。按此步骤一幅地连墙施工完成，每幅地连墙循环往复以上步骤。传统的地连墙结构在面临大型工程建设时，已经出现施工风险大、耗材多和施工成本高等弊病。

预制预应力地下连续墙很好的解决了现场浇筑连续墙存在的弊端，现有的预制预应力地下连续墙如中国专利CN205804324U公开的“一种预制先张预应力地下连续墙”，该地下连续墙由若干预制先张预应力地下连续墙构件现场组装而成，预制先张预应力地下连续墙构件包括墙体以及位于墙体内的若干预张拉钢筋，预制先张预应力地下连续墙构件沿预制先张预应力地下连续构件的高度方向分成，拉力较大区域以及位于拉力较大区域两侧的两个拉力较小或受压区域，预张拉钢筋沿着地下连续墙构件的高度方向全长布置，也就是说预张拉钢筋竖向布置，预张拉钢筋的两端分别穿设于对应的预埋套管中，预埋套管的长度与预埋套管所在的拉力较小或受压区域沿着预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向的长度相同，预张拉钢筋仅在位于拉力较大区域的部分进行预应力张拉。

现有的这种地下连续墙，预张拉钢筋在地连墙构件里全长布置但非全长张拉，仅在拉力较大区域施加预应力，有利于作为维护结构的地连墙在支撑地下室楼板的复杂环境工况下发挥更有利的预应力作用，预制先张预应力地连墙采用的地连墙构件现场组装，在节省材料的同时也大大节省人工成本。但是其还存在以下问题：预张拉钢筋虽非全长张拉，但是却需要全长设置，造成一定的预张拉钢筋浪费，另外，预张拉钢筋对墙体产生竖向的张拉力，而在实际使用时，墙体受到的荷载作用方向多是水平方向，竖向直线布置的预张拉钢筋不能更有效的抵抗水平方向的荷载作用，墙体的整体控制变形能力不强，墙体破环前的延性不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制预应力地下连续墙，以解决现有技术中的地下连续墙抗弯拉和抗裂能力不足的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种预制预应力地下连续墙， 包括至少一个预制预应力地下连续墙构件，各预制预应力地下连续墙构件均包括宽度沿水平方向延伸的墙体，墙体中设置有至少两根沿左右方向间隔布置的预应力钢筋，预应力钢筋通过预应力孔道和锚具固定，各预应力钢筋均为沿墙体厚度方向弯曲的弧形结构。

所述的墙体包括钢筋笼和与钢筋笼固结成整体结构的纤维混凝土。

预应力钢筋的上端锚固位置和下端锚固位置位于所述墙体的同一侧，预应力钢筋的上端锚固位置处于墙体上端部的下侧，预应力钢筋的下端锚固位置处于墙体下端部的上侧。

锚具包括对预应力钢筋的上端锚固位置进行锚固的上端锚具和对预应力钢筋的下端锚固位置进行锚固的下端锚具，墙体的同一侧面上设置有供所述上端锚具安装的上安装孔和供所述下端锚具安装的下安装孔，上安装孔为由下至上逐渐朝远离弧形结构的弧顶部方向倾斜延伸的斜孔，下安装孔为由上至下逐渐朝远离弧形结构的弧顶部方向倾斜延伸的斜孔。

墙体内预设有弧形结构的波纹管，各预应力钢筋分别穿设于对应的波纹管中。

上安装孔的孔径由上至下逐渐变小，下安装孔的孔径由下至上逐渐变小，上端锚具包括设置于所述上安装孔中的上锚板，下端锚具包括设置于所述下安装孔中的下锚板，上锚板、下锚板均倾斜布置，预应力钢筋的两端分别连接有用于与对应锚板挡止配合的锚固夹片。

上安装孔的上侧孔壁的斜率大于上安装孔的下侧孔壁的斜率；下安装孔的上侧孔壁的斜率大于下安装孔的下侧孔壁的斜率。

上、下安装孔中均填充有与对应锚板、锚固夹片固结成整体结构的封锚混凝土。

墙体内预设有弧形结构的波纹管，各预应力钢筋分别穿设于对应的波纹管中，墙体上设置有与所述波纹管相通的注浆孔，上锚板和/或下锚板上设置有排气孔道。

所述墙体上还设置有多个沿上下方向贯穿所述墙体的中空通孔，各中空通孔沿左右方向间隔布置，各预应力钢筋分别位于对应两个中空通孔之间。

本发明的有益效果为：本发明中预应力钢筋为沿墙体厚度方向弯曲的弧形结构，预应力钢筋对墙体产生的拉力既有水平方向上的分力，又有竖直方向的分力，因此可以提高墙体各个方向的抗拉强度，更有效的控制墙体的中部变形和开裂。

进一步的，上端锚具和下端锚具位于所述墙体的同一侧，上端锚具与墙体的上端部间隔布置，下端锚具与墙体的下端部间隔布置，也就是说预应力钢筋并非全长布置，仅是在地下连续墙中部拉力较大区域布置预应力钢筋，不仅有利于作为地下连续墙复杂工况发挥更有利的预应力作用，而且也节省了预应力钢筋的使用，再配合预应力钢筋为弧形结构，因此可以将上端锚具、下端锚具设置于墙体的同一侧，这样可以保证预应力钢筋的使用长度与上、下端锚具之间的预应力钢筋长度基本一致，进一步节省预应力钢筋的使用长度。

附图说明

图1是本发明中预制预应力地下连续墙的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中预制预应力地下连续墙构件的结构示意图；

图3是图2中的A-A向剖面图；

图4是图2中的B-B向剖面图；

图5是图2中C-C位置预应力钢筋的布置示意图；

图6是图5的D处放大图。

具体实施方式

一种预制预应力地下连续墙的实施例如图1~6所示：包括至少两个预制预应力地下连续墙构件23，各预制预应力地下连续墙构件23的结构均相同，现仅对其中一个预制预应力地下连续墙构件的具体结构进行详细说明。预制预应力地下连续墙构件包括宽度沿水平方向延伸的墙体，墙体包括钢筋笼和与钢筋笼固结成整体结构的纤维混凝土1，钢筋笼包括位于墙体厚度两侧的两排全长的竖向钢筋3及与对应竖向钢筋连接的横向钢筋4，横向钢筋4的左端朝向相对的弯曲形成八字形结构6，横向钢筋的右端为直钢筋段7，八字形结构6和直钢筋段7均为外露结构，八字形结构与直钢筋段的高度一致，外露结构和相应混凝土可以一起形成结合部8。墙体内设置有多个沿左右方向间隔布置的中空通孔2，各中空通孔2均沿上下方向贯穿墙体。墙体中设置有多个沿左右方向间隔布置的波纹管5，各波纹管5均位于对应两个中空通孔之间，在各波纹管中均穿设有预应力钢筋5，因为波纹管为沿墙体厚度方向弯曲的弧形结构，因此对应的预应力钢筋也为沿墙体厚度方向弯曲的弧形结构。在墙体的同一侧面上设置有上安装孔20和下安装孔21，上安装孔20与墙体的上端部间隔设置，下安装孔21与墙体的下端部间隔设置，上安装孔为由下至上逐渐朝远离弧形结构的弧顶部方向倾斜延伸的斜孔，下安装孔为由上至下逐渐朝远离弧形结构的弧顶部方向倾斜延伸的斜孔，这样可以保证安装孔与波纹管的走向一致，有利于预应力钢筋的穿设，同时也有利用预应力钢筋的良好拉应力。上安装孔的孔径由上至下逐渐变小，下安装孔的孔径由下至上逐渐变小，预应力钢筋的上锚固位置和下端锚固位置分别通过上端锚具和下端锚具固定，上端锚具包括设置于上安装孔中的上锚板14，下端锚具包括设置于下安装孔中的下锚板，上锚板14、下锚板均倾斜布置，预应力钢筋的两端分别连接有用于与对应锚板挡止配合的锚固夹片16，上、下锚板的内侧设置有具有弹性力的螺旋筋12，预应力钢筋的上端形成张拉端，预应力钢筋的下端形成锚固端，上安装孔、下安装孔均为锥形孔，利用锥形孔与对应锚板的楔紧和螺旋筋配合来将预应力钢筋锚固。上安装孔的上侧孔壁的斜率大于上安装孔的下侧孔壁的斜率；下安装孔的上侧孔壁的斜率大于下安装孔的下侧孔壁的斜率，这样可以更加方便的对预应力钢筋进行锚固操作。墙体上设置有与所述波纹管相通的注浆孔10，上锚板上设置有排气孔道11。

相邻两个预制预应力地下连续墙构件的相邻段设置有凹口相对的沿上下方向延伸的弧形凹部22。单个预制预应力地下连续墙构件在工厂的预制过程为：通过横向钢筋和竖向钢筋制作钢筋笼，预设波纹管，预留中空圆形通孔，进行纤维混凝土浇筑，纤维混凝土浇筑与波纹管浇筑成整体结构后，上、下安装孔也已成型。当混凝土强度达到设计强度的80%以上时，在波纹管中穿设预应力钢筋，向预应力钢筋施加预应力，并通过螺旋筋和锚板与锥形孔的配合来保持预应力，通过注浆孔向波纹管内注水泥浆，排气孔道可以保证水泥浆能够充分包裹预应力钢筋，在上、下安装孔中灌入封锚混凝土，避免锚固件外露生锈，完成单个预制预应力地下墙体构件的制作。本发明中预应力钢筋是在浇筑后对墙体施加应力，因此本发明中的预制预应力地下连续墙也称为后张法预制预应力地下连续墙。中空通孔不仅可以提高墙体强度，同时加快施工速度，另外中空通孔中可设置环向钢筋和接驳器，适用于“两墙合一”地下连续墙，墙体两侧的横向钢筋和竖向钢筋，兼顾了预应力混凝土和钢筋混凝土两者的优越结构性能，既能有效地控制使用荷载作用下的裂缝和挠度，破坏前又具有较好的延性。两个预制预应力地下连续墙构件的相邻侧有外露钢筋，使用时相互契合，同时浇筑抗渗微膨胀混凝土接头，提高了地下连续墙接头的强度和抗渗性，加强地下连续墙结构的整体性，且接头的密封效果好。在本发明的其它实施例中：上端锚具、下端锚具还可以是螺栓固定结构或焊接固定结构；根据需要，预制预应力地下连续墙构件的个数还可以是一个、三个或其它个数；八字形结构与直钢筋段的高度也可以不同。

本发明中预制预应力地下连续墙的施工方法包括以下步骤：第一步：开挖沟槽，开挖沟槽可以采用多种工艺，可用液压抓斗机挖槽，也可采用双轮铣槽机铣槽，还可以用排钻式钻槽机钻槽；第二步，通过起吊设备将预制预应力地下连续墙构件下放至已掺有粘土固化剂的地槽中，下放预制预应力地下连续墙构件过程中，含有粘土固化剂的泥浆进入墙体的中空通孔中，中空通孔中充满含粘土固化剂的泥浆，泥浆固化后可作为中空通孔内的永久性填充物，因此在本发明中，中空通孔除了可以起到减轻墙体重量，减少混凝土使用量的作用，还可以起到减少墙体下放时与泥浆间的阻力，同时提高墙体与泥浆间接触面积，保证墙体与泥浆连接强度的作用；第三步，吊放下一个预制预应力地下连续墙构件，使其中一个预制预应力地下连续墙构件的横向钢筋的八字形端位于另外一个预制预应力地下连续墙构件的横向钢筋的直钢筋段之间，八字形端与对应横向钢筋搭接固定，第四步；向相邻两个预制预应力地下连续墙构件之间注浆，或者向相邻两个预制预应力地下连续墙构件之间插入连接钢筋笼，将各预制预应力地下连续墙构件突出的横向钢筋与连接钢筋笼固定后向相邻两个预制预应力地下连续墙构件之间注浆，注浆固化后形成墙构件间结合体，多个预制预应力地下连续墙构件形成整体的地下连续墙。

Claims (10)

1.一种预制预应力地下连续墙， 包括至少一个预制预应力地下连续墙构件，各预制预应力地下连续墙构件均包括宽度沿水平方向延伸的墙体，墙体中设置有至少两根沿左右方向间隔布置的预应力钢筋，预应力钢筋通过预应力孔道和锚具固定，其特征在于：各预应力钢筋均为沿墙体厚度方向弯曲的弧形结构。

2.根据权利要求1所述的预制预应力地下连续墙，其特征在于：所述的墙体包括钢筋笼和与钢筋笼固结成整体结构的纤维混凝土。

3.根据权利要求1所述的预制预应力地下连续墙，其特征在于：预应力钢筋的上端锚固位置和下端锚固位置位于所述墙体的同一侧，预应力钢筋的上端锚固位置处于墙体上端部的下侧，预应力钢筋的下端锚固位置处于墙体下端部的上侧。

4.根据权利要求3所述的预制预应力地下连续墙，其特征在于：锚具包括对预应力钢筋的上端锚固位置进行锚固的上端锚具和对预应力钢筋下端锚固位置进行锚固的下端锚具，墙体的同一侧面上设置有供所述上端锚具安装的上安装孔和供所述下端锚具安装的下安装孔，上安装孔为由下至上逐渐朝远离弧形结构的弧顶部方向倾斜延伸的斜孔，下安装孔为由上至下逐渐朝远离弧形结构的弧顶部方向倾斜延伸的斜孔。

5.根据权利要求4所述的预制预应力地下连续墙，其特征在于：墙体内预设有弧形结构的波纹管，各预应力钢筋分别穿设于对应的波纹管中。

6.根据权利要求4所述的预制预应力地下连续墙，其特征在于：上安装孔的孔径由上至下逐渐变小，下安装孔的孔径由下至上逐渐变小，上端锚具包括设置于所述上安装孔中的上锚板，下端锚具包括设置于所述下安装孔中的下锚板，上锚板、下锚板均倾斜布置，预应力钢筋的两端分别连接有用于与对应锚板挡止配合的锚固夹片。

7.根据权利要求6所述的预制预应力地下连续墙，其特征在于：上安装孔的上侧孔壁的斜率大于上安装孔的下侧孔壁的斜率；下安装孔的上侧孔壁的斜率大于下安装孔的下侧孔壁的斜率。

8.根据权利要求6所述的预制预应力地下连续墙，其特征在于：上、下安装孔中均填充有与对应锚板、锚固夹片固结成整体结构的封锚混凝土。

9.根据权利要求6所述的预制预应力地下连续墙，其特征在于：墙体内预设有弧形结构的波纹管，各预应力钢筋分别穿设于对应的波纹管中，墙体上设置有与所述波纹管相通的注浆孔，上锚板和/或下锚板上设置有排气孔道。

10.根据权利要求1~9任意一项所述的预制预应力地下连续墙，其特征在于：所述墙体上还设置有多个沿上下方向贯穿所述墙体的中空通孔，各中空通孔沿左右方向间隔布置，各预应力钢筋分别位于对应两个中空通孔之间。