基于预制地墙的基坑围护结构施工方法
【专利摘要】一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法，它包括导墙施工、成槽施工、型钢定位、预制地墙吊装、地墙拼接、孔内混凝土浇筑和幅间隙注浆工序。在施工现场将预制好的地墙边吊装下槽边拼接，连接成整幅地墙就位，并在预制墙内二次浇注混凝土及幅间缝隙注浆，形成刚度满足设计要求、墙面无渗水，有利于形成“两墙合一”永久性结构施工的基坑围护结构。本发明降低了施工过程中由于不确定因素带来的施工难度，提高了施工质量、缩短了工期、节约了施工成本，保障了地下工程的使用寿命。
【专利说明】基于预制地墙的基坑围护结构施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑施工【技术领域】，具体讲就是涉及一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法，能够提高地墙围护结构的施工安全和施工质量，降低了施工难度，节约了施工成本。
【背景技术】
[0002]近年来随着地铁工程建设的发展，基坑工程不仅数量增多，而且向着更大、更深的方向发展。由于基坑工程常在闹市区施工，不仅要保证基坑自身的稳定安全，而且要控制基坑周边的地面沉降，确保周边地层的沉降不影响到周边建筑管线及构筑物的正常使用。目前常用的地下围护结构形式有:地下连续墙、灌注桩、型钢水泥土搅拌墙(如SMW工法桩、TRD工法连续墙)等。
[0003]地下连续墙以其施工中振动小、噪声低、墙体的刚度大、适用于多种地层条件(从软弱的冲积层到中硬的地层、密实的砂砾层、软质岩石等所以的地基都可以施工)等优点在地铁工程及其他深基坑工程中得到广泛的应用。地下连续墙的发展目前已经经历了两个阶段，分别是单一的围护止水作用阶段和叠合墙围护结构阶段即“两墙合一”整体受力结构阶段，由于地墙在多种不同的地层中被广泛的应用，施工过程中对一些地质条件较差的地层也不断的暴露出长期难以解决的质量“通病”及技术难题，如槽壁坍塌、地墙渗漏水等。
[0004]地下连续墙发展所经历的两个历程:
[0005](I)单一的围护止水作用阶段。
[0006]目前施工过程中普遍采用的复合墙围护体系就是一种单一的止水围护体系，复合墙是指围护结构与主体内衬之间设置防水层隔离层，与结构的顶、底板防水层形成整体密封形式。
[0007]复合式地墙在施工过程中普遍存在问题有:1〇地墙接缝处的渗漏水；2〇由于在复合结构体系中，围护作为基坑支护的主体，是临时结构， 不作为主体结构的一部分，成本相对较高。
[0008](2)叠合墙围护结构阶段即“两墙合一”阶段。
[0009]叠合墙体系是指围护结构与主体内衬之间并未设置防水层隔离层，是通过围护结构与内衬主体结构之间利用钢筋接驳器连接叠合后两者视为整体墙，形成“两墙合一”的整体结构，在结构的合理方面是一种技术进步。叠合式地墙目前常用的连接方式为“预埋钢筋连接器法”，即先加工一个连接器，我们称之为接驳器，内表面车有反向的螺纹，而被连接的地下连续墙中的钢筋端部及地下工程内部构件的钢筋端部也车有螺纹，当接驳器按某方向拧紧时，就可将两者钢筋连接起来。
[0010]“两墙合一”叠合墙的有自身的特点，其表现在:
[0011]1) “两墙合一”叠合墙的优点:
[0012]叠合结构式鉴于复合结构围护体系不能作为永久结构的一部分，结构成本较高，创新发展的一种工艺方法。叠合式结构不论是从经济上还是总体结构的受力、变形、及防水，都要优于复合墙结构，因此地下深基坑地墙围护结构采用叠合式地墙结构的越来越多。
[0013]2) “两墙合一”叠合墙存在的问题:
[0014]由于地墙施工是现场制作钢筋笼安装接驳器，精度控制较差，影响成品质量。从现场施工的调查结果显示，钢筋接驳器的安装普遍存在问题，如定位高低不齐、偏斜以及丝牙破坏、丝牙锈蚀、混凝土凿除过程中破坏接驳器等产生连接质量问题；而且由于在地下连续墙的钢筋笼内设有大量与主体结构相连接的接驳器，并且布置的间距较小，多是集中在一个层面上，混凝土的骨料很难填充到两层接驳器间，导致混凝土不密实而产生渗漏水现象较为普遍。由于叠合施工过程存在问题较多，对作业施工队伍要求高。
[0015]针对上述“两墙合一”接驳器连接问题，已经引起了现场相关专家的充分重视，并采取了相应的技术改进措施并申请过相应的技术专利，如中国专利CN101058977、CN101058978、CN201027307，也提出了过程的控制方法。现有技术在某种程度上对接驳器安装的质量有很大的改进，提高地下连续墙施工的质量。但由于工艺方法没有质的改变，叠合结构工程对施工单位的作业技能环节控制要求依然很高，因此，叠合墙工艺并没有从根本上解决地下连续墙施工过程中所面临的问题，地下连续墙的发展依然需要寻找新的解决思路。
【发明内容】
[0016]针对现有的地下基坑地墙围护结构施工工艺复杂，施工难度大，造价高昂，容易发生渗水甚至坍塌的技术缺陷，本发明提供一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法，使地下基坑地墙围护结构施工难度降低，工程质量提高，工程造价降低，工期缩短，解决了目前地下基坑地墙围护结构建造过程中的难题。
[0017]技术方案
[0018]为了实现上述技术目的，本发明设计一种工厂化的预制地墙和该地墙围护结构的施工方法，其特征在于，它包括以下几个步骤:
[0019](I)导墙施工，地下连续墙成槽前，应构筑导墙，主要用于地下连续墙的定位及防止槽壁塌方。
[0020]导墙多采用现浇钢筋混凝土结构，也有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构，可供多次使用；
[0021 ] (2)成槽施工，成槽施工，导墙施工完成以后，便可进行成槽施工，成槽用于预制地墙的拼装入槽满足围护结构施工需要。
[0022]成槽施工相对于目前普遍采用的现场浇筑施工工艺，简化了清孔、刷壁、吊装等工序，成槽施工过程塌孔的现象可减少。从某种程度上保证了地墙的施工质量。成槽施工的关键点是成槽的深度的控制；
[0023](3)型钢定位，在成槽工序完成后，在槽段内按设计间距插入型钢进行定位，并利用插入型钢控制吊装预制地墙的下吊位置。
[0024]预制地墙的定位是施工的关键环节，定位是否准确直接影响地墙施工的质量，定位误差可能会引起地墙渗漏水、影响地墙的垂直度、及整体地墙的施工质量。因此，在成槽工序完成后，采用匹配的型钢定位。采用在地墙的成槽内按照设计要求的间距预先插入型钢，然后利用型钢定位吊入预制地墙。利用型钢不仅方便下层墙的定位，而且更易控制上层墙的定位；
[0025](4)预制地墙吊装，利用步骤3中的型钢定位，引导将预制地墙沿着型钢吊入成槽中。
[0026]预制地墙生产时已预留4个吊装定位孔，利用定位孔通过拼装固定架上的螺杆的旋转，顶入固定孔内，使其临时搭在导槽上，便于上下预制地墙的拼接。并利用槽钢焊接一吊装架，预制地墙与吊装架采用螺杆旋转对接，其中螺栓连接和吊装定位采用同一定位孔；
[0027]在预制地墙的吊装前，类似于地下区间盾构管片的拼装，预先在预制地墙的环面及预制墙的纵面黏贴传力衬垫，防止拼接时混凝土与混凝土的直接接触而破损，使上下拼接时受力均匀，并起到一定的隔水、防渗的功能。
[0028](5)地墙拼接，将若干块预制地墙按设计要求上下对接拼装形成一幅地墙；
[0029]具体过程是:1)预制地墙吊起，将孔对准型钢导向轴，沿型钢下放至安装架上，利用安装架上的四个固定螺栓固定首节墙；
[0030]2)起吊第二节预制地墙，按首节要求下放和首节预制地墙对齐，利用对穿螺栓拼装第二节和首节地墙，拼装完成后对第二节合首节继续下吊，使第二节地墙的拼装固定孔，固定在安装架上；
[0031]3)按上述拼接方法将若干块预制地墙按设计要求上下对接拼装施工，最后将整幅地墙按设计标高要求固定，所述预制地墙在成槽中水平方向之间间距30?50mm。
[0032](6)孔内浇筑混凝土:在完成地墙拼装后，应进行预制地墙的孔内二次注浆，使型钢与预制地墙合为一体，提高整体刚度，充实墙底空隙；
[0033](7)幅间隙注浆，利用袖阀管注浆法将预制地墙内的袖阀管注浆，防止预制地墙接缝处渗水,充填地墙施工面下的空隙,保证地墙的整体性、连续性及均匀性。
[0034]进一步，所述步骤3中用的是型钢。
[0035]进一步，所述步骤4中在预制地墙的环面及预制墙的纵面黏贴传力衬垫，防止拼接时两块预制地墙直接接触而破损，使上下拼接时受力均匀，并起到隔水、防渗的作用。
[0036]用于上述基于预制地墙的基坑围护结构施工方法中的专用预制地墙，其特征在于:它包括地墙本体，所述地墙本体为立方体结构，所述立方体长度边一侧伸出台锥型凸台，对称的一侧凹进去台锥型凹槽，所述凸台与凹槽外形对应，所述立方体沿竖直方向开有二次浇筑砼，立方体位于二次浇筑砼与外壁之间的墙体上竖直方向均匀开有螺栓对接拼装孔，所述二次浇筑砼与外壁之间的墙体上竖直方向埋有若干加强钢筋骨架；
[0037]所述墙体的体壁上一侧预埋有接驳器；
[0038]所述二次浇筑砼与外壁之间的墙体位于凸台一侧设有止水注浆孔；
[0039]所述地墙本体侧壁上设有拼装孔和吊装定位孔；
[0040]所述止水注浆孔对应的地墙本体侧壁上开有袖阀管注浆孔与外界连通。
[0041]进一步，所述地墙本体为混凝土浇筑制作。
[0042]进一步，所述拼装孔和吊装定位孔各至少4个，均匀分布在预制地墙本体外壁墙面上。
[0043]有益效果
[0044]本发明采用预制地墙来进行地下基坑围护结构施工，由于预制地墙是标准化生产的产物，降低了施工难度，提高了施工质量，缩短了工时，节约了施工成本，增加了地下基坑维护结构施工的安全性，本发明适用范围广，使地下连续墙受地质条件影响的因素大幅减少。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]附图1是本发明工艺流程图。
[0046]附图2是本发明中导墙构示意图。
[0047]附图3是本发明中成槽施工步骤结构示意图。
[0048]附图4是本发明中型钢定位步骤结构示意图。
[0049]附图5是本发明中吊装预制地墙步骤结构示意图。
[0050]附图6是本发明中地墙拼接步骤结构示意图。
[0051]附图7是本发明中孔内浇筑混凝土步骤结构示意图。
[0052]附图8是本发明中袖阀管注浆步骤结构示意图。
[0053]附图9是本发明中预制地墙的俯视图。
[0054]附图10是本发明中预制地墙的主视图。
[0055]附图11是本发明中预制地墙的右视图。
【具体实施方式】
[0056]下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。
[0057]实施例
[0058]如附图1所示，一种基于预制地墙的地下基坑地墙围护结构施工方法，它包括以下几个步骤:
[0059]第一步，导墙施工，地下连续墙成槽前，应构筑导墙，主要用于地下连续墙的定位及防止槽壁塌方。导墙质量的好坏直接影响到地下连续墙的轴线和标高控制，应做到精心施工，确保准确的宽度、平直度和垂直度，导墙多采用现浇钢筋混凝土结构，也有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构，可供多次使用；具体结构如附图2所示。
[0060]第二步，成槽施工，导墙施工完成以后，便可进行成槽施工，成槽用于预制地墙孔的拼装入槽满足围护结构施工需要。成槽施工相对于目前普遍采用的现场浇筑施工工艺，简化了清空、刷壁、吊装等工序，成槽施工过程塌孔的现象可减少。从某种程度上保证了地墙的施工质量。成槽施工的关键点是成槽的深度的控制；具体结构如附图3所示。
[0061]第三步，型钢定位，在成槽工序完成后，在槽段内按设计间距插入型钢进行定位，并利用插入型钢控制吊装预制地墙的下吊位置。
[0062]预制地墙的定位是施工的关键环节，定位是否准确直接影响地墙施工的质量，定位误差可能会引起地墙渗漏水、影响地墙的垂直度、及整体地墙的施工质量。因此，在成槽工序完成后，采用匹配的型钢定位。采用在地墙的成槽内按照设计要求的间距预先插入型钢，然后利用型钢定位吊入预制地墙。利用型钢不仅方便下层墙的定位，而且更易控制上层墙的定位；具体结构如附图4所示。
[0063]第四步，预制地墙吊装，利用步骤3中的型钢定位，引导将预制地墙沿着型钢吊入成槽中。预制地墙生产时已预留4个吊装定位孔，利用定位孔通过拼装固定架上的螺杆的旋转，顶入固定孔内，使其临时搭在导槽上，便于上下预制地墙的拼接。并利用槽钢焊接一吊装架，预制地墙与吊装架采用螺杆旋转对接，其中螺栓连接和吊装定位采用同一定位孔；
[0064]在预制地墙的吊装前，类似于地下区间盾构管片的拼装，预先在预制地墙的环面及预制墙的纵面黏贴传力衬垫，防止拼接时混凝土与混凝土的直接接触而破损，使上下拼接时受力均匀，并起到一定的隔水、防渗的功能。具体结构如附图5所示。
[0065]第五步，地墙拼接，将若干块预制地墙按设计要求上下对接拼装形成一幅地墙；
[0066]具体过程是:1)预制地墙吊起，将孔对准型钢导向轴，沿型钢下放至安装架上，利用安装架上的四个固定螺栓固定首节墙；
[0067]2)起吊第二节预制地墙，按首节要求下放和首节预制地墙对齐，利用对穿螺栓拼装第二节和首节地墙，拼装完成后对第二节合首节继续下吊，使第二节地墙的拼装固定孔，固定在安装架上；
[0068]3)按上述拼接方法将若干块预制地墙按设计要求上下对接拼装施工，最后将整幅地墙按设计标高要求固定，所述预制地墙在成槽中水平方向之间间距30?50mm，具体结构如附图6所示。
[0069]第六步，孔内浇筑混凝土，在完成地墙拼装后，应进行预制地墙的孔内二次注浆，使型钢与预制地墙合为一体，提高整体刚度，充实墙底空隙；具体结构如附图7所示。
[0070]第七步，幅间隙注浆，利用袖阀管注浆法将预制地墙内的袖阀管注浆，防止预制地墙接缝处渗水，充填地墙施工面下的空隙，保证地墙的整体性、连续性及均匀性。具体结构如附图8所示。
[0071]其中，如附图9、10和11所示，用于上述基于预制地墙的基坑围护结构施工方法中的专用预制地墙，所述混凝土浇筑制作的预制地墙包括地墙本体1，所述地墙本体I为立方体结构，所述立方体长度边一侧伸出台锥型凸台101,对称的一侧凹进去台锥型凹槽102,所述凸台101与凹槽102外形对应，所述立方体沿竖直方向开有二次浇筑砼103，立方体位于二次浇筑砼103与外壁之间的墙体104上竖直方向均匀开有螺栓对接拼装孔105，所述二次浇筑砼103与外壁之间的墙体104上竖直方向埋有若干加强钢筋骨架106 ；
[0072]所述墙体104的体壁上一侧预埋有接驳器107 ；
[0073]所述二次浇筑砼103与外壁之间的墙体104位于凸台101 —侧设有止水注浆孔108 ；
[0074]所述地墙本体I侧壁上设有拼装孔109和吊装定位孔1010 ；
[0075]所述止水注浆孔108对应的地墙本体I侧壁上开有袖阀管注浆孔108a与外界连通；
[0076]所述拼装孔109和吊装定位孔1010各至少4个，均匀分布在预制地墙本体I外
壁墙面上。
[0077]本发明采用预制地墙来进行地下基坑围护结构施工，由于预制地墙是标准化生产的产物，降低了施工难度，提高了施工质量，缩短了工时，节约了施工成本，增加了地下基坑维护结构施工的安全性。
[0078]本发明中所提到的前、后、左、右为相对位置，并不是零部件所在的绝对位置，本发明所要保护的范围不仅限于本实施例提到的技术方案，任何受本发明所启示的技术方案都落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法，其特征在于，它包括以下几个步骤: (1)导墙施工，地下连续墙成槽前，应构筑导墙，主要用于地下连续墙的定位及防止槽壁塌方； (2)成槽施工，导墙施工完成以后，便可进行成槽施工，成槽用于预制地墙孔的拼装入槽满足围护结构施工需要； (3)型钢定位，在成槽工序完成后，在槽段内按设计间距插入型钢进行定位，并利用插入型钢控制吊装预制地墙的下吊位置； (4)预制地墙吊装，利用步骤3中的型钢定位，引导将预制地墙沿着型钢吊入成槽中； (5)地墙拼接，将若干块预制地墙按设计要求上下对接拼装形成一幅地墙； (6)孔内浇筑混凝土，在完成地墙拼装后，应进行预制地墙的孔内二次注浆，使型钢与预制地墙合为一体，提高整体刚度，充实墙底空隙； (7)幅间隙注浆，利用袖阀管注浆法将预制地墙内的袖阀管注浆，防止预制地墙接缝处渗水，充填地墙施工面下的空隙,保证地墙的整体性、连续性及均匀性。
2.如权利要求1所述的一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法，其特征在于:所述步骤(3)中用的是型钢定位。
3.如权利要求1所述的一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法，其特征在于:所述步骤(4)中在预制地墙端面黏贴传力衬垫，防止拼接时两块预制地墙直接接触而破损，使上下拼接时受力均匀，并起到隔水、防渗的作用。
4.如权利要求1所述.的一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法，其特征在于:所述步骤(5)中将若干块预制地墙按设计要求上下对接拼装过程是: 1)预制地墙吊起，将孔对准型钢导向轴，沿型钢下放至安装架上，利用安装架上的四个固定螺栓固定首节墙； 2)起吊第二节预制地墙，按首节要求下放和首节预制地墙对齐，利用对穿螺栓拼装第二节和首节地墙，拼装完成后对第二节合首节继续下吊，使第二节地墙的拼装固定孔，固定在安装架上； 3)按上述拼接方法将若干块预制地墙按设计要求上下对接拼装施工，最后将整幅地墙按设计标高要求固定，所述预制地墙在成槽中水平方向之间间距30~50mm。
5.如上述权利要求1所述的一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法中的专用预制地墙，其特征在于:它包括地墙本体(I)，所述地墙本体(I)为立方体结构，所述立方体长度边一侧伸出台锥型凸台(101)，对称的一侧凹进去台锥型凹槽(102)，所述凸台(101)与凹槽(102)外形对应，所述立方体沿竖直方向开有二次浇筑砼(103)，立方体位于二次浇筑砼(103)与外壁之间的墙体(104)上竖直方向均匀开有螺栓对接拼装孔(105)，所述二次浇筑砼(103)与外壁之间的墙体(104)上竖直方向埋有若干加强钢筋骨架(106)； 所述墙体(104)的体壁上一侧预埋有接驳器(107)； 所述二次浇筑砼(103)与外壁之间的墙体(104)位于凸台(101) —侧设有止水注浆孔(108)； 所述地墙本体(I)侧壁上设有拼装孔(109)和吊装定位孔(1010)； 所述止水注浆孔(108)对应的地墙本体(I)侧壁上开有袖阀管注浆孔(108a)与外界连通。
6.如权利要求5所述的一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法中的专用预制地墙，其特征在于:所述地墙本体(I)为混凝土浇筑制作。
7.如权利要求5所述的一种基于预制地墙的基坑围护结构施工方法中的专用预制地墙，其特征在于:所述拼装孔(109)和吊装定位孔(1010)各至少4个，均匀分布在预制地墙本体(I)外壁墙面上。.
【文档编号】E02D17/04GK103469801SQ201310396484
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】韩银华, 邓绍伦, 周红波, 蔡来炳, 王彦忠, 郑玉梅 申请人:上海建科工程咨询有限公司