CN111980046A - 一种地下连续墙及其施工方法 - Google Patents

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周基
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Abstract

本发明提供一种地下连续墙及其施工方法。所述地下连续墙包括水泥土止水帷幕、预应力管桩及装配式钢管构件，在水泥土止水帷幕中打入装配式钢管构件，预应力管桩设置在所述钢管构件单元内，所述钢管构件单元横截面上形成的闭合面的中心与所述预应力管桩的桩心重合。本发明具有施工工艺简单、施工进度快、建造成本低、止水效果好等特点，施工过程不产生泥浆等废弃物，适用于各类土质地基中兼作为地下室外墙的地下连续墙的深基坑支护工程。

Description

一种地下连续墙及其施工方法
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体为一种地下连续墙及其施工方法。
背景技术
地下连续墙作为截水、防渗、承重、挡水结构，广泛应用于地下工程施工。
现有技术中，地下连续墙的施工方法包括修筑导墙、挖槽、吊放钢筋笼和浇筑混凝土等几个步骤。具体为，在所定位置利用专门的挖槽机械和泥浆护壁，开挖出一定长度的深槽后，插入钢筋笼，并在充满泥浆的深槽中用导管法浇筑混凝土，最后把这些槽段用特制的接头相互连接起来，形成一道连续的地下现浇地下墙。
然而，现有的地下连续墙施工工艺存在施工难度大，产品造价高，施工废泥浆处理麻烦等问题。
发明内容
为了解决地下连续墙的上述问题，本发明提供一种地下连续墙及其施工方法，本发明施工简单、产品质量好、造价低，施工时不会产生废泥浆。
本发明采用的技术方案是：一种地下连续墙：包括水泥土止水帷幕、预应力管桩及装配式钢管构件，在水泥土止水帷幕中打入装配式钢管构件，预应力管桩设置在所述装配式钢管构件单元内，所述装配式钢管构件单元横截面上形成的闭合面的中心与所述预应力管桩的桩心重合。
上述的地下连续墙中，所述的装配式钢管构件相互连接形成连续的墙体，其包括多个构件单元，相邻所述构件单元通过子母扣件相互连接。
上述的地下连续墙中，所述的所述构件单元至少附带二个子扣件或二个母扣件，分别设置在构件单元的端头，所述子扣件为通过钢板连接在所述构件单元上的管状结构，所述母扣件为通过钢板连接在所述构件单元上的具有类似“8”字型空腔的凹槽结构，相邻所述构件单元通过所述管状结构套嵌入所述凹槽结构的空腔内实现相互连接。
上述的地下连续墙中，所述的构件单元横截面上形成的闭合面形状为正方形、矩形、曲边四边形、不等边四边形或圆形中的一种。
上述的地下连续墙中，所述的预应力管桩采用高强预应力混凝土管桩。
一种地下连续墙的施工方法，包括以下步骤：
将两个网架结构固定于地下连续墙放线位置的二侧，以实现对所述地下连续墙的导墙作用；
在所述地下连续墙的预设位置采用潜孔冲击高压旋喷桩工法设置一道水泥土止水帷幕；
在所述水泥土止水帷幕内的水泥土未凝结前，向所述水泥土止水帷幕内打入管桩和装配式钢管构件，装配式钢管构件相互连接形成的连续的墙体，其包括多个构件单元，相邻所述构件单元预先通过子母扣件相互连接；
在打完所有管桩和装配式钢管构件后，清理所述地下连续墙墙头表面浮浆，用水泥砂浆填实所述管桩的内腔。
本发明通过采用预制装配式的钢管构件，多个构件单元通过子母扣相互连接、水泥土止水帷幕及管桩三种不同类型的材料，虽然水泥土的强度较低，但其余二种材料的强度很高，通过合理调整预制装配式钢管单元的壁厚、以及高强预应力管桩的长度和桩径，可以通过优化设计获得工程结构需要的整体强度。本发明通过采用潜孔冲击高压旋喷桩工法设置水泥土止水帷幕，充分利用水泥土初凝前强度很低且成塑性流动状态的时间窗口，采用振动或静压的方式轻松打入高强预应力管桩和装配式钢管构件，施工速度快；此外水泥土与高强预应力管桩相结合组合成刚柔相济的复合桩，地下连续墙能够获得更高的地基承载力，该工法较其它工法如深层水泥搅拌桩等，具有速度快、施工质量好、成本低的优点，而且适用于各种复杂地层条件。
本发明采用的三种不同类型材料在地下空间不同深度进行合理的嵌合组合，使得地下连续墙产生自上而下刚度递减的效果，这与附加应力在地基中的传递分布规律相吻合，对材料利用实现了最优化组合，无需使用昂贵的挖槽机械挖槽，也无需采用泥浆护壁，避免了挖槽引起的地面沉降和地面侧向位移问题，也避免了施工后期废泥浆的处理问题。
附图说明
图1是本发明的结构平面示意图。
图2是本发明中图1的结构剖面示意图。
图3是本发明的施工方法流程图。
附图说明标记：
1、钢管构件；10、构件单元；20、管桩；30、水泥土止水帷幕；11、子扣件；12、母扣件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、2所示，本发明包括水泥土止水帷幕30、预应力管桩20及装配式钢管构件1，在水泥土止水帷幕中打入装配式钢管构件1，预应力管桩20设置在所述钢管构件单元10内，所述钢管构件单元10横截面上形成的闭合面的中心与所述预应力管桩20的桩心重合。
钢管构件1采用装配式结构，在打入前就已经在工厂预制好的钢管构件1，施工前先对装配式钢管构件1的外表面进行防锈处理并对坑内方向的侧表面涂隔离剂。通过采用装配式的钢管构件1结构作为地下连续墙的加强筋，相比钢筋笼的结构，结构简单且具有更好的强度，另外该钢管构件1结构便于与管桩20进行配合使用，以进一步提高墙体的承载力。
钢管构件1采用多个构件单元10组装的结构形式，构件单元10可设置有几种不同的形式，通过多个构件单元10相互连接可实现不同形状的钢管构件1的搭建，以满足不同地下连续墙体的形状要求。而且构件单元10批量加工可减少制作难度。
构件单元10的横截面上形成的闭合面可以为正方形、矩形、曲边四边形、不等边四边形或圆形中的一种，本实施例中以构件单元10的横截面的闭合面为正方形为例进行说明，如图1所示为钢管构件1的一部分横截面结构，包括相邻的两个构件单元10，两个构件单元10的横截面上的闭合面可以是正方形，在其中一个构件单元10（图示的左侧）的正方形截面的四个边上分别设置一个向外延伸的钢板，其中两个钢板平行设置在正方形截面的右侧，另外两个钢板平行设置在正方形截面的下侧，两钢板之间的间距与正方形的边长相同，其中钢板向构件单元10的埋至深度方向延伸，在右侧的两个钢板的端部分别设置一个沿着钢板长度方向延伸的子扣件11，该子构件可以设置为管状结构，例如可采用钢管，该管状结构的管口朝上设置，在另外两个钢板上分别设置有母扣件12，该母扣件12为带有“8”字型空腔的凹槽结构，该母扣件12沿钢板长度设置；同样的，在另一个构件单元10（图示的右侧）的正方形截面的四个上下两个边上分别设置朝左侧延伸的两个钢板和朝右侧延伸设置的两个钢板，在左侧的两个钢板端部分别设置有母扣件12，在右侧两个钢板上分别设置有子扣件11。
通过将构件单元10的子扣件11与相邻构件单元10中母扣件12相扣合实现连接，多个构件单元10之间相互连接形成完整的钢管构件1，具体为管状结构嵌入在“8”字型空腔的凹槽结构其中一个容纳腔内，采用构件单元10的结构形式可便于组装成不同形状大小的钢管构件1，以满足不同连续墙的形状需求。
钢管单元截面单元的正方形边长可以为0.6~2.0m，构件单元10的纵向高度可以为10.0~30.0m，可选地，在每个构件单元10的侧面在子扣件11或母扣件12的中间焊接带有圆孔的小钢板作为耳环便于施工时起吊。钢管构件1为通过钢管相互连接形成的框架结构，其包括多个构件单元10，相邻所述构件单元10通过子母扣件相互连接。
本发明的施工方法为：
S1：将两个网架结构固定于地下连续墙放线位置的二侧，以实现对地下连续墙的导墙作用；
S2：在地下连续墙的预设位置采用潜孔冲击高压旋喷桩工法设置一道水泥土止水帷幕；
S3：在水泥土止水帷幕内的水泥土未凝结前，向水泥土止水帷幕内打入管桩20和钢管构件1，在钢管构件1打入水泥土止水帷幕30内后依次向各所述子扣件11的钢管结构内注入水泥浆，直至浆液从与子扣件11相扣合的所述母扣件12的凹槽结构中溢出，管桩20的埋置深度大于水泥土止水帷幕30的埋置深度，水泥土止水帷幕30的埋置深度又大于钢管构件1构成的埋置深度，使得地下空间产生自上而下刚度递减效果。
S4：在打完所有管桩20和装配式钢管构件1后，清理所述地下连续墙墙头表面浮浆，用水泥砂浆填实所述管桩20的内腔。
本发明通过采用预制装配式的钢管构件1、水泥土止水帷幕30及高强预应力的管桩20三种不同类型材料在地下空间组合而成，通过采用潜孔冲击高压旋喷桩工法设置水泥土止水帷幕30。充分利用水泥土初凝前强度很低且成塑性流动状态的时间窗口，采用振动或静压的方式轻松打入高强预应力管桩20和装配式钢管构件1，施工速度快；此外水泥土与高强预应力管桩20相结合组合成刚柔相济的复合桩，地下连续墙能够获得更高的地基承载力。通过采用预制装配式的钢管构件1、水泥土止水帷幕30及管桩20三种不同类型的材料，虽然水泥土的强度较低，但其余二种材料的强度很高，通过合理调整预制装配式钢管单元的壁厚、以及高强预应力管桩20的长度和桩径，可以通过优化设计获得工程结构需要的整 体强度。

Claims (6)

1.一种地下连续墙，其特征在于，包括水泥土止水帷幕、预应力管桩及装配式钢管构件，在水泥土止水帷幕中打入装配式钢管构件，预应力管桩设置在所述装配式钢管构件单元内，所述装配式钢管构件单元横截面上形成的闭合面的中心与所述预应力管桩的桩心重合。
2.根据权利要求1所述的地下连续墙，其特征在于：所述的装配式钢管构件为通过钢管相互连接形成的框架结构，其包括多个构件单元，相邻所述构件单元通过子母扣件相互连接。
3.根据权利要求2所述的地下连续墙，其特征在于：所述构件单元至少附带二个子扣件或二个母扣件，分别设置在构件单元的端头，所述子扣件为通过钢板连接在所述构件单元上的管状结构，所述母扣件为通过钢板连接在所述构件单元上的具有类似“8”字型空腔的凹槽结构，相邻所述构件单元通过所述管状结构套嵌入所述凹槽结构的空腔内实现相互连接。
4.根据权利要求3所述的地下连续墙，其特征在于：所述构件单元横截面上形成的闭合面形状为正方形、矩形、曲边四边形、不等边四边形或圆形中的一种。
5.根据权利要求1所述的地下连续墙，其特征在于：所述预应力管桩采用高强预应力混凝土管桩。
6.一种地下连续墙的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
将两个网架结构固定于地下连续墙放线位置的二侧，以实现对所述地下连续墙的导墙作用；
在所述地下连续墙的预设位置采用潜孔冲击高压旋喷桩工法设置一道水泥土止水帷幕；
在所述水泥土止水帷幕内的水泥土未凝结前，向所述水泥土止水帷幕内打入管桩和装配式钢管构件，装配式钢管构件相互连接形成连续的墙体，其包括多个构件单元，相邻所述构件单元预先通过子母扣件相互连接；
在打完所有管桩和装配式钢管构件后，清理所述地下连续墙墙头表面浮浆，用水泥砂浆填实所述管桩的内腔。
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