CN110080296A - 一种用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构 - Google Patents
一种用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋‑钢筋笼结构，包括地连墙钢筋笼，所述地连墙钢筋笼的背土侧面紧贴连接有洞门钢环，所述地连墙钢筋笼的迎土侧面和背土侧面之间连接有与所述洞门钢环同心布置的圆环形钢筋桁架，且所述圆环形钢筋桁架位于所述洞门钢环的外围，跨过所述洞门钢环的所述迎土侧竖向钢筋的位于所述洞门钢环内围的部分被竖向玻璃纤维筋替代，跨过所述洞门钢环的所述迎土侧水平钢筋的位于所述洞门钢环内围的部分被水平玻璃纤维筋替代。洞门钢环用于在做主体结构时为盾构机接收预埋，而设置的圆环形钢筋桁架则用来保证钢筋笼起吊时玻璃纤维筋不会受重力影响而发生寸断，能够确保钢筋笼吊装安全及满足墙体受力要求。
Description
技术领域
本发明涉及地铁施工领域，具体地说涉及一种用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构。
背景技术
常规地铁车站通常为两层，端头加固通常采用三重管高压桩进行加固，洞门破除为洞门范围内围护结构整体进行破除，安全风险小。针对临近周边建筑物或者受地下构筑物影响的超深换乘站(三～四层)无地面加固条件，基底下蕴藏高承压水，常规水平加固及冷冻法加固无法满足洞门破除的施工安全需求；在进行洞门破除时还是存在一定的施工风险。
为尽量减少洞门破除施工风险，在洞门处围护结构采用玻璃纤维筋可以避免洞门破除。传统做法洞门处玻璃纤维筋的使用为洞门外上下50cm齐断面双面玻璃筋。在1.5m厚地下连续墙洞门处，使用齐断面双面玻璃筋，可能存在吊装过程中玻璃纤维筋笼吊不起来，或者两边钢筋笼向玻璃纤维筋笼挤压，造成玻璃纤维筋寸断，所以玻璃纤维筋笼需单独进行钢筋或者槽钢进行加固，在钢筋笼下放过程中需将加固钢筋或者槽钢割除，耗费时间，可能造成吊装时间过长导致槽壁坍塌、缩孔严重等施工风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可提高洞门处钢筋笼刚度，节约吊装时间，满足墙体受力要求的用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，包括地连墙钢筋笼，所述地连墙钢筋笼的迎土侧面具有多根沿水平方向排布的迎土侧竖向钢筋和多根沿竖直方向排布的迎土侧水平钢筋，所述地连墙钢筋笼的背土侧面紧贴连接有洞门钢环，所述地连墙钢筋笼的迎土侧面和背土侧面之间连接有与所述洞门钢环同轴布置的圆环形钢筋桁架，且所述圆环形钢筋桁架位于所述洞门钢环的外围，跨过所述洞门钢环的所述迎土侧竖向钢筋的位于所述洞门钢环内围的部分被竖向玻璃纤维筋替代，跨过所述洞门钢环的所述迎土侧水平钢筋的位于所述洞门钢环内围的部分被水平玻璃纤维筋替代。
进一步地，所述地连墙钢筋笼还包括连接在其迎土侧面和背土侧面之间的多条沿水平方向间隔分布的纵向钢筋桁架及多条沿竖直方向间隔排布的横向钢筋桁架，跨过所述洞门钢环的所述纵向钢筋桁架的位于所述洞门钢环内围的部分被纵向玻璃纤维筋桁架替代，跨过所述洞门钢环的所述横向钢筋桁架的位于所述洞门钢环内围的部分被横向玻璃纤维筋桁架替代。
进一步地，只有一条所述横向钢筋桁架跨过所述洞门钢环并与所述洞门钢环的水平中线重合。
进一步地，所述地连墙钢筋笼的背土侧面具有多根沿水平方向排布的背土侧竖向钢筋和多根沿竖直方向排布的背土侧水平钢筋，所述纵向钢筋桁架的迎土侧和背土侧分别与相应所述迎土侧竖向钢筋和相应所述背土侧竖向钢筋焊接固定，所述横向钢筋桁架的迎土侧和背土侧分别与相应所述迎土侧水平钢筋和相应所述背土侧水平钢筋焊接固定。
进一步地，所述地连墙钢筋笼的背土侧面具有多根沿水平方向排布的背土侧竖向钢筋和多根沿竖直方向排布的背土侧水平钢筋，所述纵向玻璃纤维筋桁架的迎土侧和背土侧分别通过U型卡扣与相应所述竖向玻璃纤维筋和相应所述背土侧竖向钢筋连接，所述横向玻璃纤维筋桁架的迎土侧和背土侧分别通过U型卡扣与相应所述水平玻璃纤维筋和相应所述背土侧水平钢筋连接；
所述U型卡扣包括两端制有外螺纹的U形杆、开有两个通孔的垫板以及两个螺母，所述U形杆的两端分别经由两个所述通孔活动穿过所述垫板，两个所述螺母分别旋接在所述U形杆的两端的穿过所述垫板的部分上，被连接部位夹持在由所述U形杆和所述垫板围成的封闭空间内。
进一步地，所述竖向玻璃纤维筋的两端均通过U型卡扣与相应所述迎土侧竖向钢筋的位于所述洞门钢环外围的部分连接，所述U型卡扣包括两端制有外螺纹的U形杆、开有两个通孔的垫板以及两个螺母，所述U形杆的两端分别经由两个所述通孔活动穿过所述垫板，两个所述螺母分别旋接在所述U形杆的两端的穿过所述垫板的部分上，被连接部位夹持在由所述U形杆和所述垫板围成的封闭空间内。
进一步地，所述竖向玻璃纤维筋和所述水平玻璃纤维筋的交接点采用金属丝绑扎固定。
进一步地，所述圆环形钢筋桁架与所述地连墙钢筋笼之间焊接固定。
进一步地，所述圆环形钢筋桁架包括三个沿轴向间隔分布的圆环形钢圈，三个所述圆环形钢圈通过多个U型钢筋焊接固定。
本发明的有益效果体现在：
本发明中，洞门钢环用于在做主体结构时为盾构机接收预埋，而设置的圆环形钢筋桁架则用来保证钢筋笼起吊时玻璃纤维筋不会受重力影响而发生寸断，从而提高洞门处钢筋笼刚度，而且本发明仅在迎土侧洞门区域设置竖向、水平玻璃纤维筋替代竖向、水平钢筋筋，背土侧保留钢筋，因此，吊装过程中不需要单独加固，节约吊装时间，且开挖侧保留钢筋，可满足土体开挖后、底板浇筑前的围护结构墙体抗弯能力，能够确保钢筋笼吊装安全及满足墙体受力要求。
本发明既解决了人工洞门破除的风险，又确保了吊装安全，相比较其他玻璃纤维筋钢筋笼吊装缩短吊装时间，能有效避免双侧钢筋笼在超深车站人工洞门破除过程中的掌子面失稳、承压水突涌等风险；较双侧玻璃筋设计，提高了超重、超厚笼子的吊装安全，尤其适用于车站端头无加固或隔断地下水条件等复杂环境下的超深车站盾构接收。
本发明可以不用再钢筋笼吊装时单独对玻璃纤维筋笼处进行加固，节省吊装时间，又可以减少洞门破除工程量，再就是保证结构浇筑前围护结构墙体的抗弯能力。
附图说明
图1是本发明一实施例迎土侧的结构示意图。
图2是本发明一实施例中部分迎土侧竖向钢筋与竖向玻璃纤维筋的连接示意图。
图3是本发明一实施例中U型卡扣使用状态示意图。
图4是本发明一实施例中垫板的结构示意图。
图5是本发明一实施例中纵向玻璃纤维筋桁架的安装结构示意图。
图6是本发明一实施例中横向玻璃纤维筋桁架的安装结构示意图。
图7是本发明一实施例中圆环形钢筋桁架的局部结构示意图。
附图中各部件的标记为：1迎土侧竖向钢筋、2迎土侧水平钢筋、3背土侧竖向钢筋、4背土侧水平钢筋、5洞门钢环、6圆环形钢筋桁架、7竖向玻璃纤维筋、8水平玻璃纤维筋、9纵向钢筋桁架、10横向钢筋桁架、11纵向玻璃纤维筋桁架、12横向玻璃纤维筋桁架、13圆环形钢圈、14U型钢筋、15U型卡扣、01U形杆、02垫板、03通孔、04螺母。
具体实施方式
下面将参考附图来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参见图1至图7。
本发明用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，包括地连墙钢筋笼，所述地连墙钢筋笼的迎土侧面具有多根沿水平方向排布的迎土侧竖向钢筋1和多根沿竖直方向排布的迎土侧水平钢筋2，所述地连墙钢筋笼的背土侧面紧贴连接有洞门钢环5，所述地连墙钢筋笼的迎土侧面和背土侧面之间连接有与所述洞门钢环5同轴布置的圆环形钢筋桁架6，且所述圆环形钢筋桁架6位于所述洞门钢环5的外围，跨过所述洞门钢环5的所述迎土侧竖向钢筋1的位于所述洞门钢环5内围的部分被竖向玻璃纤维筋7替代，跨过所述洞门钢环5的所述迎土侧水平钢筋2的位于所述洞门钢环5内围的部分被水平玻璃纤维筋8替代。
本发明中，洞门钢环用于在做主体结构时为盾构机接收预埋，而设置的圆环形钢筋桁架则用来保证钢筋笼起吊时玻璃纤维筋不会受重力影响而发生寸断，从而提高洞门处钢筋笼刚度，而且本发明仅在迎土侧洞门区域设置竖向、水平玻璃纤维筋替代竖向、水平钢筋筋，背土侧(即开挖侧)保留钢筋，因此，吊装过程中不需要单独加固，节约吊装时间，且开挖侧保留钢筋，可满足土体开挖后、底板浇筑前的围护结构墙体抗弯能力，能够确保钢筋笼吊装安全及满足墙体受力要求。
具体实施中，在盾构接收前破除少量混凝土并割除开挖面一侧钢筋，节约施工工期。
在一实施例中，所述竖向玻璃纤维筋7的两端均通过U型卡扣15与相应所述迎土侧竖向钢筋1的位于所述洞门钢环5外围的部分连接，所述U型卡扣15包括两端制有外螺纹的U形杆01、开有两个通孔03的垫板02以及两个螺母04，所述U形杆01的两端分别经由两个所述通孔03活动穿过所述垫板02，两个所述螺母04分别旋接在所述U形杆01的两端的穿过所述垫板02的部分上，被连接部位夹持在由所述U形杆01和所述垫板02围成的封闭空间内，如图3所示。使用时，通过旋转螺母就可调整U型卡扣的围成的封闭空间的大小，从而方便操作，而且夹持力大，连接稳定。
这样设计，玻璃纤维筋下料长度必须大于洞门钢环直径，用于连接，保证钢筋不侵入盾构切削限界，在洞门处预留出盾构切削空间。
在一实施例中，所述竖向玻璃纤维筋7和所述水平玻璃纤维筋8的交接点采用金属丝绑扎固定。通过这种方式，可以实现水平玻璃纤维筋的有效连接固定。具体实施中，可采用镀锌扎丝+镀锌铁丝绑扎固定，效果更好。
在一实施例中，所述地连墙钢筋笼还包括连接在其迎土侧面和背土侧面之间的多条沿水平方向间隔分布的纵向钢筋桁架9及多条沿竖直方向间隔排布的横向钢筋桁架10，跨过所述洞门钢环5的所述纵向钢筋桁架9的位于所述洞门钢环5内围的部分被纵向玻璃纤维筋桁架11替代，跨过所述洞门钢环5的所述横向钢筋桁架10的位于所述洞门钢环5内围的部分被横向玻璃纤维筋桁架12替代。增加的纵向钢筋桁架和横向钢筋桁架可以进一步增加钢筋笼的强度，而且在洞门区域使用横、纵向玻璃纤维筋桁架替代横、纵向钢筋桁架，方便破除。
在一实施例中，只有一条所述横向钢筋桁架10跨过所述洞门钢环5并与所述洞门钢环5的水平中线重合。这样设计，可以在最简结构下保证结构强度。
在一实施例中，所述地连墙钢筋笼的背土侧面具有多根沿水平方向排布的背土侧竖向钢筋3和多根沿竖直方向排布的背土侧水平钢筋4，所述纵向钢筋桁架9的迎土侧和背土侧分别与相应所述迎土侧竖向钢筋1和相应所述背土侧竖向钢筋3焊接固定，所述横向钢筋桁架10的迎土侧和背土侧分别与相应所述迎土侧水平钢筋2和相应所述背土侧水平钢筋4焊接固定。这样设计，横、纵向钢筋桁架的安装连接牢固稳定，而且方便操作。
在一实施例中，所述地连墙钢筋笼的背土侧面具有多根沿水平方向排布的背土侧竖向钢筋3和多根沿竖直方向排布的背土侧水平钢筋4，所述纵向玻璃纤维筋桁架11的迎土侧和背土侧分别通过U型卡扣15与相应所述竖向玻璃纤维筋7和相应所述背土侧竖向钢筋3连接，所述横向玻璃纤维筋桁架12的迎土侧和背土侧分别通过U型卡扣15与相应所述水平玻璃纤维筋8和相应所述背土侧水平钢筋4连接；
所述U型卡扣15包括两端制有外螺纹的U形杆01、开有两个通孔03的垫板02以及两个螺母04，所述U形杆01的两端分别经由两个所述通孔03活动穿过所述垫板02，两个所述螺母04分别旋接在所述U形杆01的两端的穿过所述垫板02的部分上，被连接部位夹持在由所述U形杆01和所述垫板02围成的封闭空间内。使用U型卡扣进行连接，同样地，使用方便，连接牢固稳定，可以保证横、纵向玻璃纤维筋桁架的安装稳定性，使得迎土侧玻璃筋和开挖侧钢筋通过玻璃桁架筋进行连接，更加稳定，而且方便操作。
在一实施例中，所述圆环形钢筋桁架6与所述地连墙钢筋笼之间焊接固定。具体实施中，圆环形钢筋桁架与纵向钢筋桁架使用“L”型筋焊接在一起。
在一实施例中，所述圆环形钢筋桁架6包括三个沿轴向间隔分布的圆环形钢圈13，三个所述圆环形钢圈13通过多个U型钢筋14焊接固定。这样设计，结构简单，容易制作。
具体实施时，钢筋笼安装前先在加工平台上画出洞门轮廓线，然后做出迎土侧水平钢筋、水平玻璃纤维筋定位线，再铺设迎土侧水平钢筋、水平玻璃纤维筋，然后放置迎土侧竖向钢筋、竖向玻璃纤维筋，用焊机对迎土侧竖向钢筋与迎土侧水平钢筋进行焊接，竖向玻璃纤维筋与迎土侧竖向钢筋之间用U型卡扣连接，迎土侧竖向钢筋与水平玻璃纤维筋交接点采用镀锌扎丝+镀锌铁丝绑扎固定，再安装横、纵向钢筋桁架，横、纵向玻璃纤维筋桁架、圆环形钢筋桁架，横、纵向钢筋桁架与水平钢筋和竖向钢筋搭接焊，横、纵向玻璃纤维筋桁架与竖向、水平玻璃纤维筋及背土侧竖向、水平钢筋均使用卡扣连接，圆环形钢筋桁架与竖向钢筋之间点焊焊接，桁架筋施工完成后，铺设背土侧竖向钢筋，并与横向钢筋桁架全数点焊焊接，铺设背土侧水平钢筋，与背土侧竖向钢筋点焊连接。竖向玻璃纤维筋与水平玻璃纤维筋必须100％绑扎，U型卡扣数量需满足每接头2个卡扣，相邻两个接头需相互错开50cm。
本发明能保证土方开挖过程中围护结构墙体的抗弯能力，后期盾构接收时减少洞门破除工程量，降低洞门破除安全风险，提高施工效率。
具体实施中，本发明幅宽大于盾构直径，且施工时按闭合幅考虑，笼子两端无十字钢板接头，减轻笼子重量，确保吊装安全；盾构接收前人工仅破除开挖面层钢筋后，保留1.2m厚玻璃筋混凝土墙，盾构接收时磨穿。对于竖向钢筋、竖向玻璃纤维筋来说，最左端的和最右端的这两个做为主筋，其余的做为附加筋。
应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，包括地连墙钢筋笼，所述地连墙钢筋笼的迎土侧面具有多根沿水平方向排布的迎土侧竖向钢筋和多根沿竖直方向排布的迎土侧水平钢筋，其特征在于：所述地连墙钢筋笼的背土侧面紧贴连接有洞门钢环，所述地连墙钢筋笼的迎土侧面和背土侧面之间连接有与所述洞门钢环同轴布置的圆环形钢筋桁架，且所述圆环形钢筋桁架位于所述洞门钢环的外围，跨过所述洞门钢环的所述迎土侧竖向钢筋的位于所述洞门钢环内围的部分被竖向玻璃纤维筋替代，跨过所述洞门钢环的所述迎土侧水平钢筋的位于所述洞门钢环内围的部分被水平玻璃纤维筋替代。
2.如权利要求1所述的用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，其特征在于：所述地连墙钢筋笼还包括连接在其迎土侧面和背土侧面之间的多条沿水平方向间隔分布的纵向钢筋桁架及多条沿竖直方向间隔排布的横向钢筋桁架，跨过所述洞门钢环的所述纵向钢筋桁架的位于所述洞门钢环内围的部分被纵向玻璃纤维筋桁架替代，跨过所述洞门钢环的所述横向钢筋桁架的位于所述洞门钢环内围的部分被横向玻璃纤维筋桁架替代。
3.如权利要求2所述的用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，其特征在于：只有一条所述横向钢筋桁架跨过所述洞门钢环并与所述洞门钢环的水平中线重合。
4.如权利要求2或3所述的用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，其特征在于：所述地连墙钢筋笼的背土侧面具有多根沿水平方向排布的背土侧竖向钢筋和多根沿竖直方向排布的背土侧水平钢筋，所述纵向钢筋桁架的迎土侧和背土侧分别与相应所述迎土侧竖向钢筋和相应所述背土侧竖向钢筋焊接固定，所述横向钢筋桁架的迎土侧和背土侧分别与相应所述迎土侧水平钢筋和相应所述背土侧水平钢筋焊接固定。
5.如权利要求2或3所述的用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，其特征在于：所述地连墙钢筋笼的背土侧面具有多根沿水平方向排布的背土侧竖向钢筋和多根沿竖直方向排布的背土侧水平钢筋，所述纵向玻璃纤维筋桁架的迎土侧和背土侧分别通过U型卡扣与相应所述竖向玻璃纤维筋和相应所述背土侧竖向钢筋连接，所述横向玻璃纤维筋桁架的迎土侧和背土侧分别通过U型卡扣与相应所述水平玻璃纤维筋和相应所述背土侧水平钢筋连接；
所述U型卡扣包括两端制有外螺纹的U形杆、开有两个通孔的垫板以及两个螺母，所述U形杆的两端分别经由两个所述通孔活动穿过所述垫板，两个所述螺母分别旋接在所述U形杆的两端的穿过所述垫板的部分上，被连接部位夹持在由所述U形杆和所述垫板围成的封闭空间内。
6.如权利要求1或2或3所述的用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，其特征在于：所述竖向玻璃纤维筋的两端均通过U型卡扣与相应所述迎土侧竖向钢筋的位于所述洞门钢环外围的部分连接，所述U型卡扣包括两端制有外螺纹的U形杆、开有两个通孔的垫板以及两个螺母，所述U形杆的两端分别经由两个所述通孔活动穿过所述垫板，两个所述螺母分别旋接在所述U形杆的两端的穿过所述垫板的部分上，被连接部位夹持在由所述U形杆和所述垫板围成的封闭空间内。
7.如权利要求1或2或3所述的用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，其特征在于：所述竖向玻璃纤维筋和所述水平玻璃纤维筋的交接点采用金属丝绑扎固定。
8.如权利要求1或2或3所述的用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，其特征在于：所述圆环形钢筋桁架与所述地连墙钢筋笼之间焊接固定。
9.如权利要求1或2或3所述的用于盾构洞门地连墙的单侧玻璃筋-钢筋笼结构，其特征在于：所述圆环形钢筋桁架包括三个沿轴向间隔分布的圆环形钢圈，三个所述圆环形钢圈通过多个U型钢筋焊接固定。
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