CN119041396B - 一种几何互锁的装配式地下连续墙结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种几何互锁的装配式地下连续墙结构及其施工方法，装配式地下连续墙结构包括若干单体墙段、若干锁管组件和若干连接钢盖板，若干个单体墙段之间通过若干锁管组件、若干连接钢盖板装配成整体的地下连续墙。本发明的装配式地连墙可通过参数化设计、工业化生产，质量易于保证，单体墙段可以根据工程属地的运输、施工机械自由划分，工程的适用性更广；避免了现浇地下连续墙施工工艺复杂、施工周期长的缺点，可快速装配成型，施工效率高，缩短了工期；相邻单体墙段接缝刚度连续，相邻墙幅接头几何互锁，墙段拼装而成的地连墙接缝与接头能保持协同变形，具有更好的防水防渗效果，具有良好的应用前景。

Description

一种几何互锁的装配式地下连续墙结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑地下连续墙的技术领域，尤其涉及一种几何互锁的装配式地下连续墙结构及其施工方法。

背景技术

地下连续墙是深大基坑工程中广泛用到的一种支护结构形式，具有较大的结构刚度和良好的整体性，在基坑开挖过程中具有较高的安全性。地下连续墙按施工工艺可分为现浇地连墙和装配式地连墙两种。相比于传统的现浇地连墙，装配式地连墙具有参数化设计、工业化生产、质量易于保证的特点，在施工过程中避免了钢筋绑扎、混凝土浇筑，可快速装配成型，缩短了工期。

为了满足地连墙运输的容积和重量，装配式地连墙通常会沿地连墙长度和深度方向划分为若干墙段，通过接缝和接头结构实现墙段之间的错缝拼接。但当前的装配式地连墙在接缝和接头处理仍是重难点问题，处理不当容易在接缝和接头处出现渗水现象，且接缝处的承载力突变和刚度不连续引起地连墙服役性能的降低，限制了装配式地连墙的推广和工程应用范围。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种几何互锁的装配式地下连续墙结构及其施工方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种几何互锁的装配式地下连续墙结构，包括若干单体墙段、若干锁管组件和若干连接钢盖板，若干个单体墙段之间通过若干锁管组件、若干连接钢盖板装配成整体的地下连续墙。

单体墙段包括墙体，墙体的左端、右端设有交错的Z字形接头，Z字形接头的三个端面中间位置均设有竖向贯通的“Ω”形锁口槽，墙体顶部设有左右向倾斜贯穿的榫槽，榫槽两端分别与Z字形接头的阴角端面连通，墙体顶部前后两侧均设有若干竖向高强螺杆，墙体底部设有左右向倾斜设置的榫头，榫头两端分别对应Z字形接头的阴角端面设置，榫头的几何形状、水平位置与榫槽相对应，墙体底部前后两侧均设有若干螺栓孔，螺栓孔与竖向高强螺杆的位置一一对应，墙体正面上下两侧、背面上下两侧均设有缩进槽，缩进槽表面均设有若干水平高强螺杆。

墙体正面下端、背面下端对应每个螺栓孔均设有一个螺栓拧紧手孔，螺栓孔上端与对应的螺栓拧紧手孔贯通。

锁管组件包括普通连接锁管组件和测斜式连接锁管组件；测斜式连接锁管组件连接在相邻两个单体墙段的Z字形接头中间连接端面对应的“Ω”形锁口槽之间，普通连接锁管组件连接在相邻两个单体墙段的Z字形接头其他两个连接端面的“Ω”形锁口槽之间。

普通连接锁管组件包括两根钢花管，两根钢花管外壁之间平行焊接有两个第一钢板，钢花管外壁上均布有若干第一注浆孔。

测斜式连接锁管组件包括两根切口钢花管，两个切口钢花管的切口之间焊接有测斜内钢管，两个切口钢花管外壁之间在测斜内钢管两侧平行焊接有两个第二钢板，切口钢花管外壁上均布有若干第二注浆孔。

连接钢盖板的尺寸与缩进槽的尺寸一致，连接钢盖板上开设有若干连接孔，连接孔与水平高强螺杆一一对应设置。

螺栓孔的直径大于竖向高强螺杆的直径；钢花管、切口钢花管的直径小于“Ω”形锁口槽的直径。

上述的一种几何互锁的装配式地下连续墙结构的施工方法，具体步骤为：

S1、上端的单体墙段在进行拼装时，先清理下端的单体墙段顶部榫槽内的杂物、涂刷粘结剂并铺设密封垫，在上端的单体墙段底部榫头上涂刷粘结剂；

S2、将上端的单体墙段底部的螺栓孔对准下端的单体墙段顶部的竖向高强螺杆，竖向高强螺杆插入对应的螺栓孔，在上端的单体墙段的螺栓拧紧手孔内穿出的竖向高强螺杆上旋紧配套的螺母，通过电动扭矩扳手紧固并对竖向高强螺杆施加预拉力，预拉力施加完毕后，利用马蹄脂封闭螺栓拧紧手孔；

S3、在上端的单体墙段、下端的单体墙段接缝处安装连接钢盖板，使水平高强螺杆穿出连接钢盖板的连接孔并旋紧配套的螺母，并通过电动扭矩扳手紧固并对水平高强螺杆施加预拉力；

S4、按照步骤S2、步骤S3依次竖向拼装单体墙段并下放至地连墙槽内形成第一个竖向墙幅，单体墙段的Z字形接头形成了第一个竖向墙幅的竖向接头，竖向接头处的“Ω”形锁口槽是对齐贯通的，利用振动锤击设备或静压设备将锁管组件的普通连接锁管组件、测斜式连接锁管组件插入对应的“Ω”形锁口槽内；

S5、以拼装完成的第一个竖向墙幅和锁管组件为导向，在下一幅地连墙槽内依次错缝拼装单体墙段，形成第二个竖向墙幅，并在第二个竖向墙幅的“Ω”形锁口槽中插入锁管组件的普通连接锁管组件、测斜式连接锁管组件；第二个竖向墙幅的最底部、最顶部的单体墙段的高度为第一个竖向墙幅的单体墙段高度的0.5倍或1.5倍，实现第二个竖向墙幅与第一个竖向墙幅的错缝拼装；

S6、沿地连墙的走向，依次拼装其余的竖向墙幅形成整片地连墙，并通过注浆泵在锁管组件的钢花管、切口钢花管内注入防渗注浆材料，利用压力使防渗注浆材料从第一注浆孔、第二注浆孔充分弥散地连墙接头缝隙并硬化，实现竖向接缝处的防水性能。

步骤S4中，测斜内钢管内设置测斜装置，测斜装置包括测斜管和测斜仪，测斜管放在测斜内钢管内，并用细砂或浆液密实，测斜仪放在测斜管内，通过测斜装置随时观测地连墙的倾斜程度，保证安装的精度。

本发明的有益效果是：本发明的装配式地连墙可通过参数化设计、工业化生产，质量易于保证，单体墙段可以根据工程属地的运输、施工机械自由划分，工程的适用性更广；避免了现浇地下连续墙施工工艺复杂、施工周期长的缺点，可快速装配成型，施工效率高，缩短了工期；相邻单体墙段接缝刚度连续，相邻墙幅接头几何互锁，墙段拼装而成的地连墙接缝与接头能保持协同变形，具有更好的防水防渗效果，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明中单体墙段一个方向的结构示意图；

图2为本发明中单体墙段另外一个方向的结构示意图；

图3为本发明中普通连接锁管组件的结构示意图；

图4为本发明中测斜式连接锁管组件的结构示意图；

图5为本发明中连接钢盖板的结构示意图；

图6为本发明中竖向墙幅相邻单体墙段拼装的示意图；

图7为本发明中相邻竖向墙幅错缝拼装的示意图；

图中：1-单体墙段；2-锁管组件；3-连接钢盖板；

11-墙体；12-Z字形接头；13-“Ω”形锁口槽；14-榫槽；15-竖向高强螺杆；16-榫头；17-螺栓孔；18-缩进槽；19-水平高强螺杆；110-螺栓拧紧手孔；

21-普通连接锁管组件；22-测斜式连接锁管组件；

211-钢花管；212-第一钢板；213-第一注浆孔；

221-切口钢花管；222-测斜内钢管；223-第二钢板；224-第二注浆孔；

31-连接孔；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

一种几何互锁的装配式地下连续墙结构，如图1-图7所示，包括若干单体墙段1、若干锁管组件2和若干连接钢盖板3，若干个单体墙段1之间通过若干锁管组件2、若干连接钢盖板3装配成整体的地下连续墙。

单体墙段1如图1、图2所示，包括墙体11，墙体11的左端、右端设有交错的Z字形接头12，Z字形接头12的三个端面中间位置均设有竖向贯通的“Ω”形锁口槽13，墙体11顶部设有左右向倾斜贯穿的榫槽14，榫槽14两端分别与Z字形接头12的阴角端面连通，墙体11顶部前后两侧均设有若干竖向高强螺杆15，墙体11底部设有左右向倾斜设置的榫头16，榫头16两端分别对应Z字形接头12的阴角端面设置，榫头16的几何形状、水平位置与榫槽14相对应，墙体11底部前后两侧均设有若干螺栓孔17，螺栓孔17与竖向高强螺杆15的位置一一对应，螺栓孔17的直径略大于竖向高强螺杆15的直径，墙体11正面上下两侧、背面上下两侧均设有缩进槽18，缩进槽18表面均设有若干水平高强螺杆19，墙体11正面下端、背面下端对应每个螺栓孔17均设有一个螺栓拧紧手孔110，螺栓孔17上端与对应的螺栓拧紧手孔110贯通。

锁管组件2如图3、图4所示，包括普通连接锁管组件21和测斜式连接锁管组件22；测斜式连接锁管组件22连接在相邻两个单体墙段1的Z字形接头12中间连接端面对应的“Ω”形锁口槽13之间，普通连接锁管组件21连接在相邻两个单体墙段1的Z字形接头12其他两个连接端面的“Ω”形锁口槽13之间。

普通连接锁管组件21包括两根钢花管211，两根钢花管211外壁之间平行焊接有两个第一钢板212，钢花管211外壁上均布有若干第一注浆孔213。

测斜式连接锁管组件22包括两根切口钢花管221，两个切口钢花管221的切口之间焊接有测斜内钢管222，两个切口钢花管221外壁之间在测斜内钢管222两侧平行焊接有两个第二钢板223，切口钢花管221外壁上均布有若干第二注浆孔224。

钢花管211、切口钢花管221的直径略小于“Ω”形锁口槽13的尺寸。

连接钢盖板3如图5所示，的尺寸与缩进槽18的尺寸一致，连接钢盖板3上开设有若干连接孔31，连接孔31与水平高强螺杆19一一对应设置。

进行地连墙施工时，在地连墙成槽位置，利用已拼装成型的地连墙幅、插入的锁管组件2、导向架提供导向作用，将单体墙段1依次从下至上拼装，并逐节吊入地连墙槽内，竖向形成一幅地连墙；将锁管组件2插入竖向墙幅的“Ω”形锁口槽13内，依次拼装下一幅地连墙，相邻墙幅之间通过错缝拼装，最终形成整片地连墙，具体步骤为：

S1、上端的单体墙段1在进行拼装时，先清理下端的单体墙段1顶部榫槽14内的杂物、涂刷粘结剂并铺设密封垫，在上端的单体墙段1底部榫头16上涂刷粘结剂；

S2、将上端的单体墙段1底部的螺栓孔17对准下端的单体墙段1顶部的竖向高强螺杆15，竖向高强螺杆15插入对应的螺栓孔17，在上端的单体墙段1的螺栓拧紧手孔110内穿出的竖向高强螺杆15上旋紧配套的螺母，通过电动扭矩扳手紧固并对竖向高强螺杆15施加预拉力，预拉力施加完毕后，利用马蹄脂封闭螺栓拧紧手孔110；

对竖向高强螺杆15施加预拉力，可使密封垫与上端的单体墙段1、下端的单体墙段1充分接触，并且可使上端的单体墙段1、下端的单体墙段1水平接缝处混凝土全截面受压，提高了水平接缝的防水性能；

相邻单体墙段1的榫头16与榫槽14的紧密贴合，提高了水平接缝的抗剪能力；

S3、在上端的单体墙段1、下端的单体墙段1接缝处安装连接钢盖板3，使水平高强螺杆19穿出连接钢盖板3的连接孔31并旋紧配套的螺母，并通过电动扭矩扳手紧固并对水平高强螺杆19施加预拉力；

对水平高强螺杆19施加预拉力，可使接缝两侧的连接钢盖板3与上端的单体墙段1、下端的单体墙段1协调变形，连接钢盖板3与接缝处全截面受压，共同保证了上端的单体墙段1、下端的单体墙段1的承载力和刚度连续性；

S4、按照步骤S2、步骤S3依次竖向拼装单体墙段1并下放至地连墙槽内形成第一个竖向墙幅，如图6所示，单体墙段1的Z字形接头12形成了第一个竖向墙幅的竖向接头，竖向接头处的“Ω”形锁口槽13是对齐贯通的，利用振动锤击设备或静压设备将锁管组件2的普通连接锁管组件21、测斜式连接锁管组件22插入对应的“Ω”形锁口槽13内；

测斜内钢管222内设置测斜装置，测斜装置包括测斜管和测斜仪，测斜管放在测斜内钢管222内，并用细砂或浆液密实，测斜仪放在测斜管内，通过测斜装置随时观测地连墙的倾斜程度，保证安装的精度；

S5、以拼装完成的第一个竖向墙幅和锁管组件2为导向，在下一幅地连墙槽内依次错缝拼装单体墙段1，形成第二个竖向墙幅，并在第二个竖向墙幅的“Ω”形锁口槽13中插入锁管组件2的普通连接锁管组件21、测斜式连接锁管组件22；第二个竖向墙幅的最底部、最顶部的单体墙段1的高度为第一个竖向墙幅的单体墙段1高度的0.5倍或1.5倍，实现第二个竖向墙幅与第一个竖向墙幅的错缝拼装，如图7所示；

S6、沿地连墙的走向，依次拼装其余的竖向墙幅形成整片地连墙，并通过注浆泵在锁管组件2的钢花管211、切口钢花管221内注入防渗注浆材料，利用压力使防渗注浆材料从第一注浆孔213、第二注浆孔224充分弥散地连墙接头缝隙并硬化，实现竖向接缝处的防水性能；

注浆硬化后的锁管组件2与相邻墙幅的“Ω”形锁口槽13之间相互咬合、相互约束，使相邻墙幅之间的变形协调，实现了锁管组件2与相邻墙幅的几何互锁。

本发明的装配式地连墙可通过参数化设计、工业化生产，质量易于保证，单体墙段1可以根据工程属地的运输、施工机械自由划分，工程的适用性更广；避免了现浇地下连续墙施工工艺复杂、施工周期长的缺点，可快速装配成型，施工效率高，缩短了工期；相邻单体墙段1接缝刚度连续，相邻墙幅接头几何互锁，墙段拼装而成的地连墙接缝与接头能保持协同变形，具有更好的防水防渗效果，具有良好的应用前景。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种几何互锁的装配式地下连续墙结构的施工方法，其特征在于，

几何互锁的装配式地下连续墙结构包括若干单体墙段（1）、若干锁管组件（2）和若干连接钢盖板（3），若干个单体墙段（1）之间通过若干锁管组件（2）、若干连接钢盖板（3）装配成整体的地下连续墙；单体墙段（1）包括墙体（11），墙体（11）的左端、右端设有交错的Z字形接头（12），Z字形接头（12）的三个端面中间位置均设有竖向贯通的“Ω”形锁口槽（13），墙体（11）顶部设有左右向倾斜贯穿的榫槽（14），榫槽（14）两端分别与Z字形接头（12）的阴角端面连通，墙体（11）顶部前后两侧均设有若干竖向高强螺杆（15），墙体（11）底部设有左右向倾斜设置的榫头（16），榫头（16）两端分别对应Z字形接头（12）的阴角端面设置，榫头（16）的几何形状、水平位置与榫槽（14）相对应，墙体（11）底部前后两侧均设有若干螺栓孔（17），螺栓孔（17）与竖向高强螺杆（15）的位置一一对应，墙体（11）正面上下两侧、背面上下两侧均设有缩进槽（18），缩进槽（18）表面均设有若干水平高强螺杆（19），墙体（11）正面下端、背面下端对应每个螺栓孔（17）均设有一个螺栓拧紧手孔（110），螺栓孔（17）上端与对应的螺栓拧紧手孔（110）贯通；锁管组件（2）包括普通连接锁管组件（21）和测斜式连接锁管组件（22），测斜式连接锁管组件（22）连接在相邻两个单体墙段（1）的Z字形接头（12）中间连接端面对应的“Ω”形锁口槽（13）之间，普通连接锁管组件（21）连接在相邻两个单体墙段（1）的Z字形接头（12）其他两个连接端面的“Ω”形锁口槽（13）之间，普通连接锁管组件（21）包括两根钢花管（211），两根钢花管（211）外壁之间平行焊接有两个第一钢板（212），钢花管（211）外壁上均布有若干第一注浆孔（213），测斜式连接锁管组件（22）包括两根切口钢花管（221），两个切口钢花管（221）的切口之间焊接有测斜内钢管（222），两个切口钢花管（221）外壁之间在测斜内钢管（222）两侧平行焊接有两个第二钢板（223），切口钢花管（221）外壁上均布有若干第二注浆孔（224）；连接钢盖板（3）的尺寸与缩进槽（18）的尺寸一致，连接钢盖板（3）上开设有若干连接孔（31），连接孔（31）与水平高强螺杆（19）一一对应设置；

具体步骤为：

S1、上端的单体墙段（1）在进行拼装时，先清理下端的单体墙段（1）顶部榫槽（14）内的杂物、涂刷粘结剂并铺设密封垫，在上端的单体墙段（1）底部榫头（16）上涂刷粘结剂；

S2、将上端的单体墙段（1）底部的螺栓孔（17）对准下端的单体墙段（1）顶部的竖向高强螺杆（15），竖向高强螺杆（15）插入对应的螺栓孔（17），在上端的单体墙段（1）的螺栓拧紧手孔（110）内穿出的竖向高强螺杆（15）上旋紧配套的螺母，通过电动扭矩扳手紧固并对竖向高强螺杆（15）施加预拉力，预拉力施加完毕后，利用马蹄脂封闭螺栓拧紧手孔（110）；

S3、在上端的单体墙段（1）、下端的单体墙段（1）接缝处安装连接钢盖板（3），使水平高强螺杆（19）穿出连接钢盖板（3）的连接孔（31）并旋紧配套的螺母，并通过电动扭矩扳手紧固并对水平高强螺杆（19）施加预拉力；

S4、按照步骤S2、步骤S3依次竖向拼装单体墙段（1）并下放至地连墙槽内形成第一个竖向墙幅，单体墙段（1）的Z字形接头（12）形成了第一个竖向墙幅的竖向接头，竖向接头处的“Ω”形锁口槽（13）是对齐贯通的，利用振动锤击设备或静压设备将锁管组件（2）的普通连接锁管组件（21）、测斜式连接锁管组件（22）插入对应的“Ω”形锁口槽（13）内；

S5、以拼装完成的第一个竖向墙幅和锁管组件（2）为导向，在下一幅地连墙槽内依次错缝拼装单体墙段（1），形成第二个竖向墙幅，并在第二个竖向墙幅的“Ω”形锁口槽（13）中插入锁管组件（2）的普通连接锁管组件（21）、测斜式连接锁管组件（22）；第二个竖向墙幅的最底部、最顶部的单体墙段（1）的高度为第一个竖向墙幅的单体墙段（1）高度的0.5倍或1.5倍，实现第二个竖向墙幅与第一个竖向墙幅的错缝拼装；

S6、沿地连墙的走向，依次拼装其余的竖向墙幅形成整片地连墙，并通过注浆泵在锁管组件（2）的钢花管（211）、切口钢花管（221）内注入防渗注浆材料，利用压力使防渗注浆材料从第一注浆孔（213）、第二注浆孔（224）充分弥散地连墙接头缝隙并硬化，实现竖向接缝处的防水性能。

2.根据权利要求1所述的一种几何互锁的装配式地下连续墙结构的施工方法，其特征在于，步骤S4中，测斜内钢管（222）内设置测斜装置，测斜装置包括测斜管和测斜仪，测斜管放在测斜内钢管（222）内，并用细砂或浆液密实，测斜仪放在测斜管内，通过测斜装置随时观测地连墙的倾斜程度，保证安装的精度。

3.根据权利要求2所述的一种几何互锁的装配式地下连续墙结构的施工方法，其特征在于，螺栓孔（17）的直径大于竖向高强螺杆（15）的直径；钢花管（211）、切口钢花管（221）的直径小于“Ω”形锁口槽（13）的直径。