CN112301998A - 一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对深大基坑，是一种在开挖的地下连续墙基槽中采用预制构件进行拼接并结合局部(预制构件接头处)现浇钢筋砼形成新型地下连续墙的施工方法。本发明中的预制构件按设计要求采用工厂标准化生产，可保证施工质量，预制构件之间采用现浇钢筋砼进行连接，共同形成整体地下连续墙围护结构。该发明方法具有地下连续墙施工速度快、结构质量有保证、抗渗能力强、造价低廉等显著优点。

Description

一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙施工方法

技术领域

本发明是一种用于深基坑围护工程中的全新的地下连续墙建造方法-预制钢筋砼拼接式地下连续墙施工方法。该方法可解决现行传统地下连续墙施工工艺复杂、功效低、造价高、接头易漏水、产生泥浆污染的问题。

背景技术

随着城市地下空间的不断开发，地下工程开挖越来越深，对基坑围护墙的要求也越来越高。作为现行深大复杂基坑中应用较为广泛的围护桩墙-地下连续墙，其在基坑围护中具有适应性强、对周边环境影响小、安全性高等优点；但传统的地下连续墙在施工时也存在较多不足，主要表现在：施工工序复杂、施工技术要求高、造价昂贵等，而且在施工中会产生大量的泥浆，对环境造成污染。

如何改变现行传统地下连续墙技术施工速度慢、技术要求高、造价昂贵、产生泥浆污染的现状，研发全新的地下连续围护墙施工技术势在必行。

发明内容

为解决上述传统地下连续墙存在的缺陷，发明了一种用于基坑围护工程中全新的地下连续墙施工方法。

本发明针对深大基坑，是一种在开挖的地下连续墙基槽中采用预制构件进行拼接并结合局部(预制构件接头处)现浇钢筋砼形成新型地下连续墙的施工方法。本发明中的预制构件按设计要求采用工厂标准化生产，可保证施工质量，预制构件之间采用现浇钢筋砼进行连接，共同形成整体地下连续墙围护结构。

本发明的有益效果是：

1、本发明中的新型地下连续墙预制构件在工厂采用标准化生产，可更好的保证结构质量，保证基坑安全。

2、地下连续墙预制构件接头处采用下放钢筋笼并浇筑砼进行地下连续墙预制构件之间的连接，可显著提高地下连续墙接头处连接质量和接头处的抗渗等级，满足地下工程需要。

3、本发明中的地下连续墙预制构件可做成带肋的结构形式，拼接浇筑形成带肋式整体地下连续墙结构，增强地下连续墙结构的抗弯剪能力。

4、本发明中的地下连续墙预制墙板构件可制作成空腔式，中部空腔构造可在满足地下连续墙围护结构受力要求的前提下，减小构件生产中砼及钢筋的用量，降低工程造价。

5、本发明中的地下连续墙预制构件空腔内可浇筑低标号砼或投入砂石料及水泥浆液用以增强地下连续墙的整体刚度，并降低工程造价。

附图说明

图1.1为无空腔地下连续墙预制构件图；图1.2为单空腔地下连续墙预制构件图；图1.3为多空腔地下连续墙预制构件图。

图2.1为无空腔带肋式地下连续墙预制构件图；图2.2为单空腔带肋式地下连续墙预制构件图；图2.3为多空腔带肋式地下连续墙预制构件图。

图3为地下连续墙转角处预制拼接接头构件图。

图4.1为预制拼接式地下连续墙正立面图；图4.2为预制拼接式地下连续墙侧立面图；图4.3为预制构件侧壁开孔的预制拼接式地下连续墙正立面图。

图5.1为地下连续墙成槽机成槽示意图；图5.2为吊装上下节预制构件及连接后植入地下连续墙沟槽示意图；图5.3是各幅预制构件相交接头圆状空腔进行高标号砼浇筑示意图；图5.4是各幅预制构件自身空腔及二壁间空隙内加灌低标号砼或投入砂石加注水泥浆加固施工示意图。

图6.1为地下连续墙预制构件接头平面图；图6.2为接头浇筑剖面图示意。

图7.1为上、下节地下连续墙预制构件接头正立面图；图7.2为上、下节地下连续墙预制构件接头侧立面图。

图8为侧壁预留孔洞的预制构件拼接形成的地下连续墙平面图。

图9.1为地下连续墙预制构件接头预留注浆孔平面示意图；图9.2为地下连续墙预制构件接头预留注浆孔立面图。

图10.1～图10.4为不同拼接方式及不同基坑形状条件下形成的不同类型的拼接式地下连续墙平面图。

图11.1～图11.5为不同拼接方式及不同基坑形状条件下形成的不同类型的带肋式拼接式地下连续墙平面图。

图中：1-无空腔地下连续墙预制构件，2-单空腔地下连续墙预制构件，3-多空腔地下连续墙预制构件，4-预制构件箍筋，5-预制构件纵向主筋，6-地下连续墙预制构件中部空腔，7-预制构件凹槽端部预留注浆孔，8-接头处钢筋笼，9-接头处浇筑的高标号砼，10-预制构件中部空腔内浇筑的低标号砼，11-无空腔带肋式地下连续墙预制构件，12-单空腔带肋式地下连续墙预制构件，13-多空腔带肋式地下连续墙预制构件，14-地下连续墙预制转角接头构件，15-浇筑砼用导管，16-基坑内侧，17-基坑外侧，18-地下连续墙预制构件接头处上部构件锚筋，19-地下连续墙预制构件接头处下部构件锚筋，20-地下连续墙预制构件接头处上部构件预埋件，21-地下连续墙预制构件接头处下部构件预埋件，22-地下连续墙预制构件接头处上部构外贴加强钢板，23-地下连续墙预制构件接头处涂抹粘合剂，24-地下连续墙预制构件接头上下部预埋件贴角焊缝，25-地下连续墙预制构件上部构件接头处预留孔洞，26-地下连续墙预制构件下部构件接头处预留孔洞，27-地下连续墙预制构件接头处定位抗剪锚杆；28-出浆口软塞；29-成槽机；30-吊机；31-高频振动头；32-上下节地下连续墙预制墙板构件插钢棍防止下沉；33-上下节地下连续墙预制墙板构件连接；34-第一组拼接头空腔浇筑砼完成；35-预制购件内空腔浇筑砼或对泥浆加固；36-每组地下连续墙预制墙板3N5并且底部浇灌砼固定；37-该组地下连续墙预制墙板二次浇灌砼至顶；38-边浇灌砼边提升导管；39-向下输送浇灌砼；40-注浆逐步向上挤土；41-浇灌砼逐渐上升。

a1-为地下连续墙上部预制构件；a2-为地下连续墙中部预制构件；a3-为地下连续墙下部预制构件；b-为地下连续墙预制构件背离基坑侧侧壁开孔；c-基坑坑底线；d-±0.00线；e-成槽宽；f-预制地连墙宽。

具体实施方式

本发明的具体实施方式方法如下：

1、预制厂内按设计要求将单节地下连续墙预制构件生产成接头呈凹槽形的构件(图1.1～图1.3)，每节地下连续墙预制构件的宽度、厚度根据基坑围护设计要求确定，长度可根据基坑围护设计要求及场地、机械设备吊装条件确定，一般不超过17m；地下连续墙预制构件采用高强度砼浇筑、蒸汽养护完成。

2、按基坑围护设计要求，采用常规的地下连续墙成槽机采用泥浆护壁方法沿拟开挖基坑周边分段施工地下连续墙沟槽(图5.1)，分段长度为设计一幅地下连续墙宽度，地下连续墙沟槽宽度D＝地下连续墙预制构件宽度d+10cm，以便于预制构件在地下连续墙沟槽中的吊装安放。

3、采用吊机、卷扬机等机械设备将单节地下连续墙预制构件吊入施工完成的地下连续墙沟槽中，将预制构件下沉至设计标高。

1)若设计地下连续墙深度大，地下连续墙沟槽中的泥浆浮力大，预制构件难以靠自重下沉至设计标高，可采用振动锤辅助将预制构件下沉至设计标高(图5.2)。

2)地下连续墙设计深度较大时，单节预制构件长度无法满足要求，需采用多节预制构件拼接方可满足要求，上下节预制构件之间采用预埋件焊接或栓接连接以达到设计要求长度；若基坑开挖深度大，基坑开挖深度范围内土层含水量高、透水性强，且上下节地下连续墙预制构件接头处位于坑底位置以上，需对上下节预制构件接头处作防水处理后，再将连接好的预制构件下沉至设计标高。

3)每节地下连续墙预制构件是分节植入地下连续墙沟槽中的，上节地下连续墙预制构件下沉至一定深度后，在预留孔洞内插入对准抗剪锚筋，同时在接头处涂抹粘接剂，吊装上节地下连续墙预制构件，通过插入对准销杆进入上节接头处预留的孔洞，对齐上下节地下连续墙预制构件，然后根据设计要求对上下接头的预埋钢板进行剖口焊接，再在上下地下连续墙预制构件的接头钢板外贴加强钢板进行周边满焊完成对接(图7.1～图7.2)。

4、一幅地下连续墙预制构件下沉至设计标高后，沿开挖形成的地下连续墙沟槽中心线，植入下一幅地下连续墙预制构件，地下连续墙预制构件植入时，与前一幅地下连续墙预制构件接头处应严格对齐；整幅地下连续墙预制构件拼接完成并下沉至设计标高且与前幅地下连续墙预制构件严格对齐后，在两幅地下连续墙预制构件接头空腔内下放制作好的地下连续墙预制构件接头钢筋笼至设计标高，钢筋笼的配筋量根据设计地下连续墙的受力需要设置，通过地下连续墙预制构件上预留的注浆孔，采用常规下放导管的形式，由下至上浇筑较高标号的砼材料，砼标号以C40～C50为宜，完成两幅地下连续墙预制构件之间的连接(图6.1～图6.2)。

5、组合式地下连续墙预制构件单元内部空腔充满泥浆且预制构件与地下连续墙沟槽槽壁之间的空隙也充满泥浆，为增强拼接式地下连续墙的整体抗弯剪能力，使地下连续墙槽壁紧贴保证围护墙功能的正常发挥，应对这些空腔和空隙进行加固处理(图5.4)，具体实施方式如下：

1)采用浇筑低标号砼填充空腔和空隙方法：

(1)将浇筑砼用的导管下放至地下连续墙预制构件的底部；

(2)将低标号砼通过导管浇筑至空腔内部，边浇筑边提升导管，底板浇筑的砼挤开充满在空腔和空隙中的泥浆，边浇筑砼边提升导管，直至上升到墙顶部；

(3)低标号砼的强度等级依据设计要求可以在C10-C20间取值。

2)采用投入砂石结合水泥灌注浆方法：

(1)将导管从地下连续墙预制构件的空腔下放至墙底附近，同时将带有振动棒的注浆管也下沉至墙底；

(2)边在导管内不断输入砂石并提升导管，边通过注浆管高压注入水泥浆，同时开动振动棒振捣上升，将泥浆、砂石、水泥浆充分振捣混合，凝结形成满足设计要求的加固体；

(3)导管的提升速度根据水泥砂石混合体的砂石掺量体积比例决定，砂石体积掺量一般在20％-50％间取值，根据设计确定投入砂石的比例、空腔和壁间孔隙体积，可方便定出掺入砂石体积数，然后根据导管每分钟输送量确定导管的提升速度；

(4)水泥浆高压注浆管的提升速度依据掺入水泥的量决定，注入的水泥量通常控制在20％-40％间(占空腔和二壁孔隙内泥浆重量，泥浆的重量按13-15kN/m³计)，水泥浆的水灰比控制在0.5-0.8间；如此决定的每幅预制构件单元的水泥注浆量，就可方便确定出水泥浆管的上拔和振动棒振捣的速度，高压水泥注浆和震捣可以逐渐一次提升法；也可每提升一米停止上拔并原位振动1-2分钟，如此一升一停上升法；也可提升二米反插一米上升法；

(5)为确保地下连续墙预制构件与沟槽槽壁之间的空隙填充密实，必要时可对每幅地下连续墙预制构件单元的侧壁进行二次压力水泥注浆，以确保地下连续墙侧壁与土体的紧密相连。

3)采用投入化学固化剂方法：

将带有搅拌叶片的化学固化剂注浆管逐个伸入到地下连续墙预制构件空腔底部，按设计要求将固化剂采用压力注浆的形式注入空腔內泥浆中，按设计要求的注浆管提升速度，边注边搅边提升，完成泥浆的固化；化学固化剂的配比根据产品使用说明由现场试验确定。

6、对接头进行压力抗渗灌浆

对抗渗要求高的重要工程，完成上述工序后可对各地下连续墙预制构件在接头处预埋注浆管进行压力注浆，提高接头处的抗渗质量。

7、按照上述施工顺序完成下一幅地下连续墙预制构件的施工，依次完成整个项目地下连续墙结构的施工。

8、为增强地下连续墙的整体刚度，在不加大地下连续墙宽度的情况下，可将地下连续墙设计施工形成带肋式地下连续墙结构，具体实施方式如下：

1)将部分单节地下连续墙预制构件设计制作成带肋形式；带肋式地下连续墙预制构件尺寸根据基坑设计要求确定生产制作。将地下连续墙沟槽开挖成背离基坑侧带突出肋槽的形式，沟槽宽度D＝地下连续墙预制构件宽度d+10cm，相邻突出肋槽的间距按设计的地下连续墙的刚度要求确定。

2)地下连续墙撑槽机在设计带肋位置横向切割或搅拌开挖土体，形成带肋式地下连续墙沟槽，之后将带肋式地下连续墙预制构件(图2.1、图2.2、图2.3)按上述3～7的步骤进行施工，形成刚度增大的带肋式地下连续墙结构。

本发明中的地下连续墙沟槽也可采用双轮铣深搅法和TRD渠式切割法成槽，然后参照上述实施步骤形成预制拼接式地下连续墙。

Claims (11)

1.一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：

1)采用地下连续墙成槽机械按设计要求分段开挖地下连续墙沟槽，采用吊机等机械设备将单节地下连续墙预制构件吊装、安放至开挖完成的地下连续墙沟槽中，安放过程中做好上、下节地下连续墙预制构件之间的连接，上、下节之间连接完成后，继续下沉，直至下沉至设计标高，完成一幅地下连续墙预制构件的下沉安放工作；

2)前一幅地下连续墙预制构件下沉安放完成后，按1)中操作对齐安放下一幅地下连续墙预制构件，待相邻两幅地下连续墙预制构件安放完成后，在两幅地下连续墙预制构件接头处的空腔内下放钢筋笼，并由下至上浇筑C40～C50的高标号砼，使两幅单独的地下连续墙预制构件连接形成一个整体结构，通过此操作将基坑四周各幅单独的地下连续墙预制构件连接形成一个整体地下连续墙结构。

2.根据权利要求1，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：所述的地下连续墙预制构件分为无空腔预制墙板构件(图1.1)、单空腔预制墙板构件(图1.2)、多空腔预制墙板构件图(图1.3)及转角接头预制构件(图3)；通过各种不同型式的地下连续墙预制构件的不同次序的先后植入组合形成整体式地下连续墙(图10.2)。

3.根据权利要求1，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：通过地下连续成槽机的间隔横向扩展成槽，植入带肋式地下连续墙预制构件(图2.1～图2.3)形成带加强肋的拼接式地下连续墙。

4.根据权利要求1，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：可采用现行的双轮铣深搅法或TRD渠式切割法形成地下连续墙水泥土浆槽，采用重力和辅助高频振动器植入地下连续墙预制构件，并结合局部浇筑砼形成符合设计要求的地下连续墙。

5.根据权利要求1，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：地下连续墙预制构件是分节植入地下连续墙沟槽中的，上节地下连续墙预制构件下沉至一定深度后，在预留孔洞内插入对准抗剪锚筋，同时在接头处涂抹粘结剂，吊装上节地下连续墙预制构件，通过插入对准销杆进入上节接头处预留的孔洞，对齐上、下节地下连续墙预制构件，然后根据设计要求对上下接头的预埋钢板进行剖口焊接，再在上、下地下连续墙预制构件的接头钢板外贴加强钢板进行周边满焊完成连接(图7.1)，连接完成后，继续下沉植入，直至设计标高。

6.根据权利要求1，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：相邻地下连续墙预制构件接头围成的空腔内，放置圆形钢筋笼，钢筋笼的配筋数量及长度根据设计需要设置，下放浇筑砼用的导管，从下至上浇筑高标号砼，采用现浇钢筋砼的形式将相邻地下连续墙预制构件连接为一个整体，接头空腔内浇筑的砼强度等级在C30～C50之间(图6.1)。

7.根据权利要求1，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：采用常规泥浆护壁成槽机施工形成的充满泥浆沟槽内，组合排列植入地下连续墙预制构件且接头空腔内高强度砼浇筑完成后，在地下连续墙预制构件自身的空腔内从下至上浇筑砼标号为C10～C20的低标号素砼，砼填充地下连续墙预制构件空腔(图10.1)，用以增强整个地下连续墙结构的刚度，减小基坑变位。

8.根据权利要求1，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：采用常规泥浆护壁成槽机施工成槽，植入的地下连续墙预制构件空腔及地下连续墙预制构件与槽壁间孔隙内的泥浆中投入砂石加注水泥浆进行填充加固；投入砂石体积掺量在20％-50％间，结合导管每分钟的输送量，由此决定导管的提升速度；水泥注入量按泥浆重量的20％-40％取值，水泥浆的水灰比控制在0.5-0.8之间，据此确定出水泥注浆量，由此确定水泥浆管上拔速度和振动棒震捣提升速度(图5.4)。

9.根据权利要求1，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：采用双轮铣深搅法或TRD渠式切割法形成充满水泥土浆液的地下连续墙沟槽，在水泥土浆液凝结前按设计要求植入地下连续墙预制构件单元组合成地下连续墙，并通过各单元间接头处圆状空腔的现浇钢筋砼形成整体；根据完成上述施工程序所需时间，在深搅水泥浆中放入缓凝剂延长水泥浆的凝结时间，以确保接头处浇筑钢筋砼的顺利施工；水泥浆液内放置缓凝剂的品种、剂量根据土性由现场试验确定。

10.根据权利要求1，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：采用双轮铣深搅法或TRD渠式切割法成槽后，植入地下连续墙预制构件并进行接头浇筑钢筋砼后，待地下连续墙沟槽内水泥土浆液凝结就形成符合设计要求的地下连续墙；当对地下连续墙有更高抗弯剪强度要求时，在地下连续墙预制构件的空腔内水泥土未凝结之前插入导管，然后自下而上边提导管边浇筑低标号砼，使其成为地下连续墙预制构件空腔充满砼的地下连续墙，提高墙体截面抗弯剪强度；为节约造价，也可在预制构件空腔内用导管自下而上输入砂石料，同步的自下而上边注水泥浆边震捣形成加固的水泥砂石土混合体；这些施工都应在水泥土浆未凝结时间内完成，否则可先在空腔内放置水管进行压力注水，再进行上述浇筑砼或投入砂石注水泥浆操作。

11.根据权利要求10，所述的一种预制钢筋砼拼接式地下连续墙的施工方法，其特征是：为节约造价，所述的地下连续墙预制构件空腔内浇筑砼可由地下连续墙预制构件空腔内投入砂石料，并同步自下而上边注入水泥浆液边振捣形成的水泥砂石土混合体替代；这些施工都应在水泥土浆未凝结时间前完成。

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