专利名称：一种型钢混凝土柱式接头及采用该接头的地下连续墙的施工方法
技术领域：
本发明涉及一种地下连续墙的施工方法，具体涉及一种型钢混凝土柱式接头以及采用该接头的地下连续墙的施工方法。
背景技术：
地下连续墙是指利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体。地下连续墙开挖技术起源于欧洲，它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，1950年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工， 20世纪5(Γ60年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。1958年，我国水电部门首先在青岛丹子口水库用此技术修建了水坝防渗墙，到目前为止，全国绝大多数省份都先后应用了此项技术，估计已建成地下连续墙120万 140万平方米。地下连续墙已经并且正在代替很多传统的施工方法，而被用于基础工程的很多方面。在它的初期阶段，基本上都是用作防渗墙或临时挡土墙。通过开发使用许多新技术、新设备和新材料，现在已经越来越多地用作结构物的一部分或用作主体结构，最近十年更被用于大型的深基坑工程中。现有的地下连续墙的施工主要工艺包括导墙、泥浆护壁、成槽施工、水下灌注混凝土、墙段接头处理等，施工效率比较低；其中墙段接头主要采用接头管、工字钢接头等，对于一些比较复杂的地质条件，这类地下连续墙的墙段连接结构的整体刚度以及防渗性能达不到设计的要求。
发明内容
发明目的本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种增加了地下连续墙的槽段连接结构的整体刚度以及防渗性能的型钢混凝土柱式接头，以及采用该接头的地下连续墙的施工方法。技术方案本发明所述的一种型钢混凝土柱式接头，包括一个 形截面型钢和两个后期槽段钢筋笼，所述两个后期槽段钢筋笼分别插入所述IE形截面型钢两侧的翼缘内， 所述IE形截面型钢内部浇灌混凝土，所述后期槽段钢筋笼端部设有折线形封头钢筋。进一步，所述IT形截面型钢采用钢板切割下料、拼装焊接而成。进一步，所述U形截面型钢的总高度大于槽段的深度。为了将所述]I形截面型钢可靠的固定在槽中，所述IT形截面型钢插入槽底平面一定的深度，检测合格后，其底部浇筑封底混凝土封底固定，封底混凝土终凝后π形截面型钢周边对称回填渣土，渣土回填完成后浇筑I[形截面型钢内腔混凝土。
进一步，封头钢筋的弯折角度根据现场放样确定，所述封头钢筋顶端边长和两边的折线边长的长度按现场放样确定。该发明还包括采用上述接头的地下连续墙的施工方法，包括如下步骤
(1)型钢混凝土柱式接头施工，包括如下工序(1-1)型钢柱的制作；(1-2)型钢混凝土柱式接头定位、成槽；(1-3)型钢混凝土柱式接头嵌固孔施工；(1-4)安装型钢柱；(1-5)柱底浇筑混凝土 ；( 1-6)混凝土初凝后两侧回填渣土 ；( 1-7)混凝土终凝后浇筑柱内混凝土 ； (1-8)检查顶端固定；
(2)槽段施工，包括如下工序(2-1)钢筋笼的加工；(2-2)墙槽的定位、成槽；(2-3)墙槽的清底、刷壁；(2-4)吊装钢筋笼；(2-5)浇筑槽段混凝土 ；
(3)接头处高压旋喷桩加强，每个地下连续墙槽段型钢混凝土柱式接头处采用一组高压旋喷桩加强处理，深度同墙深；
其中，步骤(1)所述型钢混凝土柱式接头施工与步骤(2)所述槽段施工分开进行，首先完成型钢混凝土柱式接头施工，待接头回填土固结后再进行槽段施工。为了保证柱底混凝土的浇筑质量，在工序(1-5)中，柱底浇筑混凝土之前先进行清孔换浆。为了进一步完善工序(1-7)的技术方案，在工序(1-7)中，在浇筑柱内混凝土之前先清除底部泥浆沉淀，浇筑完成后回填两侧渣土至导墙顶。进一步，在工序(2-5 )浇筑槽段混凝土之前应先清理槽底沉渣及置换旧泥浆，直到沉渣及泥浆质量符合规范要求的标准为止。优选的，所述步骤(2)全部按照闭合幅施工。本发明与现有技术相比，其有益效果是本发明所述的一种型钢混凝土柱式接头增加了地下连续墙的槽段连接结构的整体刚度以及防渗性能，同时本发明所述的采用该接头的地下连续墙的施工方法使型钢混凝土柱式接头施工和槽段施工可以流水作业，提高施工效率，并且可以全部按照闭合幅施工，钢筋笼长度缩短，更有利于保证施工质量和工期。
图1为本发明所述的型钢混凝土柱式接头的剖面示意图。图2为本发明所述的封头钢筋的局部放大图。图3为本发明所述的型钢柱插入槽底的示意图。图4为本发明所述的采用型钢混凝土柱式接头的地下连续墙的横向剖面示意图。图5为图4的A-A剖面示意图。
具体实施例方式下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。如图1至3所示，一种型钢混凝土柱式接头包括一个 形截面型钢1和两个后期槽段钢筋笼3，所述两个后期槽段钢筋笼3插入所述 形截面型钢1两侧的翼缘内，所述U 形截面型钢1内部浇灌混凝土，所述后期槽段钢筋笼3端部设有折线形封头钢筋，所述 形截面型钢1采用钢板切割下料、拼装焊接而成，并且其总高度大于槽段的深度，同时所述1[形截面型钢1插入槽底平面一定的深度，检测合格后，其底部浇筑封底混凝土 8封底固定， 封底混凝土 8终凝后，]!形截面型钢1周边对称回填渣土 9，渣土 9回填完成后浇筑 形截面型钢内腔混凝土，其中封头钢筋4的弯折角度根据现场放样确定，所述封头钢筋4顶端边长和两边的折线边长6和7的长度按现场放样确定。采用上述接头的地下连续墙的施工方法，包括如下步骤 一、型钢混凝土柱式接头施工。(一)型钢柱的制作，采用12mm厚钢板切割下料，工厂拼接焊成20m—段，焊接标准为两块钢板打“V”字坡口，满焊，焊高8mm，每根钢柱桩分三段组成，钢柱接长在现场进行， 对接焊缝呈“Z”字型，即翼缘板焊缝水平位置相互错开，确保钢柱整体成型质量。(二)型钢混凝土柱式接头定位、成槽，测量槽段分幅位置，红漆打点，然后在标记位置电钻成孔，埋设钢筋头作为开槽中心点；以钢柱中心作为成槽机开挖定位的中心，依据测量所得的导墙顶高程，确定挖槽深度，成槽机按照操作规程开挖本抓，清理底部沉渣后成槽结束；在成槽过程中，每隔池检测一次槽内泥浆质量，对于不合格泥浆必须及时调整，确保槽段土体稳定。(三)型钢混凝土柱式接头嵌固孔施工，抓斗成槽至设计槽底高度后，采用旋挖钻机在钢柱对应位置向下引孔1.細，形成直径lm、深1. 4m的嵌固孔。(四)安装型钢柱，钢柱底部Im翼缘板超过腹板部分割除，按照吊装方案起吊、钢柱中心对正槽段中心下设；钢柱底部Im嵌入旋挖机所引嵌固孔中，底端离孔底0.細，将钢柱固定于导墙上，使钢柱处于悬空垂直稳定状态，钢柱下设完成后，在固定前进行超声波检测，主要检测槽壁垂直度和钢柱垂直度，达到合格标准后再固定；在钢柱顶端四侧翼板上按照计算所得的位置开口，将工字钢穿过四个开口横担于导墙上，为防止钢柱位移，使用L型角钢与导墙用膨胀螺栓固定牢固，再用工字钢将所有钢柱沿地连墙方向水平嵌拉。(五)柱底浇筑混凝土，固定后开始安装导管、安装清孔设备，采用正循环方法进行清孔换浆，注意及时补浆，柱内泥浆面不得低于导墙以下2m，清孔完成，浇筑5m3砼将槽段底部充满，将钢柱底端埋入砼内；浇筑完成后通过检查柱内外混凝土面高度判定钢柱的实际嵌固深度和嵌固效果。(六)混凝土初凝后两侧回填渣土，渣土均勻地回填于钢柱两侧，使用挖机缓慢回填，保持两侧回填高度的均勻与同步，回填高度至导墙面高度，回填过程中注意及时回收槽内泥浆并通过除砂器滤除泥浆内杂质。(七)混凝土终凝后浇筑柱内混凝土，回填完成后浇筑柱内砼，浇筑前采用正循环方法清除底部泥浆沉淀，浇筑完成砼后回填两侧渣土至导墙顶。(八)检查顶端固定。二、槽段施工。(一)钢筋笼的加工，钢筋笼全部按照闭合幅加工，保证吊筋长度与导墙顶高程相适应，钢筋笼主筋顶高程偏差符合规范及设计要求；钢筋笼尺寸加工依据钢柱实际间距和钢柱的实际偏斜情况，确保钢筋笼尺寸符合槽段设计要求。(二)墙槽施工，成槽施工采用泥浆护壁工艺，边挖进边补给泥浆，保证泥浆液面不低于导墙顶面300mm，成槽施工中，受污染的泥浆及时抽出，进入沉淀池沉淀，槽内随时补充新的泥浆，当泥浆比重大于1. 25，或者粘度大于50s时，泥浆已经不可再使用，必须废弃；用旋挖钻在两根方钢柱之间先施工一个深度至槽底先导孔，然后施工左右各一抓；成槽机就位后挖槽时，抓斗中心平面与导墙中心平面相吻合，按照成槽机操作规程开挖槽段，施工程序反复挖进，泥浆循环运行，直到成槽至设计标高后，进行清底工作。(三)墙槽的清底、刷壁，采用抓斗清底，置换泥浆，至符合规范要求；抓斗清底即抓斗只抓出槽底的沉渣而不再下挖，捞出槽底沉淀的泥砂并将槽底找平；成槽至槽底设计高程后，用安装于旋挖机钻头上的自制“铲刀，，铲除钢柱翼板之间的夹泥，用“刷壁铁刷”清刷腹板侧壁的余泥，铲泥和刷壁均通过旋挖钻钻杆上下往复运动，将方钢柱翼板内夹泥全部清除；最后，使用抓斗清槽，对因沉淀、铲泥及刷壁导致的槽底沉积进行再次的挖除，清槽后，进行超声波检测，检查槽段宽度及垂直度指标，合格后进行下一道工序，如不合格，则使用成槽机继续修槽、清槽，直到合格为止。(四)吊装钢筋笼，按照钢筋笼吊装方案起吊、移动、回直、下设钢筋笼。(五)浇筑槽段混凝土，笼子下好就位固定后，移开吊车，安放砼浇筑架、下设砼导管；安装气举反循环清槽换浆设备，开始清理槽底沉渣及置换旧泥浆，直到沉渣及泥浆质量符合规范要求的标准为止；采用浮球法浇筑水下混凝土，每个槽段下放两根Φ320导管，导管间距3m，浇筑过程中控制混凝土浇筑速度不小于2m/小时，导管在砼中埋深2_6m，两根导管均勻下料，混凝土表面高度相差不大于300mm，当灌注到顶部附近时，由于导管内压力减小，往往会发生导管内混凝土不易流出现象，此时应降低浇筑速度，并可将导管插入深度适当减小(但不得小于1. 5m)，也可辅以上下抽动导管，但抽动幅度不得超过300mm，同时槽段内的混凝土应连续灌注，不得中断，充分做好砼供应工作。三、接头处高压旋喷桩10加强，每个地下连续墙槽段型钢混凝土柱式接头处采用一组高压旋喷桩加强处理，深度同墙深。该施工方法将地连墙的槽段和接头分开施工，首先施工型钢混凝土柱接头，槽间土回填固结后再施工槽段，一般时间间隔不少于15天；采用上述施工方法，型钢混凝土柱式接头和槽段可以流水作业，提高施工效率；同时地连墙槽段可以全部按照闭合幅施工，钢筋笼长度缩短，更有利于保证施工质量和工期。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
权利要求
1. 一种型钢混凝土柱式接头，其特征在于，包括一个I[形截面型钢(ι)和两个后期槽段钢筋笼(3)，所述两个后期槽段钢筋笼(3)分别插入所述 形截面型钢(1)两侧的翼缘内，所述H形截面型钢(1)内部浇灌混凝土，所述后期槽段钢筋笼(3)端部设有折线形封头钢筋。
2.根据权利要求1所述的型钢混凝土柱式接头，其特征在于，所述 形截面型钢(1)采用钢板切割下料、拼装焊接而成。
3.根据权利要求ι所述的型钢混凝土柱式接头，其特征在于，所述π形截面型钢α)的总高度大于槽段的深度。
4.根据权利要求1所述的型钢混凝土柱式接头，其特征在于，所述I[形截面型钢(1)插入槽底平面一定的深度，其底部浇筑有封底混凝土(8)封底固定，封底混凝土(8)终凝后， 形截面型钢(1)周边对称回填渣土(9)，渣土(9)回填完成后浇筑 形截面型钢内腔混凝土。
5.根据权利要求1所述的型钢混凝土柱式接头，其特征在于，所述封头钢筋(4)的弯折角度根据现场放样确定，所述封头钢筋(4)顶端边长和两边的折线边长(6，7)的长度按现场放样确定。
6.一种采用权利要求1所述型钢混凝土柱式接头的连续墙的施工方法，其特征在于，包括如下步骤(1)型钢混凝土柱式接头施工，包括如下工序(1-1)型钢柱的制作；(1-2)型钢混凝土柱式接头定位、成槽；(1-3)型钢混凝土柱式接头嵌固孔施工；(1-4)安装型钢柱；(1-5)柱底浇筑混凝土；(1-6)混凝土初凝后两侧回填渣土 ；(1-7)混凝土终凝后浇筑柱内混凝土 ；(1-8)检查顶端固定；(2)槽段施工，包括如下工序(2-1)钢筋笼的加工；(2-2)墙槽的定位、成槽；(2-3)墙槽的清底、刷壁；(2-4)吊装钢筋笼；(2-5)浇筑槽段混凝土 ；(3)接头处高压旋喷桩加强，每个地下连续墙槽段型钢混凝土柱式接头处采用一组高压旋喷桩加强处理，深度同墙深；其中，步骤(1)所述型钢混凝土柱式接头施工与步骤(2)所述槽段施工分开进行，首先完成型钢混凝土柱式接头施工，待接头回填土固结后再进行槽段施工。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，在工序(1-5)中，柱底浇筑混凝土之前先进行清孔换浆。
8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，在工序(1-7)中，在浇筑柱内混凝土之前先清除底部泥浆沉淀，浇筑完成后回填两侧渣土至导墙顶。
9.根据权利要求6所述的型钢混凝土柱式接头地下连续墙的施工方法，其特征在于，在工序(2-5 )浇筑槽段混凝土之前应先清理槽底沉渣及置换旧泥浆，直到沉渣及泥浆质量符合规范要求的标准为止。
10.根据权利要求6所述的型钢混凝土柱式接头地下连续墙的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)全部按照闭合幅施工。
全文摘要
本发明公开一种型钢混凝土柱式接头以及采用该接头的地下连续墙的施工方法，所述接头包括一个形截面型钢(1)和两个后期槽段钢筋笼(3)，所述施工方法主要采用如下步骤(1)型钢混凝土柱式接头施工；(2)槽段施工；(3)接头处高压旋喷桩加强；本发明所述的一种型钢混凝土柱式接头增加了地下连续墙的槽段连接结构的整体刚度以及防渗性能，同时本发明所述的采用该接头的地下连续墙的施工方法使型钢混凝土柱式接头施工和槽段施工可以流水作业，提高施工效率，并且可以全部按照闭合幅施工，钢筋笼长度缩短，更有利于保证施工质量和工期。
文档编号E02D29/16GK102561404SQ201210069550
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者史公勋, 康都如, 张怀生, 杨中源, 樊有维, 沈兴东, 王冰, 程建军, 骆明红 申请人:中建八局第三建设有限公司