CN1112484C - 施加预应力的地下连续墙 - Google Patents

Abstract

一种施加预应力的地下连续墙，在墙体内设置预应力筋，可以是交叉叠放的纵向U型设置，也可以是直线、曲线、弧线或其分层、分段组合的线型设置。先按照预制构件的工艺绑扎预应力筋，同时安装预应力筋的预留孔道管，固定预应力筋的固定端锚具和张拉端锚具锚垫板，浇筑混凝土入模，预制地下连续墙成形后，对预应力筋进行张拉作业，建立预应力，再对预应力筋孔道内压入水泥浆，用混凝土封闭锚具端头。本发明在侧向外荷载作用下，水平裂缝少，缝宽很小，墙体抗渗性好，由于提高了抗弯刚度，可减少墙体厚度，节省成本，并可减少基坑支撑的数量，加快基坑开挖及地下结构施工进度。

Description

施加预应力的地下连续墙

技术领域：

本发明涉及一种施加预应力的地下连续墙的新型结构及其制作方法，将预应力技术用于预制地下连续墙结构中，以进一步改善地下连续墙的性能，属于土木建筑工程技术领域。

背景技术：

近几年来，地下连续墙作为深基坑支护的挡土墙常用形式之一，在高层建筑基础工程、市政地下工程中得到了较广泛的应用，尤其是在软土地基、城市闹区及需要对邻近建筑物和地下管线进行保护的基坑，地下连续墙为首选挡土围护墙。现浇的地下连续墙一般为钢筋混凝土结构，其造价较其它围护墙高，由于是在水下浇筑，混凝土中很容易夹泥，造成墙面渗水，还会应操作不当发生混凝土堵管甚至发生断墙。预制地下连续墙是对传统现浇地下连续墙的一种改进，如《现浇连续墙的新“伙伴”—预制地下连续墙》(上海建工集团“九五”科技论文选集，2001年)所介绍的，预制地下连续墙可解决现浇墙的无规则夹泥和渗漏问题，并可在工厂预制、施工现场装配。但是现有预制地下连续墙因要承受较大的侧压力而需制作较厚的墙体，既费材料又很笨重，作业运输都不方便。

发明内容：

本发明针对现有预制地下连续墙的不足，提供一种新的施加预应力的地下连续墙及其制备方法，将现代预应力技术引入预制地下连续墙结构中，以提高地下连续墙的结构性能，并减少钢筋、混凝土用量，提高综合技术经济效益。

本发明的技术方案中，采用了建筑业+项推广新技术之一，有着广阔应用前景的现代结构技术——预应力技术，采用在地面预制的地下连续墙结构中放置预应力筋的方法，使之沿地下连续墙竖向建立预应力。

本发明选用的预应力筋的品种包括钢绞线、钢丝束和冷拉粗钢筋，预应力筋可以是有粘结的，也可是无粘结的。预应力筋的设置形式可以是交叉叠放的纵向U型设置，也可以是直线、曲线、弧线或其分层、分段组合的线型设置。预应力筋设置形式的选择可根据侧压力计算、内支撑情况和开挖深度等确定。

施加预应力的地下连续墙单幅预制过程步骤如下：

1、据工程设计图纸要求确定采用预应力筋的数量、位置、形状，并按照预制构件的工艺绑扎各类钢筋，预应力筋的预留孔道管也同时安装，如果是采用无粘结预应力筋则不需孔道管而直接绑扎安装。

2、配制、安装模板，固定预应力筋的固定端锚具、张拉端锚具锚垫板。

3、浇筑混凝土入模，预制地下连续墙成形。

4、当混凝土强度达到设计规定的强度后，用后张法千斤顶设备对预应力筋进行张拉作业，建立预应力。张拉应力的控制值按设计计算确定。

5、如是有粘结预应力则需对预应力筋孔道内压入水泥浆，否则，则可对外露的预应力锚具表面作防水处理，然后用混凝土封闭锚具端头。

6、将预制完的地下连续墙吊放进入预先开挖的地下槽段内即可。

本发明地下连续墙结构中采用的预应力张拉锚固可以是常见的各种预应力张拉锚固，要求对锚具端部进行较严密的防水、防腐处理，尤其是兼作地下室外墙时，然后用砼浇注包裹。

对钢绞线、钢丝束的预应力筋，可选用夹片式锚具作为张拉端锚具，固定端锚具可选用挤压式锚具或环形锚固方式，即将整根钢绞线由上端引入，通过墙底固定转180°回到上端，然后用锚具锚固。

本发明的预应力设计，可应用现行的结构设计规范进行结构计算，宜作为部分预应力设计，截面混合配筋。

地下连续墙预制时，预应力筋的绑扎、固定，以及砼浇筑后的张拉均同一般后张预应力砼结构施工，预制完成后，地下连续墙的起吊、插入地槽等工艺同普通预制地下连续墙工艺。预应力张拉可以在墙体砼强度达到规定的设计值后在地面张拉，也可在预制墙插入地槽后张拉，由设计确定。

本发明的预应力地下连续墙与常见的钢筋混凝土地下连续墙比较有如下的优点：

1、提高围护墙的抗弯刚度。建立了预应力的挡土围护墙会产生一定的平衡荷载来抵消部分侧向外荷载，故直观地可表现为墙体刚度的提高。

2、由于墙体刚度增加，可以减少基坑支撑的数量，加快基坑开挖及地下结构施工进度。

3、墙体刚度增加，在侧向外荷载和支撑相同的情况下，可减少墙体厚度，节省围护墙成本，包括降低混凝土上用量、降低用钢量、减少土方开挖量等。

4、当采用无粘结预应力筋时，底部环形锚固，并仅用基坑围护墙的场合，则在地下工程施工完后可将预应力筋回收重复利用，进一步降低成本。

5、预应力地下连续墙在侧向外荷载作用下，水平裂缝少，缝宽很小，墙体抗渗性提高；墙体变形恢复能力好，可兼作地下室结构外墙，不需另筑内衬墙。

6、通过曲线设置预应力之后产生反拱，可减少墙体侧向总的变形量，对保护周围邻近建筑物、地下管线有利。附图说明和具体实施方式：

为更好地理解本发明的技术方案，以下结合附图和实施例作进一步描述。

图1为本发明预应力筋采用U型设置的结构示意图。

如图所示，在预制连续墙的墙体2内有U型设置、交叉叠放的预应力筋1，在预应力筋1的上端有张拉端锚具3，采用环形锚固方式。

图2为本发明预应力筋采用线型设置的结构示意图。

如图所示，在预制连续墙的墙体2内有线型设置的预应力筋1，在预应力筋1的上端有张拉端锚具3，下端有固定端锚具4。

图3为本发明实施例1的预应力筋设置示意图。

在图3的实施例1中，在预制连续墙的墙体2内设置单层线型预应力筋1，在预应力筋1的上端有张拉端锚具3，下端有固定端锚具4。本实施例的线型为：三段抛物线加一段直线，适用于开挖深度小于7m，设一道内支撑5的基坑。

图中，P为预应力产生的端部压应力，Pe为预应力产生的端部弯矩，q为预应力筋产生的平衡载荷。

图4为本发明实施例2的预应力筋设置示意图。

如图4所示，实施例2设置单层预应力筋，线型为：一段抛物线，适用于开挖深度小于7m，设一道内支撑的基坑。

图5为本发明实施例3的预应力筋设置示意图。

如图5所示，实施例3设置单层预应力筋，线型为：三段抛物线，适用于开挖深度小于10m，设二道内支撑的基坑。

图6为本发明实施例4的预应力筋设置示意图。

如图6所示，实施例4设置双层预应力筋，线型为：外层筋1-1为三段抛物线加二段直线，内层筋1-2为一段直线，适用于开挖深度小于10m，设二～三道内支撑的基坑。

图7为本发明实施例5的预应力筋设置示意图。

如图7所示，实施例5设置双层预应力筋，线型为：外层筋、内层筋均为直线，适用于开挖深度较深，设多道内支撑的基坑。

Claims (4)

1、一种施加预应力的地下连续墙，其特征在于在预制连续墙的墙体(2)内设置预应力筋(1)，在预应力筋(1)的上端有张拉端锚具(3)，下端有固定端锚具(4)或采用环形锚固。

2、如权利要求1所说的一种施加预应力的地下连续墙，其特征在于墙体(2)内的预应力筋(1)为交叉叠放的纵向U型设置。

3、如权利要求1所说的一种施加预应力的地下连续墙，其特征在于墙体(2)内的预应力筋(1)为直线、曲线、弧线或其分层、分段组合的线型设置。

4、一种施加预应力的地下连续墙的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

1)按照预制构件的工艺绑扎各类钢筋，使之成U型设置或线型设置的预应力筋，预应力筋的预留孔道管也同时安装；

2)配制、安装模板，固定预应力筋的固定端锚具、张拉端锚具锚垫板；

3)浇筑混凝土入模，预制地下连续墙成形；

4)当混凝土强度达到设计规定的强度后，用后张法千斤顶设备对预应力筋进行张拉作业，建立预应力；

5)对预应力筋孔道内压入水泥浆，然后用混凝土封闭锚具端头，而对无粘结预应力则对外露的预应力锚具表面作防水处理，然后用混凝土封闭锚具端头。

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