CN117211302B - 一种装配式钢-混凝土导墙及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式钢‑混凝土导墙，包括钢构件、预制混凝土构件、锚栓以及止水条；相邻钢构件首尾拼接，所述钢构件包括钢框、墙板、转轴、固定轴和连接板，所述钢框用于设置在沟槽顶面，所述墙板用于设置在沟槽侧面，所述钢框和墙板通过转轴连接，所述固定轴位于转轴下方且设置在钢框和墙板对应的预留孔内，所述连接板设置在钢框与墙板之间；预制混凝土构件嵌入钢框内，所述预制混凝土构件和钢框分别通过锚栓与地层固定；止水条设置在相邻钢框间；预制混凝土构件和钢框临近墙板的位置均设有预留注浆孔。本申请结构设置合理，可循环利用，绿色环保，施工灵活方便，缩短了施工工期，提高了工程质量，降低了施工成本，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及基坑导墙施工的技术领域，特别是涉及一种装配式钢-混凝土导墙及其施工方法。
背景技术
随着城镇化水平的不断提高，城市问题日益凸显，城市地下空间开发利用成为解决大城市病的有效方式之一。目前城市地下空间基坑开挖时，为稳定基坑需要施作临时挡墙结构，即基坑围护结构，地下连续墙因其整体性好、刚度大而逐渐成为深基坑围护结构主要形式之一，而导墙是保证地下连续墙位置准确与成槽质量的关键工序。
目前，导墙形式包括现浇钢筋混凝土导墙、预制钢筋混凝土导墙，现浇+预制钢筋混凝土组合导墙、钢导墙等多种形式。其中，现浇钢筋混凝土结构存在的缺点为：第一，施工周期长；第二，质量无法保证；第三，一次性投入使用，无法循环利用，破除费时费力；第四，产生固体建筑垃圾，不利于环境保护。预制钢筋混凝土导墙，现浇+预制钢筋混凝土组合导墙、钢导墙等形式，或需要在沟槽两侧导墙之间设置支撑，地下连续墙施工不便；或安装操作复杂，与原有沟槽缺少针对性设计。
发明内容
本发明提供一种装配式钢-混凝土导墙及施工方法，缩短了施工工期，提高了工程质量，绿色环保，大幅度降低钢材用量，降低了施工成本。
解决的技术问题是：现浇+预制钢筋混凝土组合导墙、钢导墙等形式施工不便、安装操作复杂的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种装配式钢-混凝土导墙，包括钢构件、预制混凝土构件、锚栓以及止水条；
相邻钢构件首尾拼接，所述钢构件包括钢框、墙板、转轴、固定轴和连接板，所述钢框用于设置在沟槽顶面，所述墙板用于设置在沟槽侧面，所述钢框和墙板通过转轴连接，所述固定轴位于转轴下方且设置在钢框和墙板对应的预留孔内，所述连接板设置在钢框与墙板之间；
预制混凝土构件嵌入钢框内，所述预制混凝土构件和钢框分别通过锚栓与地层固定；
止水条设置在相邻钢框间；
预制混凝土构件和钢框临近墙板的位置均设有预留注浆孔。
本发明一种装配式钢-混凝土导墙，进一步的，所述钢框包括两根方钢和安装在方钢之间的钢骨架。
本发明一种装配式钢-混凝土导墙，进一步的，所述方钢远离墙板的一端安装有扣盖一。
本发明一种装配式钢-混凝土导墙，进一步的，相邻所述钢框上的方钢通过高强螺栓连接。
本发明一种装配式钢-混凝土导墙，进一步的，所述方钢顶面开设有用于安装高强螺栓的安装孔，所述安装孔处安装有扣盖二。
本发明一种装配式钢-混凝土导墙，进一步的，所述墙板长度方向的一端设有插杆，另一端设有承槽。
本发明一种装配式钢-混凝土导墙，进一步的，所述墙板端部开设有安装槽，所述插杆固设在安装槽内，所述插杆为工字形件或H形件，所述承槽为两个开口相对的U形件，两个U形件相对侧的间距与插杆腹板厚度适配。
本发明一种装配式钢-混凝土导墙，进一步的，所述预制混凝土构件包括混凝土主体、钢筋以及吊环。
本发明一种施工方法，包括以下步骤：
步骤一：提前加工制作装配式钢-混凝土导墙，并运至施工现场；
步骤二：整平施工现场，对软弱底层进行加固处理；
步骤三：在施工现场进行测量放线，确定围护结构的具体位置；
步骤四：沿着基坑围护结构开挖导墙沟槽；
步骤五：将墙板转出钢框，使墙板与钢框处于垂直状态；
步骤六：将固定轴插入钢框和墙板的预留孔内，将墙板与钢框固定；
步骤七：将连接板通过高强螺栓分别与墙板和钢梁连接；
步骤八：将钢构件吊入导墙沟槽内，将墙板贴靠在导墙的沟槽壁上；
步骤九：将连接板压入地层中直至钢框顶面与地面标高平齐；
步骤十：将预制混凝土构件吊入钢框内；
步骤十一；将扣盖一安装在钢框端部；
步骤十二：将锚栓通过预制混凝土构件和钢框上的锚栓孔楔入地层中，完成第一幅装配式钢-混凝土导墙单元施工：
步骤十三；重复步骤五到十二，将下一幅装配式钢-混凝土导墙单元上的插杆插入上一幅装配式钢-混凝土导墙单元上的承槽中，完成下一幅装配式钢-混凝土导墙单元施工；
步骤十四：利用高强螺栓将相邻钢框连接固定；
步骤十五：将扣盖二安装在连接相邻钢框的高强螺栓安装孔上；
步骤十六；将止水条安装在相邻钢框间；
步骤十七：重复步骤十三到步骤十六，完成开挖导墙沟槽内导墙施工；
步骤十八：通过预留注浆孔填充墙板与地层间的空隙；
步骤十九：在已施工完成导墙的位置采用成槽设备开挖围护结构沟槽、清底并施作装配式钢-混凝土地下连续墙；
步骤二十：将装配式钢-混凝土地下连续墙与装配式钢-混凝土导墙的墙板采用螺栓连接固定；
步骤二十一：重复步骤十七到步骤二十，至完成整个基坑导墙和围护结构单元施工；
步骤二十二：先拆除位于基坑内部的钢框和预制混凝土构件上的锚栓；
步骤二十三：将基坑内部的预制混凝土构件拆除；
步骤二十四：拆除基坑内部的钢框与墙板连接的转轴和固定轴；
步骤二十五：拆除基坑内部相邻钢框间的高强螺栓；
步骤二十六：拆除钢框；
步骤二十七：待地下工程结构主体结构施工完毕且达到设计强度后，拔除装配式钢-混凝土地下连续墙钢构件时，拆除装配式钢-混凝土地下连续墙与装配式钢-混凝土导墙间的连接螺栓；
步骤二十八：装配式钢-混凝土地下连续墙构件拔除后，先拆除基坑内部的装配式钢-混凝土导墙的墙板；
步骤二十九：拆除基坑外部的钢构件，先拆除基坑外部设置在钢框和预制混凝土构件上的锚栓；
步骤三十：将基坑外部的预制混凝土构件拆除；
步骤三十一：拆除基坑外部相邻钢框间的高强螺栓；
步骤三十二；拆除钢框、墙板；
步骤三十三；填充钢构件拆除产生的空隙；
步骤三十四：恢复地面，完成装配式钢-混凝土导墙整个施工。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1．本发明一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，与现有现浇钢筋混凝土结构相比，克服了现浇钢筋混凝土结构施工周期长、质量无法保证的问题，提高了施工效率，保证了工程质量；
2．本发明一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，与现浇钢筋混凝土结构、预制钢筋混凝土结构或现浇+预制钢筋混凝土组合结构相比，克服了其钢材无法循环利用的问题；本发明钢构件可循环利用，绿色环保，大幅度降低钢材用量，降低了施工成本；
3．本发明一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，钢框与预制混凝土构件结合硬化路面设置，可作为硬化路面进行使用；
相邻钢框间采用插杆和承槽承槽式连接，通过转轴、固定轴以及连接板的设置，固定钢框和墙板，使沟槽两侧导墙间无需设置支撑，刚度、强度和稳定性较好，施工灵活方便，适用范围广；
4．本发明公开一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，钢框与预制混凝土构件分离设置、墙板可以折叠至钢框上方，结构设计巧妙，运输存储方便；
5．本发明公开的一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，钢框设置止水条、扣盖一和扣盖二，防止地面水渗入地层，保证地基强度和稳定性。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明装配式钢-混凝土导墙正视图；
图2为本发明装配式钢-混凝土导墙俯视图；
图3为本发明装配式钢-混凝土导墙侧视图；
图4为本发明装配式钢-混凝土导墙钢构件正视图；
图5为本发明装配式钢-混凝土导墙钢构件俯视图；
图6为本发明装配式钢-混凝土导墙钢构件侧视图；
图7为本发明装配式钢-混凝土导墙钢框与墙板折叠图；
图8为本发明装配式钢-混凝土导墙连接结构图。
附图标记：
1、钢构件；1.1、钢框；1.2、墙板；1.21、插杆；1.22、承槽；1.3、转轴；1.4、固定轴；1.5、连接板；2、预制混凝土构件；2.1、混凝土主体；2.2、吊环；3、锚栓；4、高强螺栓；5、扣盖一；6、扣盖二；7、止水条；8、锚栓孔；9、预留注浆孔。
具体实施方式
如图1-图8所示，本发明公开了一种装配式钢-混凝土导墙及其施工方法，导墙包括钢构件1、预制混凝土构件2、锚栓3、高强螺栓4、扣盖一5、扣盖二6以及止水条7，相邻钢构件1首尾拼接，钢构件1为异形钢结构，其包括钢框1.1、墙板1.2、转轴1.3、固定轴1.4和连接板1.5，钢框1.1用于设置在沟槽顶面，墙板1.2用于设置在沟槽侧面，钢框1.1与墙板1.2通过转轴1.3连接，墙板1.2通过转轴1.3能够转动至钢框1.1上方折叠在钢框1.1上，固定轴1.4位于转轴1.3下方且设置在钢框1.1和墙板1.2对应的预留孔内，将钢框1.1与墙板1.2相对固定，连接板1.5设置在墙板1.2与钢框1.1之间，通过设置固定轴1.4和连接板1.5可以保持钢框1.1与墙板1.2相互垂直。其中转轴1.3和固定轴1.4完全嵌入钢框1.1内。
钢框1.1包括两根方钢和固定安装在方钢之间的钢骨架，方钢和钢骨架之间围闭形成放置槽，预制混凝土构件2嵌入至钢框1.1上形成的放置槽内，预制混凝土构件2为长方形板状结构，其包括混凝土主体2.1、钢筋以及吊环2.2。预制混凝土构件2临近钢框1.1处以及钢框1.1上均开设有锚栓孔8，预制混凝土构件2和钢框1.1分别通过锚栓3与地层固定，锚栓3穿过对应的预制混凝土构架或者钢框1.1上的锚栓孔8锚入地层。
扣盖一5安装在方钢端部；相邻钢框1.1上的方钢通过高强螺栓4连接，方钢顶面开设有用于安装高强螺栓4的安装孔，安装孔处安装有扣盖二6。
止水条7设置在相邻钢框1.1之间，防止水体通过接缝进入地层；预制混凝土构件2和钢框1.1临近墙板1.2的位置均设有预留注浆孔9。
墙板1.2长度方向的一端设有插杆1.21，另一端设有承槽1.22，墙板1.2端部开设有安装槽，插杆1.21固设在安装槽内，插杆1.21为工字形件或H形件，承槽1.22为两个开口相对的U形件，两个U形件相对侧的间距与插杆1.21腹板厚度适配。
施工方法如下：
步骤一：根据装配式钢-混凝土导墙施工图设计，在工厂加工制作钢构件1、预制混凝土构件2、锚栓3、高强螺栓4、扣盖一5、扣盖二6、止水条7，并运至施工现场。
步骤二：整平施工现场，对软弱地层进行加固处理。
步骤三：在施工现场进行测量放线，确定围护结构具体位置。
步骤四：沿着基坑围护结构开挖导墙沟槽。
步骤五：将墙板1.2通过旋转转轴1.3转出钢框1.1，使墙板1.2与钢框处于垂直状态。
步骤六：将固定轴1.4插入钢框1.1和墙板1.2的预留孔内，将墙板与钢框固定。
步骤七：将连接板1.5通过高强螺栓4分别与墙板1.2和钢框1.1连接。
步骤八：利用吊车将钢构件1吊入导墙沟槽内，将墙板1.2贴靠在导墙沟槽壁上。
步骤九：把连接板1.5压入地层中直至钢框1.1顶面与地面标高平齐。
步骤十：利用吊车吊住吊环2.2将预制混凝土构件2吊入钢框1.1内。
步骤十一：将扣盖一5安装在钢框1.1左右端方钢后端。
步骤十二：利用锤击工具将锚栓3通过设置在预制混凝土构件2和钢框1.1上的锚栓孔8楔入地层中，完成第一幅装配式钢-混凝土导墙单元施工。
步骤十三：重复步骤五到步骤十二，将下一幅装配式钢-混凝土导墙单元插杆1.21插入上一幅装配式钢-混凝土导墙单元承槽1.22中，完成下一幅装配式钢-混凝土导墙单元施工。
步骤十四：利用高强螺栓4将相邻钢框1.1连接固定。
步骤十五：将扣盖二6安装在连接相邻钢框1.2的高强螺栓4安装孔上。
步骤十六：将止水条7安装在相邻钢框1.1间。
步骤十七：重复步骤十三到步骤十六，完成开挖导墙沟槽内导墙施工。
步骤十八：通过设置在钢构件1、预制混凝土构件2上的预留注浆孔9填充墙板1.2与地层间的空隙。
步骤十九：按照施工图设计，在泥浆护壁的条件下，在已施工完成导墙的位置采用成槽设备开挖围护结构沟槽、清底并施作装配式钢-混凝土地下连续墙。
步骤二十：将装配式钢-混凝土地下连续墙与装配式钢-混凝土导墙采用螺栓连接固定。
步骤二十一：重复步骤十七到步骤二十，至完成整个基坑导墙和围护结构单元施工。
步骤二十二：利用工具拆除基坑内部设置在钢框1.1和预制混凝土构件2上的锚栓3。
步骤二十三：利用吊车吊住吊环2.2，将基坑内部预制混凝土构件2拆除。
步骤二十四：拆除基坑内部钢框1.1与墙板1.2的转轴1.3和固定轴1.4。
步骤二十五：拆除基坑内部相邻钢框1.1间的高强螺栓4。
步骤二十六：利用吊车拆除钢框1.1。
步骤二十七：待地下工程结构主体结构施工完毕且达到设计强度后，拔除装配式钢-混凝土地下连续墙钢构件时，拆除装配式钢-混凝土地下连续墙与装配式钢-混凝土导墙间的连接螺栓。
步骤二十八：装配式钢-混凝土地下连续墙钢构件拔除后，首先拆除基坑内部装配式钢-混凝土导墙的墙板1.2。
步骤二十九：拆除基坑外侧的钢构件，利用工具拆除基坑外部设置在钢框1.1和预制混凝土构件2上的锚栓3。
步骤三十：利用吊车吊住吊环2.2，将基坑内部预制混凝土构件2拆除。
步骤三十一：拆除基坑外部相邻钢框1.1间的高强螺栓4。
步骤三十二：利用吊车拆除钢构件1上的钢框1.1和墙板1.2。
步骤三十三：填充钢构件1拆除产生的空隙。
步骤三十四：恢复地面，完成装配式钢-混凝土导墙整个施工。
1．本发明一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，与现有现浇钢筋混凝土结构相比，克服了现浇钢筋混凝土结构施工周期长、质量无法保证的问题，提高了施工效率，保证了工程质量；
2．本发明一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，与现浇钢筋混凝土结构、预制钢筋混凝土结构或现浇+预制钢筋混凝土组合结构相比，克服了其钢材无法循环利用的问题；本发明钢构件可循环利用，绿色环保，大幅度降低钢材用量，降低了施工成本；
3．本发明一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，钢框与预制混凝土构件结合硬化路面设置，可作为硬化路面进行使用；
相邻钢框间采用插杆和承槽承槽式连接，通过转轴、固定轴以及连接板的设置，固定钢框和墙板，使沟槽两侧导墙间无需设置支撑，刚度、强度和稳定性较好，施工灵活方便，适用范围广；
4．本发明公开一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，钢框与预制混凝土构件分离设置、墙板可以折叠至钢框上方，结构设计巧妙，运输存储方便；
5．本发明公开的一种装配式钢-混凝土导墙施工方法，钢框设置止水条、扣盖一和扣盖二，防止地面水渗入地层，保证地基强度和稳定性。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种装配式钢-混凝土导墙，其特征在于：包括钢构件(1)、预制混凝土构件(2)、锚栓(3)以及止水条(7)；
相邻钢构件(1)首尾拼接，所述钢构件(1)包括钢框(1.1)、墙板(1.2)、转轴(1.3)、固定轴(1.4)和连接板(1.5)，所述钢框(1.1)用于设置在沟槽顶面，所述墙板(1.2)用于设置在沟槽侧面，所述钢框(1.1)和墙板(1.2)通过转轴(1.3)连接，所述固定轴(1.4)位于转轴(1.3)下方且设置在钢框(1.1)和墙板(1.2)对应的预留孔内，所述连接板(1.5)设置在钢框(1.1)与墙板(1.2)之间；
预制混凝土构件(2)嵌入钢框(1.1)内，所述预制混凝土构件(2)和钢框(1.1)分别通过锚栓(3)与地层固定；
止水条（7）设置在相邻钢框(1.1)间；
预制混凝土构件(2)和钢框(1.1)临近墙板(1.2)的位置均设有预留注浆孔(9)。
2.根据权利要求1所述的一种装配式钢-混凝土导墙，其特征在于：所述钢框(1.1)包括两根方钢和安装在方钢之间的钢骨架。
3.根据权利要求2所述的一种装配式钢-混凝土导墙，其特征在于：所述方钢远离墙板(1.2)的一端安装有扣盖一(5)。
4.根据权利要求2所述的一种装配式钢-混凝土导墙，其特征在于：相邻所述钢框(1.1)上的方钢通过高强螺栓(4)连接。
5.根据权利要求4所述的一种装配式钢-混凝土导墙，其特征在于：所述方钢顶面开设有用于安装高强螺栓(4)的安装孔，所述安装孔处安装有扣盖二(6)。
6.根据权利要求1所述的一种装配式钢-混凝土导墙，其特征在于：所述墙板(1.2)长度方向的一端设有插杆(1.21)，另一端设有承槽(1.22)。
7.根据权利要求6所述的一种装配式钢-混凝土导墙，其特征在于：所述墙板(1.2)端部开设有安装槽，所述插杆(1.21)固设在安装槽内，所述插杆(1.21)为工字形件或H形件，所述承槽(1.22)为两个开口相对的U形件，两个U形件相对侧的间距与插杆(1.21)腹板厚度适配。
8.根据权利要求1所述的一种装配式钢-混凝土导墙，其特征在于：所述预制混凝土构件(2)包括混凝土主体（2.1）、钢筋以及吊环（2.2）。
9.一种施工权利要求1-8任一所述装配式钢-混凝土导墙的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：提前加工制作装配式钢-混凝土导墙，并运至施工现场；
步骤二：整平施工现场，对软弱底层进行加固处理；
步骤三：在施工现场进行测量放线，确定围护结构的具体位置；
步骤四：沿着基坑围护结构开挖导墙沟槽；
步骤五：将墙板转出钢框，使墙板与钢框处于垂直状态；
步骤六：将固定轴插入钢框和墙板的预留孔内，将墙板与钢框固定；
步骤七：将连接板通过高强螺栓分别与墙板和钢梁连接；
步骤八：将钢构件吊入导墙沟槽内，将墙板贴靠在导墙的沟槽壁上；
步骤九：将连接板压入地层中直至钢框顶面与地面标高平齐；
步骤十：将预制混凝土构件吊入钢框内；
步骤十一；将扣盖一安装在钢框端部；
步骤十二：将锚栓通过预制混凝土构件和钢框上的锚栓孔楔入地层中，完成第一幅装配式钢-混凝土导墙单元施工；
步骤十三；重复步骤五到十二，将下一幅装配式钢-混凝土导墙单元上的插杆插入上一幅装配式钢-混凝土导墙单元上的承槽中，完成下一幅装配式钢-混凝土导墙单元施工；
步骤十四：利用高强螺栓将相邻钢框连接固定；
步骤十五：将扣盖二安装在连接相邻钢框的高强螺栓安装孔上；
步骤十六；将止水条安装在相邻钢框间；
步骤十七：重复步骤十三到步骤十六，完成开挖导墙沟槽内导墙施工；
步骤十八：通过预留注浆孔填充墙板与地层间的空隙；
步骤十九：在已施工完成导墙的位置采用成槽设备开挖围护结构沟槽、清底并施作装配式钢-混凝土地下连续墙；
步骤二十：将装配式钢-混凝土地下连续墙与装配式钢-混凝土导墙的墙板采用螺栓连接固定；
步骤二十一：重复步骤十七到步骤二十，至完成整个基坑导墙和围护结构单元施工；
步骤二十二：先拆除位于基坑内部的钢框和预制混凝土构件上的锚栓；
步骤二十三：将基坑内部的预制混凝土构件拆除；
步骤二十四：拆除基坑内部的钢框与墙板连接的转轴和固定轴；
步骤二十五：拆除基坑内部相邻钢框间的高强螺栓；
步骤二十六：拆除钢框；
步骤二十七：待地下工程结构主体结构施工完毕且达到设计强度后，拔除装配式钢-混凝土地下连续墙钢构件时，拆除装配式钢-混凝土地下连续墙与装配式钢-混凝土导墙间的连接螺栓；
步骤二十八：装配式钢-混凝土地下连续墙钢构件拔除后，先拆除基坑内部的装配式钢-混凝土导墙的墙板；
步骤二十九：拆除基坑外部的钢构件，先拆除基坑外部设置在钢框和预制混凝土构件上的锚栓；
步骤三十：将基坑外部的预制混凝土构件拆除；
步骤三十一：拆除基坑外部相邻钢框间的高强螺栓；
步骤三十二；拆除钢框、墙板；
步骤三十三；填充钢构件拆除产生的空隙；
步骤三十四：恢复地面，完成装配式钢-混凝土导墙整个施工。
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2023
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