CN111827265A - 一种型钢混凝土地下连续墙构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，包括单片型钢混凝土地下连续墙及单片型钢混凝土地下连续墙交接部位的钢角柱，所述单片型钢混凝土地下连续墙包括连续排布翼缘焊有钢插槽的工字钢及插在相邻钢插槽间的外钢插板和内钢插板，相邻工字钢与其间的外钢插板和内钢插板围合成单幅钢箱，单幅钢箱内浇注有混凝土。施工时钢角柱及组成钢箱的工字钢、内钢插板、外钢插板均竖向分段，以振动机械振入土体后各自焊连，形成钢箱，再将钢箱内土体粉碎、泥浆置换、灌注混凝土。本发明取消了传统地下连续墙先期、后期必做的工艺步骤；连续施作，完整成型，质量优良；可采用小型施工机具施作；工期大为缩短，施工不利影响大为减少，经济社会效益显著。

Description

一种型钢混凝土地下连续墙构建方法

技术领域

本发明涉及一种型钢混凝土地下连续墙构建方法。

背景技术

地下连续墙是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（实际分A、B段间隔施工），在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。地下连续墙普遍适用于建造地下建、构筑物，国内一年完成的墙体面积达百万平米以上，几乎所有的地铁车站均采用地下连续墙。

地下连续墙施工主要工艺流程为：槽壁加固、浇注导墙、泥浆护壁、成槽施工、水下灌注混凝土、墙段接头处理等。具体工艺功能为：

1、槽壁加固。软土地区为提高成槽质量，防止成槽时槽壁塌陷，将地下连续墙内外侧土体先期施作加固。

2、导墙。导墙通常为就地灌注的钢筋混凝土结构。主要作用是：保证地下连续墙设计的几何尺寸和形状；容蓄部分泥浆，保证成槽施工时液面稳定；承受挖槽机械的荷载，保护槽口土壁不破坏，并作为安装钢筋骨架的基准。

3、泥浆护壁。通过泥浆对槽壁施加压力以保护挖成的深槽形状不变，灌注混凝土把泥浆置换出来。

4、成槽施工。使用成槽的专用机械有：旋转切削多头钻、导板抓斗、冲击钻等。

5、水下灌注混凝土。采用导管法按水下混凝土灌注法进行。

6、墙段接头处理。地下连续墙是由许多墙段拼组而成，为保持墙段之间连续施工，接头采用锁口管工艺，也有根据墙体结构受力需要而设置刚性接头的，以使先后两个墙段联成整体。

工程中不可忽缺的地下连续墙，其几十年来不变的施工工艺具有如下问题：1）、泥浆护壁，分段施工。这就必然地容易导致出现墙段质量问题和相邻墙段不能对齐、漏水问题；2）、一些特殊的地质条件下（如软土、含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大，工效低；3）、工序多，造价高，工期长。先期做槽壁加固、做导墙，再浇注墙段本体，后期做墙段接头位置止水。因为接头位置漏水问题，几乎所有地铁车站外墙都是叠合墙（即在已施工的地下连续墙内再贴墙浇捣一层钢筋混凝土墙），其它工程所用的地下连续墙要么是叠合墙，要么是复合墙（即在已施工的地下连续墙内再砌筑一层砖墙），并且所有地连墙接头位置外侧（迎土侧）要做高压旋喷桩止水，而高压旋喷桩的质量堪忧，长期效用几乎为零。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是：现有地下连续墙施工方法施工效率低；工艺质量差，可靠性差；造价高，施工对周边影响大。

本发明的具体实施方案是：一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，所述型钢混凝土地下连续墙包括单片型钢混凝土地下连续墙及位于单片型钢混凝土地下连续墙交接部位与单片型钢混凝土地下连续墙连接的钢角柱，所述单片型钢混凝土地下连续墙包括连续排布翼缘焊有钢插槽的工字钢及插在相邻工字钢钢插槽间的外钢插板和内钢插板，相邻所述工字钢与其之间的外钢插板、内钢插板围合成单幅钢箱，单幅钢箱内浇注有混凝土；

所述型钢混凝土地下连续墙施工方法包括以下工作步骤：

1）在单片型钢混凝土地下连续墙交接部位打设钢角柱，钢角柱沿竖向分为若干节段，以吊车吊起，用振动锤将其振入土体，每节段焊接连接；

2）沿各单片型钢混凝土地下连续墙走向打设工字钢，工字钢沿竖向分为若干节段，以吊车吊起，用振动锤将其振入土体，竖向相邻节段工字钢焊接连接；

3）同一个工字钢的翼缘上钢插槽槽口背向设置，在相邻工字钢的两侧槽口相向的钢插槽间分别打入外钢插板、内钢插板，外钢插板及内钢插板沿竖向分为若干节段，以吊车吊起，用振动锤将其振入土体，竖向相邻节段焊接连接；

完成前述步骤后，即形成了连续的单幅钢箱；

4）以机械设备，粉碎各单幅钢箱及钢角柱内土体，形成泥浆；

5）在各单幅钢箱及钢角柱内进行泥浆置换；

6）在各单幅钢箱及钢角柱内灌注混凝土。

优选的，所述钢角柱由钢板或型钢与钢板焊接围合而成，钢角柱的外周面焊有与相邻的工字钢上钢插槽对应相向设置的角柱钢插槽，所述角柱钢插槽与相邻工字钢的钢插槽之间插入有位于外侧的外钢插板和位于内侧的内钢插板。

优选的，所述工字钢为钢格构柱或单根型材，所述工字钢各节段横截面高度相同，所述钢插槽各节段横截面高度相同。

优选的，所述钢角柱、外钢插板和内钢插板各节段的外边缘保持平齐。

优选的，单幅钢箱、钢角柱内土体采用冲、钻孔机、旋挖机、螺杆桩机、搅拌桩机、双轮铣中的一种或多种机械进行粉碎；或采用高压水直冲、高压旋喷桩旋喷水进行粉碎，或机械和水力联合粉碎。

优选的，所述单幅钢箱内混凝土灌注的深度大于或等于构成单幅钢箱的工字钢入土深度，所述单幅钢箱内工字钢入土深度大于或等于构成单幅钢箱的外钢插板和内钢插板入土深度。

优选的，在单幅钢箱内插放有钢筋笼，钢筋笼插放在混凝土浇注之前或混凝土浇注后初凝前进行。

优选的，在型钢混凝土地下连续墙顶设有钢筋混凝土冠梁，在浇捣冠梁前，将工字钢的钢插槽与插入其中的外钢插板和内钢插板在顶部焊接，若单幅钢箱内未置放钢筋笼，则在灌注钢箱内混凝土时在顶部混凝土中留设插筋，若单幅钢箱内置放有钢筋笼，将钢筋笼与外钢插板和内钢插板在顶部通过辅助筋焊接连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、取消了传统地下连续墙先期常作的槽壁加固和导墙，取消了传统地下连续墙后期必做的止水，包括叠合墙、复合墙、迎土侧高压旋喷桩等，工期约为常规工期一半，效率极大提高，施工对城市的不利影响大为减少；2、地下连续墙连续施作，完整成型，避免了传统地下连续墙一幅一幅施工、跳跃施工必然造成的墙幅之间质量问题；3、在内、外钢插板间浇捣的地下连续墙质量优良，远胜传统地下连续墙浇捣质量；4、可采用小型施工机具施作，对施工作业场地要求，对租赁和使用大型机械的要求降低，节省了造价和租金；4、降低了造价，缩短了工期，减少了风险和对社会的不利影响，经济、社会效益显著。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明钢插槽与工字钢结合大样图。

图3为本发明钢角柱横截面大样图。

图中：1、工字钢；2、钢插槽；3、外钢插板；31、内钢插板；4、钢筋笼；5、混凝土；6、钢角柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1～3所示，一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，型钢混凝土地下连续墙包括单片型钢混凝土地下连续墙及位于单片型钢混凝土地下连续墙交接部位与单片型钢混凝土地下连续墙连接的钢角柱6，所述单片型钢混凝土地下连续墙包括连续排布翼缘焊有钢插槽2的工字钢1及插在相邻工字钢钢插槽2间的外钢插板3和内钢插板31，相邻所述工字钢1与其之间的外钢插板3、内钢插板31围合成单幅钢箱，单幅钢箱内浇注有混凝土5；

型钢混凝土地下连续墙施工方法包括以下工作步骤：

1）在单片型钢混凝土地下连续墙交接部位打设钢角柱6，钢角柱由钢板或型钢与钢板焊接围合而成，钢角柱沿竖向分为若干节段，以吊车吊起，用振动锤将其振入土体，竖向相邻节段钢角柱焊接连接；

2）沿各单片型钢混凝土地下连续墙走向打设工字钢1，工字钢间距可以视每幅单片墙长度不同间距不同，也可以在同一片墙内按设计要求不均匀布置，工字钢沿竖向分为若干节段，以吊车吊起，用振动锤将其振入土体，竖向相邻节段工字钢焊接连接；

3）所述工字钢1各个翼缘的两端固定有钢插槽2，同一个翼缘上钢插槽槽口背向设置，在相邻工字钢1的两侧槽口相向的钢插槽2间分别打入外钢插板3、内钢插板31，外钢插板及内钢插板沿竖向分为若干节段，以吊车吊起，用振动锤将其振入土体，竖向相邻节段的外钢插板3、内钢插板31焊接连接。

完成前述步骤后，即形成了连续的单幅钢箱；

4）采用冲、钻孔机、旋挖机、螺杆桩机、搅拌桩机、双轮铣或其它机械中的一种或多种机械；或采用高压水直冲、高压旋喷桩旋喷水；或机械和水力联合粉碎各个钢箱内及钢角柱内土体，形成泥浆；

5）在各单幅钢箱及钢角柱内进行泥浆置换；

6）在各单幅钢箱及钢角柱内灌注混凝土5。在单幅钢箱内视需要插放有钢筋笼4，钢筋笼4插放可以在混凝土5浇注之前或混凝土浇注后初凝前进行。

工字钢1可以是钢格构柱，也可以是单根型材，为保持地下连续墙厚度上下一致，工字钢1各节段横截面高度保持不变，所述钢插槽2各节段横截面高度保持不变。

钢角柱6的外周面焊有与相邻的工字钢1上钢插槽2对应相向设置的角柱钢插槽2，所述角柱钢插槽2与相邻工字钢1的钢插槽2之间插入外钢插板3和内钢插板31。

钢角柱6、工字钢1、外钢插板3和内钢插板31总长度和沿竖向划分的各节段所用材料规格根据力学需求确定，所述钢角柱6、外钢插板3和内钢插板31各节段的外边缘保持平齐。

单幅钢箱内混凝土5灌注的深度大于或等于构成单幅钢箱的工字钢1入土深度，所述单幅钢箱内工字钢1入土深度大于或等于构成单幅钢箱的外钢插板3和内钢插板31入土深度。地下连续墙通常有受力和止水帷幕功能，当墙深处只需要止水而不需要受力时，可以在钢箱内按需要往深处取土并浇注混凝土。和传统的地下连续墙工艺相比，本发明将传统施作工艺的槽壁加固、不设模板改为设置钢模板（即内、外钢插板），钢模板深度可以只设到地下结构体底板下，一方面切实提高了地下连续墙墙身质量（模板作用），另一方面钢模板可以作为永久结构的一部分参与地下连续墙受力，此时传统地下连续墙因受力需要而设置的大直径、很重的钢筋笼可以大为瘦身，为此所采用的吊装机具等即可以小型化。

在型钢混凝土地下连续墙顶设有钢筋混凝土冠梁，在浇捣冠梁前，将工字钢1的钢插槽2与插入其中的外钢插板3和内钢插板31在顶部焊接，若单幅钢箱内未置放钢筋笼4，则在灌注钢箱内混凝土5时在顶部混凝土中留设插筋，若单幅钢箱内置放有钢筋笼4，则将钢筋笼4与外钢插板3和内钢插板31在顶部通过辅助筋焊接连接。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，其特征在于，所述型钢混凝土地下连续墙包括单片型钢混凝土地下连续墙及位于单片型钢混凝土地下连续墙交接部位与单片型钢混凝土地下连续墙连接的钢角柱，所述单片型钢混凝土地下连续墙包括连续排布翼缘焊有钢插槽的工字钢及插在相邻工字钢钢插槽间的外钢插板和内钢插板，相邻所述工字钢与其之间的外钢插板、内钢插板围合成单幅钢箱，单幅钢箱内浇注有混凝土；

所述型钢混凝土地下连续墙施工方法包括以下工作步骤：

1）在单片型钢混凝土地下连续墙交接部位打设钢角柱，钢角柱沿竖向分为若干节段，以吊车吊起，用振动锤将其振入土体，每节段焊接连接；

2）沿各单片型钢混凝土地下连续墙走向打设工字钢，工字钢沿竖向分为若干节段，以吊车吊起，用振动锤将其振入土体，竖向相邻节段工字钢焊接连接；

3）同一个工字钢的翼缘上钢插槽槽口背向设置，在相邻工字钢的两侧槽口相向的钢插槽间分别打入外钢插板、内钢插板，外钢插板及内钢插板沿竖向分为若干节段，以吊车吊起，用振动锤将其振入土体，竖向相邻节段焊接连接；

完成前述步骤后，即形成了连续的单幅钢箱；

4）以机械设备，粉碎各单幅钢箱及钢角柱内土体，形成泥浆；

5）在各单幅钢箱及钢角柱内进行泥浆置换；

6）在各单幅钢箱及钢角柱内灌注混凝土。

2.根据权利要求1所述的一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，其特征在于，所述钢角柱由钢板或型钢与钢板焊接围合而成，钢角柱的外周面焊有与相邻的工字钢上钢插槽对应相向设置的角柱钢插槽，所述角柱钢插槽与相邻工字钢的钢插槽之间插入有位于外侧的外钢插板和位于内侧的内钢插板。

3.根据权利要求1所述的一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，其特征在于，所述工字钢为钢格构柱或单根型材，所述工字钢各节段横截面高度相同，所述钢插槽各节段横截面高度相同。

4.根据权利要求1所述的一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，其特征在于，所述钢角柱、外钢插板和内钢插板各节段的外边缘保持平齐。

5.根据权利要求1所述的一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，其特征在于，单幅钢箱、钢角柱内土体采用冲、钻孔机、旋挖机、螺杆桩机、搅拌桩机、双轮铣中的一种或多种机械进行粉碎；或采用高压水直冲、高压旋喷桩旋喷水进行粉碎，或机械和水力联合粉碎。

6.根据权利要求1所述的一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，其特征在于，所述单幅钢箱内混凝土灌注的深度大于或等于构成单幅钢箱的工字钢入土深度，所述单幅钢箱内工字钢入土深度大于或等于构成单幅钢箱的外钢插板和内钢插板入土深度。

7.根据权利要求1所述的一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，其特征在于，在单幅钢箱内插放有钢筋笼，钢筋笼插放在混凝土浇注之前或混凝土浇注后初凝前进行。

8.根据权利要求1所述的一种型钢混凝土地下连续墙构建方法，其特征在于，在型钢混凝土地下连续墙顶设有钢筋混凝土冠梁，在浇捣冠梁前，将工字钢的钢插槽与插入其中的外钢插板和内钢插板在顶部焊接；若单幅钢箱内未置放钢筋笼，则在灌注钢箱内混凝土时在顶部混凝土中留设插筋，若单幅钢箱内置放有钢筋笼，将钢筋笼与外钢插板和内钢插板在顶部通过辅助筋焊接连接。

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