预应力异形地下连续墙及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种预应力异形地下连续墙及其施工方法，属于施工领域。本发明专利技术通过采用异性剖面的地下连续墙，在保证墙体结构强度的情况下，能够节约材料用量，特别是混凝土材料用量。本发明专利技术通过设置束型呈曲线形式的预应力钢筋，能够有效减小墙体的水平位移，保证坑内正常施工，避免坑外设施破坏，保护周边环境。理论上，本发明专利技术能够相对于传统地下连续墙节约25％的混凝土用量，同时能减小坑底位置70％的墙体水平位移。墙体水平位移。墙体水平位移。

【技术实现步骤摘要】
预应力异形地下连续墙及其施工方法


[0001]本专利技术属于施工领域，具体涉及一种预应力异形地下连续墙及其施工方法。

技术介绍

[0002]地下连续墙强度较高、刚度较大、是软土地区常用的围护结构形式。对于地下连续墙结合一道内支撑的围护体系，常规设计流程是先计算弯矩包络图并将弯矩包络图简化为矩形，再设计墙体厚度及配筋。这种方法虽然能较为简便地设计出地下连续墙，但墙顶和墙底的厚度明显大于所需厚度，造成材料浪费。
[0003]此外，软土地区地下连续墙结合一道内支撑的围护体系，墙体水平位移较大，最大水平位移往往出现在坑底。过大的墙体变形可能会诱发墙体开裂、墙体渗漏、坑底隆起等问题，影响坑内正常施工。甚至可能导致坑外地铁、建筑物、道路、管线等设施发生破坏，造成严重的后果。因此，有必要对传统的地下连续墙体系进行改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中地下连续墙体系存在的上述问题，并提供一种预应力异形地下连续墙及其施工方法。
[0005]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种预应力异形地下连续墙，其包括异形地下连续墙、预应力钢筋、压顶梁和内支撑梁；所述异形地下连续墙的纵剖面为墙体厚度由中间向两端渐缩的异形剖面，且异形剖面的朝向坑内一侧为平面，朝向坑外一侧为非平面，墙体厚度最大位置与坑底的标高平齐；
[0007]所述压顶梁和内支撑梁浇筑固定于异形地下连续墙的顶部，与异形地下连续墙共同形成一体的基坑围护结构；
[0008]所述预应力钢筋内置于异形地下连续墙中且沿异形地下连续墙走向间隔布置；每条预应力钢筋内置于竖向贯通墙体且管内充满注浆的注浆管道中，两端分别通过锚固装置锚固于异形地下连续墙的墙底和所述压顶梁中，且预应力钢筋预先通过张拉形成预应力；在所述异形剖面中，预应力钢筋的束型呈曲线形式，其在墙体厚度最大位置处贴近靠坑内一侧，而在墙顶和墙底位置处均贴近靠坑外一侧。
[0009]作为优选，所述异形剖面中，墙体两端厚度为墙体最大厚度的一半。
[0010]作为优选，所述异形地下连续墙中，注浆管道每隔一定间距通过钢丝绑扎固定于墙内钢筋笼上，以保持预应力钢筋具有曲线形式的束型，且注浆管道的每一个绑扎位置与对应的墙内钢筋笼之间均通过夹持垫块保持间隔。
[0011]作为优选，所述预应力钢筋的底部通过底端锚固装置固定于位于异形地下连续墙底面的止水端板上，且所述注浆管道的底部与止水端板之间保持密闭。
[0012]作为优选，所述预应力钢筋的顶部通过顶端锚固装置固定于所述压顶梁顶面的凹槽中，且所述凹槽通过细石混凝土填充封闭。
[0013]作为优选，所述注浆管道为PVC管道。
[0014]第二方面，本专利技术还提供了一种如第一方面任一所述预应力异形地下连续墙的施工方法，其包括：
[0015]S1、沿基坑的外围按照设计深度机械开挖地下连续墙沟槽，并在基坑的坑底位置向坑外对沟槽进行扩孔，使沟槽的跨度由中间向两端渐缩，形成满足所述异形剖面的异形沟槽；
[0016]S2、对所述异形沟槽按照设计要求绑扎钢筋形成墙内钢筋笼，并在所述异形沟槽不同位置放置预应力钢筋；每一条预应力钢筋外套注浆管道后在两端分别安装底端锚固装置和顶端锚固装置，其中底端锚固装置固定在止水端板上并对所述注浆管道底部与止水端板之间进行防水密封处理，然后将止水端板固定于异形沟槽的底部，而顶端锚固装置则安装于所述压顶梁顶面预留的凹槽的设计标高处，注浆管道每隔一定间距通过钢丝绑扎固定于墙内的墙内钢筋笼上使其束型呈曲线形式，每一条预应力钢筋在墙体厚度最大位置处贴近靠坑内一侧，而在墙顶和墙底位置处均贴近靠坑外一侧；
[0017]S3、在所述异形沟槽中浇筑混凝土并养护成型，形成异形地下连续墙，所述预应力钢筋、墙内钢筋笼和注浆管道均需要伸出异形地下连续墙的顶面；
[0018]S4、按照设计要求搭设所述压顶梁和内支撑梁的模板，在模板内绑扎压顶梁和内支撑梁的梁内钢筋笼，并将墙内钢筋笼与压顶梁的梁内钢筋笼联结，浇筑混凝土并养护成型，形成所述压顶梁和内支撑梁；且在所述压顶梁浇筑过程中，每一条所述预应力钢筋的顶端锚固装置位置上方需要预留连通外部的凹槽，使所述压顶梁成型后预应力钢筋能够通过该凹槽伸出压顶梁顶面；
[0019]S5、采用后张法对伸出压顶梁顶面的每一条预应力钢筋进行张拉，并在张拉完毕后通过顶端锚固装置进行限位固定，使预应力钢筋在自身预应力作用下对异形地下连续墙持续施加压应力，使异形地下连续墙在预应力钢筋作用下形成朝向坑外的位移趋势；
[0020]S6、对完成张拉后的注浆管道进行注浆，使注浆管道内充满浆液，注浆完成后采用细石混凝土封堵所述凹槽，完成预应力异形地下连续墙的施工。
[0021]作为优选，所述预应力钢筋的张拉应当在异形地下连续墙和压顶梁的混凝土强度达到张拉所需的最低强度后进行。
[0022]作为优选，所述异形沟槽采用机械成槽方式开挖。
[0023]作为优选，所述预应力钢筋和注浆管道在墙内钢筋笼上的绑扎采用高强钢丝实现，且注浆管道与墙内钢筋笼之间需要插入垫块进行间隔。
[0024]相比于传统地下连续墙体系，本专利技术提供的预应力异形地下连续墙体系有以下优点：
[0025](1)本专利技术通过采用异性剖面的地下连续墙，在保证墙体结构强度的情况下，能够节约材料用量，特别是混凝土材料用量。理论上本专利技术能够相对于传统矩形剖面的地下连续墙节约25％的混凝土用量。
[0026](2)本专利技术通过设置束型呈曲线形式的预应力钢筋，能够有效减小墙体的水平位移，保证坑内正常施工，避免坑外设施破坏，保护周边环境。理论上，相对于传统矩形剖面的地下连续墙，本专利技术能减小墙体在坑底位置70％的水平位移。
附图说明
[0027]图1为地下连续墙变形性状示意图；其中(a)为真实弯矩包络图，(b)为简化的弯矩包络图，(c)为传统地下连续墙，(d)为本专利技术的异形地下连续墙；
[0028]图2为两种不同地下连续墙变形性状示意图；其中(a)无预应力钢筋的异形地下连续墙，(b)本专利技术有预应力钢筋的预应力异形地下连续墙；
[0029]图3为本专利技术中预应力异形地下连续墙的平面布置图；
[0030]图4为本专利技术中预应力异形地下连续墙的关键节点示意图；其中(a)为剖面图，(b)为立面图，(c)为立面图中的1
‑
1和2
‑
2断面图；
[0031]图5为图4的剖面图中A、B、C三个位置的放大示意图；
[0032]图6为预应力异形地下连续墙工艺流程示意图；其中(a)为机械成槽后的状态，(b)为绑扎钢筋后的状态，(c)为浇筑地下连续墙后的状态，(d)为张拉预应力钢筋并填充凹槽后的状态。
[0033]图中附图标记为：坑外W、坑内N、坑底D、内支撑轴线Z、标准幅S、异形地下连续墙1、预应力钢筋2、墙内钢筋笼3、压顶梁4、内支撑梁5、注浆管道6、细石混凝土7、钢丝8、垫块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预应力异形地下连续墙，其特征在于，包括异形地下连续墙(1)、预应力钢筋(2)、压顶梁(4)和内支撑梁(5)；所述异形地下连续墙(1)的纵剖面为墙体厚度由中间向两端渐缩的异形剖面，且异形剖面的朝向坑内(N)一侧为平面，朝向坑外(W)一侧为非平面，墙体厚度最大位置与坑底(D)的标高平齐；所述压顶梁(4)和内支撑梁(5)浇筑固定于异形地下连续墙(1)的顶部，与异形地下连续墙(1)共同形成一体的基坑围护结构；所述预应力钢筋(2)内置于异形地下连续墙(1)中且沿异形地下连续墙(1)走向间隔布置；每条预应力钢筋(2)内置于竖向贯通墙体且管内充满注浆的注浆管道(6)中，两端分别通过锚固装置锚固于异形地下连续墙(1)的墙底和所述压顶梁(4)中，且预应力钢筋(2)预先通过张拉形成预应力；在所述异形剖面中，预应力钢筋(2)的束型呈曲线形式，其在墙体厚度最大位置处贴近靠坑内(N)一侧，而在墙顶和墙底位置处均贴近靠坑外(W)一侧。2.如权利要求1所述的预应力异形地下连续墙，其特征在于，所述异形剖面中，墙体两端厚度为墙体最大厚度的一半。3.如权利要求1所述的预应力异形地下连续墙，其特征在于，所述异形地下连续墙(1)中，注浆管道(6)每隔一定间距通过钢丝(8)绑扎固定于墙内钢筋笼(3)上，以保持预应力钢筋(2)具有曲线形式的束型，且注浆管道(6)的每一个绑扎位置与对应的墙内钢筋笼(3)之间均通过夹持垫块(9)保持间隔。4.如权利要求1所述的预应力异形地下连续墙，其特征在于，所述预应力钢筋(2)的底部通过底端锚固装置固定于位于异形地下连续墙(1)底面的止水端板(10)上，且所述注浆管道(6)的底部与止水端板(10)之间保持密闭。5.如权利要求1所述的预应力异形地下连续墙，其特征在于，所述预应力钢筋(2)的顶部通过顶端锚固装置固定于所述压顶梁(4)顶面的凹槽中，且所述凹槽通过细石混凝土(7)填充封闭。6.如权利要求1所述的预应力异形地下连续墙，其特征在于，所述注浆管道(6)为PVC管道。7.一种如权利要求1～6任一所述预应力异形地下连续墙的施工方法，其特征在于，包括：S1、沿基坑的外围按照设计深度机械开挖地下连续墙沟槽，并在基坑的坑底(D)位置向坑外对沟槽进行扩孔，使沟槽的跨度由中间向两端渐缩，形成满足所述异形剖面的异形沟槽；S2、对所述异形沟槽按照设计要求绑扎...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰卿，谢旻杲，沈汉斌，肖婷，王健，陈世凯，何骏炜，
申请(专利权)人：浙江大地勘测设计有限公司，
类型：发明
国别省市：