一种预制先张预应力地下连续墙及其施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种预制先张预应力地下连续墙及其施工方法，预张拉钢筋在地连墙构件里全长布置但非全长张拉，仅在拉力较大区域施加预应力，有利于作为围护结构的地连墙在支撑及地下室楼板的复杂换撑工况下发挥更有利的预应力作用。同时，预制先张预应力地连墙采用的预制的地连墙构件现场组装，因此在节省材料的同时也大大节省人工成本，以较低廉的成本获得更好的施工质量和速度，具有经济，简便耐用等优越性，具有很好的使用价值和推广价值。先张法施加预应力可以采用直拉的方式，这样就可以在地连墙构件截面上布置孔洞以节省材料。总之，预制先张预应力地下连续墙具有承载能力高、刚度大、抗裂能力强且用钢量、混凝土量都少的优点。
【专利说明】
一种预制先张预应力地下连续墙及其施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种承载能力高、刚度大、抗裂能力强且用钢量，混凝土量都少的预制先张预应力地下连续墙及其施工方法，特别适用于预制地下连续墙作为基坑围护及地下室外墙时的张拉处理。
【背景技术】
[0002]常规地下连续墙(以下简称为地连墙)存在较多问题，比如易引起墙面无规则渗水，墙面的平整度难以控制，两幅地连墙接头处容易渗水，无法直接作为地下室外墙，工程费用较高等。相比较而言，预制预应力地下连续墙则存在如下优点:
[0003](I)墙体工厂预制，表面较为平整，无需再做内衬墙就可以作为地下室外墙，即增加了建筑面积，减少了成本；
[0004](2)预应力的设置增加了墙体刚度，可减少基坑内支撑的数量，从而达到节约成本、节省工期的目的；
[0005](3)可做成空心墙体，减少混凝土用量和用钢量；
[0006](4)减小墙体侧向总的变形量，有利于保护周围环境；
[0007](5)墙板场外制作，不占用施工工期；
[0008](6)绿色节能，减少施工产生的噪声污染和光污染。
[0009]预制预应力地连墙具有常规地连墙所没有的很多优势，且符合未来绿色施工的发展方向。
【发明内容】
[0010]为了解决现有地连墙存在的问题，本发明的目的是提供一种预制先张预应力地下连续墙及其施工方法，以提高地连墙的承载力、刚度和抗裂性能，并且有效地减少了地连墙的钢筋量，混凝土量，从而降低了地连墙钢筋笼吊装的难度和风险，并且提高了施工效率、缩短工期、保证了质量。
[0011]为了实现上述目的，本发明提供一种预制先张预应力地下连续墙，由若干预制先张预应力地下连续墙构件现场组装而成，所述预制先张预应力地下连续墙构件包括:墙体以及位于墙体内的若干预张拉钢筋以及若干预埋套管，所述预制先张预应力地下连续墙构件沿预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向分成:拉力较大区域以及位于拉力较大区域两侧的两个拉力较小或受压区域，所述若干预张拉钢筋沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布于预制先张预应力地下连续墙构件的一侧，所述若干预张拉钢筋沿着预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向全长布置，所述预张拉钢筋的两端分别穿设于对应的所述预埋套管中，所述预埋套管的长度与预埋套管所在的拉力较小或受压区域沿着预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向的长度相同，所述预张拉钢筋上仅位于拉力较大区域的部分进行预应力张拉。
[0012]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙中，所述墙体内还包括若干普通钢筋，所述若干普通钢筋沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布于预制先张预应力地下连续墙构件的内、外两侧，且所述若干预张拉钢筋位于所述若干普通钢筋的内侧。
[0013]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙中，所述若干预张拉钢筋与所述若干普通钢筋错位设置，所述普通钢筋与所述预埋套管之间设置若干矩形石块。
[0014]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙中，所述预埋套管上靠近外侧的一端敞开，另一端用钢片封堵，并且在钢片上开设一个仅供一预张拉钢筋穿过的小孔。
[0015]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙中，所述预制先张预应力地下连续墙构件的中部沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布若干孔洞。
[0016]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙中，所述预张拉钢筋通过预应力张拉机具进行张拉，所述预应力张拉机具包括卷扬机以及固定预张拉钢筋所用的锚具或夹具，锚具或夹具在预埋套管内紧邻钢片处对预张拉钢筋进行固定。。
[0017]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙中，所述预张拉钢筋采用直拉式预应力张拉方式张拉。
[0018]本发明还公开了一种如上所述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法，包括如下步骤:
[0019]步骤一、在预张拉钢筋施加预应力之前，将由普通钢筋制成的钢筋笼平放于专门场地上并用模板支好模，而预张拉钢筋和预埋套管固定在钢筋笼上，所述预埋套管设置于地连墙拉力较小或受压区域，预埋套管一端敞开，另一端用钢片封堵，并且在钢片上开一个仅够预张拉钢筋穿过的小孔；
[0020]步骤二、对套管内预张拉钢筋进行预应力张拉，使得预张拉钢筋上位于拉力较大区域的部分具有预应力，预张拉钢筋上位于拉力较小或受压区域的部分没有预应力；
[0021 ]步骤三、待预张拉钢筋张拉完成后往模板内浇筑混凝土；
[0022]步骤四、待混凝土强度达到要求以后，撤掉预应力张拉机具，取出预埋套管以重复利用；
[0023]步骤五、预埋套管取出后，再往设置预埋套管的洞内灌满混凝土，形成预制先张预应力地下连续墙构件；
[0024]步骤六、将以上制成的多个预制先张预应力地下连续墙构件运输到施工现场并进行吊装，形成预制先张预应力地下连续墙。
[0025]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法中，所述步骤一前，需先计算出拉力较大区域的位置。
[0026]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法中，在步骤二中，所述预埋套管上靠近外侧的一端敞开，另一端用钢片封堵，并且在钢片上开设一个仅供一预张拉钢筋穿过的小孔，所述预张拉钢筋通过预应力张拉机具进行张拉，所述预应力张拉机具包括卷扬机以及固定预张拉钢筋所用的锚具或夹具，锚具或夹具在预埋套管内紧邻钢片处对预张拉钢筋进行固定。
[0027]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0028]—、本发明提供的预制先张预应力地下连续墙及其施工方法，预张拉钢筋在地连墙构件里全长布置但非全长张拉，仅在拉力较大区域施加预应力，有利于作为围护结构的地连墙在支撑地下室楼板的复杂换撑工况下发挥更有利的预应力作用;预制先张预应力地连墙采用的预制的地连墙构件现场组装，在节省材料的同时也大大节省人工成本，能够以较低廉的成本获得更好的施工质量和速度，具有经济，简便耐用等优越性，具有很好的使用价值和推广价值。
[0029]二、本发明提供的预制先张预应力地下连续墙及其施工方法中，预张拉钢筋采用直拉式预应力张拉方式张拉，因此，能够通过预张拉钢筋与混凝土之间的粘结力承载所施加预应力，从而达到减小挠度控制裂缝的作用。
[0030]三、本发明提供的预制先张预应力地下连续墙及其施工方法中，所述墙体由于采用先张法直拉即直拉式预应力张拉方式布置预张拉钢筋，并且采用预制先张预应力地下连续墙构件，因此可以在所述预制先张预应力地下连续墙构件的中部沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布若干孔洞，即在地连墙构件的截面上设置孔洞，从而减小地连墙的重量，方便地连墙的运输与吊装。
【附图说明】
[0031]图1为本发明一实施例的预制先张预应力地下连续墙构件的俯视平面图。
[0032]图2为图1的A-A剖面图。
[0033]图3为图1的B-B剖面图。
[0034]图4为套管详图。
[0035]图5为钢片详图。
[0036]图中:1、普通钢筋;2、孔洞;3、墙体;4、预张拉钢筋;5、预埋套管;6、拉力较大区域；
7、拉力较小或受压区域;8、钢片;9、小孔;10、焊缝;11、矩形石块。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本发明的预制先张预应力地下连续墙及其施工方法进一步说明。
[0038]本发明的预制先张预应力地连墙的设计思路是对地连墙施加先张法预应力，在拉力较大区域施加预应力，而拉力较小或受压区域不施加预应力。在钢筋施加预应力之前，将钢筋笼平放在专门场地上并用模板支好模，而预张拉钢筋和预埋套管固定在钢筋笼上，预埋套管外表面可涂抹润滑材料以方便取出。对相对设置的预埋套管间的预张拉钢筋进行预应力张拉，待预张拉钢筋张拉完成后往模板内浇筑混凝土。预应力张拉完成后，可取出预埋套管以重复利用。预埋套管取出后，再往预埋套管所在的洞内灌满混凝土。这样就形成了预制先张预应力地下连续墙构件。把这些预制先张预应力地下连续墙构件运输到施工现场并进行吊装，就形成了预制先张预应力地下连续墙。
[0039]请参阅图1至图5，本实施例提供了一种预制先张预应力地下连续墙(以下简称地连墙)，由若干预制先张预应力地下连续墙构件(以下简称地下墙构件)现场组装而成，所述预制先张预应力地下连续墙构件包括:墙体3以及位于墙体3内的若干预张拉钢筋4以及若干预埋套管5，所述预制先张预应力地下连续墙构件沿预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向分成:拉力较大区域6以及位于拉力较大区域6两侧的两个拉力较小或受压区域7，所述若干预张拉钢筋4沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布于预制先张预应力地下连续墙构件的一侧(通常为地连墙使用时的外侧)，所述若干预张拉钢筋4沿着预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向全长布置，所述预张拉钢筋4的两端分别穿设于对应的所述预埋套管5中，所述预埋套管5的长度与预埋套管5所在的拉力较小或受压区域7沿着预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向的长度相同，所述预张拉钢筋4上仅位于拉力较大区域6的部分进行预应力张拉。本实施例中，预张拉钢筋4在地连墙构件里全长布置但非全长张拉，仅在拉力较大区域6施加预应力，有利于作为围护结构的预制先张预应力地下连续墙在支撑地下室楼板的复杂换撑工况下发挥更有利的预应力作用;预制先张预应力地连墙采用的是地连墙构件现场组装，能够在节省材料的同时，大大节省人工成本，从而以较低廉的成本获得更好的施工质量和速度，具有经济，简便耐用等优越性，具有很好的使用价值和推广价值。
[0040]优选的，在本实施例的预制先张预应力地下连续墙中，所述墙体3还包括若干普通钢筋I，所述若干普通钢筋I沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布于预制先张预应力地下连续墙构件的内、外两侧，且所述若干预张拉钢筋4位于所述若干普通钢筋I的内侦U。为了提高预制先张预应力地下连续墙构件的强度，从而提高整个预制先张预应力地下连续墙的强度，优选的，在本实施例的预制先张预应力地下连续墙中，所述若干预张拉钢筋4与所述若干普通钢筋I错位设置。
[0041]由于地连墙构件在浇筑施工过程中，是水平设置的，预张拉钢筋位于地连墙构件的下侧，为了将普通钢筋与预张拉钢筋分开，优选的，在本实施例的预制先张预应力地下连续墙中，所述普通钢筋与所述预埋套管之间设置若干矩形石块11。通过矩形石块11支撑预张拉钢筋并将预张拉钢筋于普通钢筋分割开，以免影响预应力施加效果。
[0042]优选的，在本实施例的预制先张预应力地下连续墙中，所述预埋套管5上靠近外侧的一端敞开，另一端用钢片8封堵，并且在钢片8上开设一个仅供一预张拉钢筋4穿过的小孔
9。所述钢片8与预埋套管5之间通过焊接连接，从而在钢片8与预埋套管5之间形成焊缝10，所述小孔9比预张拉钢筋4略粗。通过设置如上结构的预埋套管5，可以将所述预制先张预应力地下连续墙构件沿预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向分成三个区间即拉力较大区域6以及位于拉力较大区域6两侧的两个拉力较小或受压区域7，从而可以仅对所述预张拉钢筋4上位于拉力较大区域6的部分进行预应力张拉，有利于作为围护结构的地连墙在支撑地下室楼板的复杂换撑工况下发挥更有利的预应力作用。
[0043]优选的，在本实施例的预制先张预应力地下连续墙中，所述预制先张预应力地下连续墙构件的中部沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布若干孔洞2。由于所述墙体3采用先张法直拉即直拉式预应力张拉方式张拉后的预张拉钢筋4，并且采用预制先张预应力地下连续墙构件，因此，所述预制先张预应力地下连续墙构件的中部沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布若干孔洞2，即在地连墙构件截面上设置孔洞2，从而能够减小地连墙构件的重量，方便地连墙构件的运输与吊装。
[0044]优选的，在本实施例的预制先张预应力地下连续墙中，所述预张拉钢筋4通过预应力张拉机具进行张拉，所述预应力张拉机具包括卷扬机以及固定预张拉钢筋4所用的锚具或夹具(未图示)，所述锚具或夹具在预埋套管5内紧邻钢片9处对预张拉钢筋进行固定，从而实现仅对预张拉钢筋4上位于拉力较大区域6的部分施加预应力。优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙中，还包括临时固定使用的锚具或夹具，临时固定使用的锚具或夹具可以满足浇筑混凝土后待其强度达到设计值75%以上时切断放松钢筋的承载要求。
[0045]优选的，在本实施例的预制先张预应力地下连续墙中，所述预张拉钢筋4采用直拉式预应力张拉方式张拉。
[0046]请继续参阅图1至图5，本实施例还公开了一种如上所述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法，包括如下步骤:
[0047]步骤一、在预张拉钢筋4施加预应力之前，将由普通钢筋I制成的钢筋笼平放于专门场地上并用模板支好模，而预张拉钢筋4和预埋套管5固定在钢筋笼上，所述预埋套管5设置于地连墙拉力较小或受压区域7，预埋套管5—端敞开，另一端用钢片8封堵，并且在钢片8上开一个仅够预张拉钢筋4穿过的小孔9。
[0048]步骤二、对预张拉钢筋4进行预应力张拉，使得预张拉钢筋4上位于拉力较大区域6的部分具有预应力，预张拉钢筋4上位于拉力较小或受压区域7的部分没有预应力，即使得预张拉钢筋4上位于两个对应预埋套管5间的部分具有预应力，位于6位于预埋套管5内的部分没有预应力。由于预张拉钢筋4在地连墙构件里全长布置但非全长张拉，仅在拉力较大区域6施加预应力，有利于作为围护结构的地连墙在支撑地下室楼板的复杂换撑工况下发挥更有利的预应力作用。
[0049 ]步骤三、待预张拉钢筋4张拉完成后往模板内浇筑混凝土。
[0050]步骤四、待混凝土强度达到要求以后，撤掉预应力张拉机具，取出预埋套管5以重复利用。
[0051]步骤五、预埋套管5取出后，再往设置预埋套管5的洞内灌满混凝土，形成预制先张预应力地下连续墙构件。
[0052]步骤六、将以上制成的多个预制先张预应力地下连续墙构件运输到施工现场并进行吊装，形成预制先张预应力地下连续墙。由于预制先张预应力地连墙采用预制地连墙构件现场组装的方式，在节省材料的同时也大大节省人工成本，能够以较低廉的成本获得更好的施工质量和速度，具有经济，简便耐用等优越性，具有很好的使用价值和推广价值。
[0053]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法中，所述步骤一前，需先计算出拉力较大区域6的位置。
[0054]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法中，，所述预埋套管上靠近外侧的一端敞开，另一端用钢片封堵，并且在钢片上开设一个仅供一预张拉钢筋穿过的小孔，所述预张拉钢筋通过预应力张拉机具进行张拉，所述预应力张拉机具包括卷扬机以及固定预张拉钢筋所用的锚具或夹具，锚具或夹具在预埋套管内紧邻钢片处对预张拉钢筋进行固定。
[0055]优选的，在上述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法中，在步骤二中，使用批量张拉的方法，以提高地连墙构件制作效率。
[0056]综上所述，本发明的有益效果如下:
[0057]一、本发明提供的预制先张预应力地下连续墙及其施工方法，预张拉钢筋在地连墙构件里全长布置但非全长张拉，仅在拉力较大区域施加预应力，有利于作为围护结构的地连墙在支撑地下室楼板的复杂换撑工况下发挥更有利的预应力作用;预制先张预应力地连墙采用的预制的地连墙构件现场组装，在节省材料的同时也大大节省人工成本，能够以较低廉的成本获得更好的施工质量和速度，具有经济，简便耐用等优越性，具有很好的使用价值和推广价值。
[0058]二、本发明提供的预制先张预应力地下连续墙及其施工方法中，预张拉钢筋采用直拉式预应力张拉方式张拉，因此，能够通过预张拉钢筋与混凝土之间的粘结力承载所施加预应力，从而达到减小挠度控制裂缝的作用。
[0059]三、本发明提供的预制先张预应力地下连续墙及其施工方法中，所述墙体由于采用先张法直拉即直拉式预应力张拉方式布置预张拉钢筋，并且采用预制先张预应力地下连续墙构件，因此所述预制先张预应力地下连续墙构件的中部沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布若干孔洞，即在地连墙构件的截面上设置孔洞，从而减小地连墙的重量，方便地连墙的运输与吊装。
【主权项】
1.一种预制先张预应力地下连续墙，由若干预制先张预应力地下连续墙构件现场组装而成，其特征在于，所述预制先张预应力地下连续墙构件包括:墙体以及位于墙体内的若干预张拉钢筋以及若干预埋套管，所述预制先张预应力地下连续墙构件沿预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向分成:拉力较大区域以及位于拉力较大区域两侧的两个拉力较小或受压区域，所述若干预张拉钢筋沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布于预制先张预应力地下连续墙构件的一侧，所述若干预张拉钢筋沿着预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向全长布置，所述预张拉钢筋的两端分别穿设于对应的所述预埋套管中，所述预埋套管的长度与预埋套管所在的拉力较小或受压区域沿着预制先张预应力地下连续墙构件的高度方向的长度相同，所述预张拉钢筋上仅位于拉力较大区域的部分进行预应力张拉。2.如权利要求1所述的预制先张预应力地下连续墙，其特征在于，所述墙体内还包括若干普通钢筋，所述若干普通钢筋沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布于预制先张预应力地下连续墙构件的内、外两侧，且所述若干预张拉钢筋位于所述若干普通钢筋的内侧。3.如权利要求2所述的预制先张预应力地下连续墙，其特征在于，所述若干预张拉钢筋与所述若干普通钢筋错位设置，所述普通钢筋与所述预埋套管之间设置若干矩形石块。4.如权利要求1所述的预制先张预应力地下连续墙，其特征在于，所述预埋套管上靠近外侧的一端敞开，另一端用钢片封堵，并且在钢片上开设一个仅供一预张拉钢筋穿过的小孔。5.如权利要求1所述的预制先张预应力地下连续墙，其特征在于，所述预制先张预应力地下连续墙构件的中部沿着预制先张预应力地下连续墙构件的纵向均布若干孔洞。6.如权利要求4所述的预制先张预应力地下连续墙，其特征在于，所述预张拉钢筋通过预应力张拉机具进行张拉，所述预应力张拉机具包括卷扬机以及固定预张拉钢筋所用的锚具或夹具，锚具或夹具在预埋套管内紧邻钢片处对预张拉钢筋进行固定。7.如权利要求1所述的预制先张预应力地下连续墙，其特征在于，所述预张拉钢筋采用直拉式预应力张拉方式张拉。8.—种如权利要求1-7中任意一项所述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、在预张拉钢筋施加预应力之前，将由普通钢筋制成的钢筋笼平放于专门场地上并用模板支好模，而预张拉钢筋和预埋套管固定在钢筋笼上，所述预埋套管设置于地连墙拉力较小或受压区域，预埋套管一端敞开，另一端用钢片封堵，并且在钢片上开一个仅够预张拉钢筋穿过的小孔； 步骤二、对套管内预张拉钢筋进行预应力张拉，使得预张拉钢筋上位于拉力较大区域的部分具有预应力，预张拉钢筋上位于拉力较小或受压区域的部分没有预应力； 步骤三、待预张拉钢筋张拉完成后往模板内浇筑混凝土 ； 步骤四、待混凝土强度达到要求以后，撤掉预应力张拉机具，取出预埋套管以重复利用； 步骤五、预埋套管取出后，再往设置预埋套管的洞内灌满混凝土，形成预制先张预应力地下连续墙构件； 步骤六、将以上制成的多个预制先张预应力地下连续墙构件运输到施工现场并进行吊装，形成预制先张预应力地下连续墙。9.如权利要求8所述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法，其特征在于，所述步骤一前，需先计算出拉力较大区域的位置。10.如权利要求8所述的预制先张预应力地下连续墙的施工方法，其特征在于，在步骤二中，所述预埋套管上靠近外侧的一端敞开，另一端用钢片封堵，并且在钢片上开设一个仅供一预张拉钢筋穿过的小孔，所述预张拉钢筋通过预应力张拉机具进行张拉，所述预应力张拉机具包括卷扬机以及固定预张拉钢筋所用的锚具或夹具，锚具或夹具在预埋套管内紧邻钢片处对预张拉钢筋进行固定。
【文档编号】E02D5/20GK105908705SQ201610458755
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】胡坚尉
【申请人】上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司