专利名称：一种十字钢板止水接头地下连续墙及其接头施工方法
技术领域：
本发明涉及建筑围护工程施工当中地下连续墙中的接头及其施工方 法，尤其是一种地下连续墙十字钢板止水接头以及施工方法。
背景技术：
20世纪60年代地下连续墙施工技术被引入中国，由于具有刚度大、 抗渗漏性能好、能承重和施工时无振动、无噪声等特点，并能紧靠建筑物 边缘和适于在多种土层施工，因而被广泛地应用在地4失车站、越江通道、 高层建筑深基础和防渗大坝等工程中，成为基坑开挖的围护结构或永久性 结构的一部分。地下连续墙虽称为"连续墙"，其实是不连续的，因为其 在施工时是分槽段挖槽和浇筑混凝土的，在先施工槽段施工时，多在槽段 两端放置接头装置以形成结构良好的接头，使其避免成为渗漏水的途径和 强度隐患点，因此，地下连续墙的接头施工质量是十分关键的。其中，地 下连续墙接头是指在当前施工槽段浇筑墙体混凝土时设置好的，与邻接槽 段浇筑的墙体混凝土相结合的纵向连接接头。
现有的地下连续墙接头中，根据不同工况条件，分别使用锁口管接头、 接头桩接头、免刷壁复合接头、钢筋笼嵌套刚性接头、橡胶板止水接头、 十字钢板止水接头等不同形式的接头。其中，柔性的锁口管接头施工工艺 最简单、经济，但由于相邻幅接头为简单的弧形曲线，抗渗漏能力和抗剪 强度只适合于土质较好或较浅基坑；刚性的十字钢板止水接头因具有良好 的效果和较强的适应性、基坑安全性，逐渐占据了超深基坑围护结构施工 的主流地位。参考图5，图6为现有的两种十字钢板10' 、 10〃止水接头 以及反力箱30' 、 30〃的结构示意图，但是其纵向止水钢板ir 、 11" 短(一般为25cm)、渗流曲线短，从而使十字钢板止水接头的抗渗漏性以 及抗剪强度不够；并且反力箱30' 、 30〃结构不合理使十字钢板10'、 10"容易出现夹泥从而影响接头的抗渗漏性能，而且两仓清理难度大；另 外，十字钢板10' 、 10〃保护困难、反力箱30' 、 30〃起拔难度大、刷 壁效果难以保i正。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种地下连续墙十字钢板止水接 头以及其施工方法，通过将十字钢板与钢筋笼焊接为一个整体沉放增加地
下墙的整体性，增加其抗剪强度；并且加长十字钢板的纵向止水钢板伸出
的长度，从而增加渗漏水的水流线路，/人而增加抗渗漏性能，同时由于纵
向止水钢板长度增加，也使地下连续墙的抗剪强度增加；另外，通过用针 对性的反力箱保护纵向止水钢板，从而使起拔更方便，并利用针对性的工 具清除十字钢板上的附着物，使附着物清除更彻底增加接头的抗渗性能。
为解决以上技术问题，本发明提供一种地下连续墙十字钢板止水接头 施工方法，包括
沉放钢筋笼与十字钢板于未施工槽段中；
沉放反力箱于十字钢板背后，冲击使其入土 30cm以上，背后回填石 子或粘土密实；
浇筑混凝土于槽段中；
拔； 、 、、、' 匕口' 一
在起拔反力箱后，采用与十字钢板结构相对应的清刷或冲伊工具，清
除该部分附着物，以保证十字钢板的止水效果和接头强度；
其特征在于还包括将十字钢板和钢筋笼焊接成整体的步骤，然后将
钢筋笼与十字钢板整体沉放于槽段中。
本发明的进一步改进在于所述的十字钢板包括一纵向止水钢板和一
横向封头钢板，其中纵向止水钢板长约35cm ~ 50cm,横向封头钢板底延伸
至槽底标高或插入土体20cm以阻断混凝土和砂浆沿封头钢板底部绕流线路。
本发明的进一步改进在于所述的反力箱为两榀钢结构。 本发明的进一步改进在于对于附着在十字钢板上的少量的夹泥或强
度不高的附着物，采用斜仓板式刷壁器或水枪冲刷。
本发明的进一步改进在于对于附着在十字钢板上的少量较硬附着
物，由螺栓固定于液压抓斗上、外形结构可以作用于十字钢板各个面的刮
刀予以清除。
本发明的进一步改进在于对于附着在十字钢板上的强度较大的坍落混凝土、粘土或石子与混凝土砂浆混合的大量或较深的附着物，利用比所 述反力箱小一个模数的反力箱，底部加焊三角钢板冲刀，以锁口管作为靠 山，冲铲清除附着物。
本发明的进一步改进在于还包括在可能出现坍孔的范围设置止浆铁 皮，阻止混凝土和水泥浆流到反力箱背后。
本发明的进一步改进在于将厚0.5-1 ram、宽约1 m的止浆铁皮固 定于钢筋笼两侧。
为解决以上技术问题，本发明还提供一种地下连续墙十字钢板止水接 头，其包括一纵向止水钢板和一横向封头钢板，其特征在于该十字钢板 与钢筋笼焊接为一体。
本发明的进一步改进在于纵向止水钢4反长约35cm~50cm, 4黄向封头 钢板底延伸至槽底标高或插入土体20cm。
通过以上所述技术方案，本发明提供的一种地下连续墙十字钢板止水 接头以及其施工方法，将十字钢板与钢筋笼焊接为一个整体进行吊装，将 其沉放于槽段中，这样可以使得地下墙接头与墙体本身整体性更好，提高 抗剪强度；并且十字钢板中的纵向止水钢板的长度更长(达到35cm~ 50cm)，使得可能出现的地下水渗流线路更长，止水效果更好，增加抗渗 漏性能，同时由于纵向止水钢板长度增加，使地下连续墙的抗剪强度也同 时增加；另外，在施工中配以针对性的分体式反力箱，以及配套成熟的清 理、沉放、起拔工艺，施工更方便；同时，在施工中配备了针对性的刷壁 器、冲刀和刮刀，能确保十字钢板两仓内的附着物可以很好的清除，从而 保证地下连续墙十字钢板止水接头的抗渗性能。
图1为本发明一较佳实施例的十字钢板止水接头和反力箱结构于施 工槽段中时的俯视示意图2为本发明一较佳实施例的十字钢板焊接于钢筋笼上的加工大样
图3a为本发明一较佳实施例的用于十字钢板接头清刷的刮刀俯视剖 面结构示意图3b为图3a中所示的刮刀沿1 - 1方向側;f见图3c为图3a中所示的刮刀在刮除附着物时的应用俯-f见示意图；图4a为本发明 一较佳实施例的用于十字钢板止水接头清除硬化物所 用的反力箱俯视结构示意图4b为安装于图4a所示的反力箱下方的冲刀侧视剖面示意图； 图4c为图4a所示的冲刀在清除^妄头硬化物时的应用俯^见示意图； 图5为一种现有十字钢板止水接头和反力箱结构示意图；以及 图6为另一种现有十字钢板止水接头和反力箱结构示意图。
具体实施例方式
本发明提供的地下连续墙十字钢板止水接头以及施工方法，对于超深 地下连续墙接头的止水性能以及抗剪强度有很好的效果。下面结合具体的 实施例和附图对本发明作进一步说明。
超深地下连续墙的接缝止水性能对基坑开挖的安全至关重要，由于实 施例工程基坑自30m开始进入粉砂层，开挖前在坑内设置降压井实施基坑 内降水，形成坑内外较大水头差， 一旦发生围护接缝渗漏水的险情，堵漏 工作极其困难，将对基坑安全和周边环境带来致命的影响。十字钢板止水 接头适用于对接头强度和止水效果有特殊要求的围护结构或成槽深度超 过50m的超深地下墙，这种接头可采用较为周密的防绕灌措施，减少出 现绕灌，其施工工序与锁口管接头类似，只是在制作钢筋笼时，增加了十 字钢板，接头保护装置换成了配套的反力箱；并且反力箱起拔方法要点也 与锁口管类似。但是现有的十字钢板止水接头的抗渗性以及抗剪度不够 高，而且所用的反力箱起拔难度大、刷壁效果难以保证。
参考附图1为本发明一较佳实施例的十字钢板止水接头和反力箱结 构于施工槽段中时的俯视示意图，本发明的地下连续墙包括钢筋笼20，十 字钢板止水接头10,其中在该具体实施例中十字钢板止水接头10包括一 纵向止水钢板11以及一横向封头钢板12,其中该十字钢板10与钢筋笼 20制作为整体；将十字钢板10和钢筋笼20焊接成整体在沉放时对接头质 量更有保证，而且，纵向止水钢板11伸出的长度为大于25cm，其范围以 35 - 50cm为佳，在该实施例中采用50cm,这才羊可以Y吏水的渗流曲线长， 止水效果大大增加，杜绝因接缝质量问题产生水砂突涌的情况，提高基坑 开挖的安全度；另外，横向封头钢板12底延伸至槽底标高或插入土体20cm 以阻断混凝土和砂浆沿封头钢板底部绕流线路。同时参考图2，为十字钢 板10加工大样图，为了防止十字钢板IO在加工和运输过程中变形，为其加设临时固定钢板13，在将钢筋笼20以及十字钢板IO沉放到槽段中时，
割除该临时固定钢板13;为了起吊、沉放的便利以及在该过程中不会对十 字钢板10造成损害，根据力矩平衡原则设置吊点钢板14，并且于横向封 头钢板12的内侧设置加强肋板15 (该加强肋板15也将在钢筋笼20以及 十字钢板10沉放到位后割除)，由于有十字钢^反10本身和内侧加强肋板 15的刚性并通过附设加强吊点钢板14进行起吊、沉放，这样可以确保地 下连续墙接头质量。
参考图1所示，在该实施例中反力箱30为对称的两榀钢结构，主要 作用一是对纵向止水钢板11起到有效保护作用，二是和橫向封头钢板12 一起承受混凝土的側压力，三是防止混凝土向后施工时，引起相邻幅绕灌。 并且采用此结构的反力箱30,可以使反力箱30起拔方便。
本发明的地下连续墙十字钢板止水接头的施工方法主要包括以下施 工步骤1)选择合适的成槽工具和泥浆配比确保成槽效率和垂直精度， 并且如果是顺幅或填仓幅槽段，要根据已施工槽段十字钢板两仓内的附着 物进行清除，并且对于不同类型的附着物可分别用反力箱冲刀进行清除或 用液压抓斗伊刀进行清除，保证两仓的形状，实现延长渗流水线路长度的 设计意图；2)完成对十字钢板10两仓内的附着物的清除后，刷壁、清孔 换浆；3)制作和沉放钢筋笼将十字钢板10和钢筋笼20焊接成整体沉 放，并且于施工时，将厚0.5 ~ 1 mm、宽约1 m的止浆铁皮21固定于钢筋 笼两侧，浇灌混凝土时，止浆铁皮21受压力张开，紧贴两側壁面，阻断 砂浆沿十字钢板IO和反力箱20外側绕流的线路；4)沉放反力箱30于十 字钢板10两仓内，并对其冲击使其入土 30cm以上，背后回填石子或粘土 密实；5)完成以上各项工序后，浇灌混凝土； 6)在混凝土初凝后，起拔 反力箱30，通过钢扁担和液压千斤顶在混凝土初凝后逐步松动和起拔。其 中
在对本发明的十字钢板止水接头进行施工时，需要做好以下几方面， 从而可以确保接头的质量以及施工的顺利进行1 )确保已完成槽段41和 未施工槽段42之间的内净尺寸和垂直精度满足要求，确保钢筋笼沉放顺 利；2)做好防绕灌措施，避免接头夹泥以及附着杂物；3)在接头有夹泥 的情况下，将夹泥清除。
在本发明中的地下连续墙十字钢板止水4妄头施工中从以下几方面偶 好防绕灌、绕流，减少接头夹泥1 )将十字钢板10的横向封头钢板12底部延伸至槽底标高或插入土体20cm以阻断混凝土和砂浆沿封头钢板底 部绕流线路；2)水泥浆液的绕流是形成固结于接头的淤泥的主要原因， 因此减少水泥浆液绕流量可以在一定程度上减少附着物量，为此，采取在 钢筋笼20上全断面封止浆铁皮21的措施，在可能出现坍孔的范围设置止 浆铁皮21,该止浆铁皮21厚0.5 mm~ 1 mm、宽约lm，其固定于钢筋笼 两侧，浇灌混凝土时止浆铁皮21受压力张开，紧贴两侧壁面；止浆铁皮 21同时可以起到以下三个作用 一是可以杜绝在较长的混凝土浇灌过程 中，两侧坍落土体混入混凝土形成夹泥；二是减少混凝土绕灌包裹反力箱 30从而造成起拔困难和相邻幅成槽困难的情况；三是减少水泥浆液的绕 流，防止接头沉积的淤泥发生固结，使接头淤泥更容易处理。3)回填粒 径合理的石子或泥丸于反力箱30背后空隙以增强水平反力。
本发明虽然采用了防渗性能、反力箱30起拔能力都很强的十字钢板 IO止水接头，但是由于槽段超深，反力箱30直接保护十字钢板IO的纵向 止水钢板ll，且反力賴30和十字钢板IO很难完全紧密贴合，从而导致浇 灌混凝土的过程中，反力箱30和十字钢板10夹缝内不可避免会产生混凝 土砂浆和进入的土体、石子等的混合结牢物；另一方面，在反力箱30起 拔后，上部尚未初凝的混凝土砂浆和跌落石子会在底部整个反力箱孔位混 合硬化；第三方面，附着物的产生和本实施例砂性土也有很大关系，在成 槽中悬浮在泥浆中的砂颗粒迅速沉淀在十字钢板10的两仓内，沉积后， 又形成了非常坚硬的土层，而液压抓斗又无法直接伸入十字钢板的两仓内 挖出附着物。因此在常规成槽完成后，地下连续墙在十字钢板10两仓内 在30m 65.5m深度范围往往会有20 ~ 50cm宽度的土块、石子和水泥浆 液混合凝固的附着物；而该附着物如果不能有效清除，地下墙接头就形成 了夹泥，成为基坑开挖后渗漏水的渠道，会严重危害基坑开挖的安全。为 解决以上的十字钢板10两仓内的夹泥以及附着物，采取以下方式
拔出反力箱30后，立即紧贴十字钢板成槽，详见附图3a-3c由液压 抓斗50装上特制的液压抓斗妒刀51伊除十字钢板两仓混合附着物。该措 施对40m以内十字钢板IO两仓附着结牢物起到了良好的硬化之前清除的 效果；在成槽至约50m，进入极硬层土，且反力箱30孔位被沉淀的粉细 砂填充密实使成槽效率低下，使用液压抓斗伊刀51刮除十字钢板两仓的 硬化附着物，此时由于时间较短和液压抓斗背后未开挖土体的限位作用， 能刮除约一半的硬化附着物；在进行了以上的附着物刮除后，在十字钢板10两仓内仍有部分上部较硬附着物和50m以下的附着物，对于该些附着 物，在整个槽段成槽结束后，在抓斗背后采用锁口管限位的情况下首先使 用单片液压抓斗伊刀51伊除仓内硬化物，因为刮除单仓硬化物遇到的阻 力减半，可以取得明显效果，在第一仓取得良好效果后再装上另一片伊刀 51继续刮除另一仓；另外对于40m以下混合物，由于成槽时间较长变得 较硬且液压抓斗伊刀51冲击力减小而难以伊除，则在槽段成槽结束后采 用1000mm厚地下墙反力箱70 (单榀实际厚度为46cm )底部增设钢板三 角冲刀71,并借助锁口管60定位冲击可以有效铲除40mm以下的较硬附 着物(参考图4a~ 4c)。
经过以上施工措施后，均能较好的伊除十字钢板两仓硬化附着物，保 证十字钢板止水接头的止水效果。
权利要求
1、一种地下连续墙十字钢板止水接头施工方法，包括沉放钢筋笼与十字钢板于未施工槽段中；沉放反力箱于十字钢板背后，冲击使其入土30cm以上，背后回填石子或粘土密实；浇筑混凝土于槽段中；起拔反力箱，通过钢扁担和液压千斤顶在混凝土初凝后逐步松动和起拔；在起拔反力箱后，采用与十字钢板结构相对应的清刷或冲铲工具，清除该部分附着物；其特征在于还包括在将钢筋笼与十字钢板整体沉放于槽段中之前，将十字钢板和钢筋笼焊接成整体的步骤。
2、 如权利要求1所述的地下连续墙十字钢板止水接头施工方法，其 特征在于所述的十字钢板包括一纵向止水钢板和一横向封头钢板，其中 纵向止7jc钢寺反长35cm~ 50cm。
3、 如权利要求2所述的地下连续墙十字钢板止水接头施工方法，其 特征在于所述横向封头钢板底延伸至槽底标高或插入土体20cm。
4、 如权利要求1所述的地下连续墙十字钢板止水接头施工方法，.其 特征在于所述的反力箱为两榀钢结构。
5、 如权利要求1所述的地下连续墙十字钢板止水接头施工方法，其 特征在于对于附着在十字钢板上的少量的夹泥或强度不高的附着物，采 用斜仓板式刷壁器清刷或水枪冲刷。
6、 如权利要求1所述的地下连续墙十字钢板止水接头施工方法，其 特征在于对于附着在十字钢板上的少量较硬附着物，由螺栓固定于液压 抓斗上、外形结构可以作用于十字钢板各个面的刮刀予以清除。
7、 如权利要求1所述的地下连续墙十字钢板止水接头施工方法，其 特征在于对于附着在十字钢板上的强度较大的坍落混凝土、粘土或石子 与混凝土砂浆混合的大量或较深的附着物，利用比所述反力箱d、一个模数 的反力箱，底部加焊三角钢板冲刀，以锁口管作为靠山，冲伊清除附着物。
8、 如权利要求1 - 7任一所述的地下连续墙十字钢^反止水接头施工方 法，其特征在于还包括将厚0.5-1 mm、宽约1 m的止浆铁皮固定于钢筋笼两侧，阻止混凝土和水泥浆流到反力箱背后。
9、 一种十字钢板止水接头地下连续墙，包括钢筋笼，十字钢板止水 接头，其特征在于所述十字钢板止水接头包括一纵向止水钢板和一横向封头钢板，其中纵向止水钢板长为大于25cm;并且该十字钢板止水接头与 钢筋笼焊接为一体。
10、 如权利要求9所述的一种十字钢板止水接头地下连续墙，其特征 在于，所述的纵向止水钢板长为35cm-50cm，横向封头钢板底延伸至槽底 标高或插入土体20cm。
全文摘要
本发明提供一种地下连续墙十字钢板止水接头及其施工方法，该十字钢板接头包括一纵向止水钢板和一横向封头钢板，纵向止水钢板长约35cm～50cm，加长水泥浆液的绕流线路，增加地下连续墙接头的抗渗性，横向封头钢板底延伸至槽底标高或插入土体20cm，阻断混凝土和砂浆沿封头钢板底部绕流线路；在施工时，将十字钢板和钢筋笼焊接成整体，然后将将其整体沉放于槽段中，使接头与墙体本身整体性更好；沉放反力箱于十字钢板背后，冲击使其入土30cm以上，背后回填石子或粘土密实；浇筑混凝土于槽段中；起拔反力箱，在起拔反力箱后，采用与十字钢板结构相对应的清刷或冲铲工具，清除该部分附着物，以保证十字钢板的止水效果和接头强度。
文档编号E02D5/18GK101608447SQ200910054659
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者姜民傅, 张瑞昌, 兵 戴, 强 祝, 马传锁 申请人:上海隧道工程股份有限公司