专利名称：一种地下连续墙的钢板柱接头及其施工方法
技术领域：
本发明涉及地下连续墙(以下简称为地连墙)接头的施工方法，具体地说就是一字形排列的一种基坑支护结构——地连墙的单元槽段之间钢板柱接头的施工方法。
背景技术：
为了保证基坑的顺利施工及周边地下设施、建筑物的安全，通常在基坑与基坑侧壁间设置支护结构，基坑支护结构有多种形式。地连墙是一种基坑支护结构，目前在基坑工程中得到越来越多的应用，因为地连墙不仅能完成基坑支护结构的传统功能——作为挡土结构阻止基坑侧壁外的土向基坑内移动，作为止水帷幕防止基坑侧壁外的水流入基坑，而且地连墙可以作为建筑物外墙，承载竖向力。 地连墙由单元槽段、单元槽段之间的接头组成。地连墙施工时，先用成槽机，采用泥浆护壁，开挖出具有一定深度和宽度的单元槽段，在单元槽段内放置钢筋笼，然后浇筑混凝土，用接头将若干个由钢筋笼和混凝土组成的单元槽段连接成水平延伸、连续的地连墙。地连墙的接头类型有许多种，应用较多的是工字形型钢接头。工字形型钢接头常出现基坑侧壁外的水向基坑渗漏，导致基坑侧壁外地下水位下降和水土流失，引起路面沉降、地下管线断裂、已有地面建筑物倾斜等事故。另外，采用工字形型钢接头的地连墙，施工前工字形型钢接头与钢筋笼焊接在一起，组成一个刚度很大的整体。物体刚度大，则物体不易变形。因此，下放时容易发生因单元槽段两槽壁的不平导致钢筋笼无法下放，不仅减缓了施工速度，而且加大了施工成本。为了保证基坑本身、基坑周边地下设施和地面建筑物的安全，同时加快施工速度，节约施工成本，因此，急需解决工字形型钢接头防渗功能不佳而出现的地连墙防渗功能降低和减缓施工速度的问题，但目前尚无解决上述问题的方法。
发明内容
本发明的目的旨在克服单元槽段之间的工字形型钢接头防渗功能不佳而出现的地连墙防渗功能降低的问题和减缓施工速度的问题，从而提供了一种地连墙单元槽段之间钢板柱接头的施工方法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。一种地下连续墙的钢板柱接头，其特征在于该钢板柱2接头是由一块工字形型钢右侧两块翼板I与另一块工字形型钢左侧的两块翼板I对接后焊接制成，钢板柱2接头长度为地连墙的深度3加延长部分的长度4，将延长部分4左侧和右侧各两块翼板I切割掉，在延长部分中央的四个侧面的下部分别钻有一个圆孔5，两根钢板柱2接头下半部的延长部分4放置在单元槽段7两端底部的钻孔6中，上半部与地下连续墙8相连接，钢板柱2接头为钢筋混凝土结构，每个单元槽段7内地下连续墙8通过钢板柱2接头连接而成。
一种地下连续墙钢板柱接头的施工方法，其施工步骤如下
1、平整场地，清除地上障碍物和地下管线，保持场地平整； 2、在场地上把一块工字形型钢的右侧两块翼板I与另一块工字形型钢的左侧两块翼板I焊接起来，变成钢板柱2，并使钢板柱2长度等于地连墙设计深度3+延长部分4 ；
3、割掉钢板柱2中延长部分4左边、右边各二块翼板I;
4、在延长部分4四个侧面的下端，用电动凿孔机各开一个直径0.3m的孔5 ；
5、用成槽机在单元槽段7的场地上挖掘出长方体形状的单元槽段7，单元槽段7的深度等于地连墙设计深度3 ；
6、把旋挖机移至单元槽段7的左侧，旋挖机钻头伸入到地连墙设计深度3，旋钻，开钻钻孔6，钻孔6直径>钢板柱2对角线长度，钻孔6的深度等于延长部分4 ；
7、把旋挖机移至单元槽段7的右侧，旋挖机钻头伸入到地连墙设计深度3，旋钻，开钻钻孔6，钻孔6直径>钢板柱2对角线长度，钻孔6的深度等于延长部分4 ；
8、用吊车把钢板柱2吊入单元槽段7左右两侧的钻孔6中；
9、往钢板柱2内灌注混凝土，则混凝土通过孔5流到钻孔6与延长部分4之间的空隙中，灌注到混凝土顶面至延长部分4顶为止，这样把钢板柱2的底部固定；
10、等钻孔6与延长部分4之间空隙中的混凝土初凝后，往钢板柱2内灌注混凝土至场地面；
11、用吊车沿单元槽段7两槽壁之间的空间，把钢筋笼下放到地连墙设计深度3，并使钢筋笼二端形状缩小部分卡在两块翼板I之间；
12、用混凝土充填包裹钢筋笼、钢筋笼二端形状缩小部分与两块翼板I之间的空隙，并使混凝土顶至场地面，则地连墙第一个单元槽段7左侧钢板柱2接头、第一个单元槽段7、第一个单元槽段7右侧钢板柱2接头施工完成；
13、重复步骤B、C、D、E、G ;
14、用吊车把钢板柱2吊入第二个单元槽段7右侧的钻孔6中；
15、重复步骤I、J、K;
16、用混凝土充填包裹钢筋笼、钢筋笼二端形状缩小部分与两块翼板I之间后形成的空隙，并使混凝土顶至场地面，则地连墙第二个单元槽段7、第二个单元槽段7右侧钢板柱2接头施工完成；
17、如果有其它的单元槽段7和钢板柱2接头，重复步骤M至P，则其它的单元槽段7和钢板柱2接头施工完成。
发明有益效果
I、钢板柱的内部用混凝土充填，增强了钢板柱的钢度，有利于地连墙的稳定性，从而可减少地连墙设计深度，最终可降低建设投资。2、用混凝土充填单元槽段两端形状缩小部分卡在两块翼板之间后形成的空隙，能防止水向基坑渗漏，保证了基坑本身、基坑周边地下设施和地面建筑物的安全。3、接头与钢筋笼分开下放，减少了钢度，能使钢筋笼发生轻微的变形，适应单元槽段两槽壁的不平，解决了钢筋笼下放过程中因单元槽段槽壁的不平导致钢筋笼无法下放的问题，有利于提高施工速度和降低施工成本。
图I为工字形型钢俯视图 图2为工字形型钢主视图
图3为钢板柱俯视图 图4为钢板柱全景图
图5为延长部分放入钻孔后延长部分顶与钻孔俯视图 图6为施工结束后单元槽段之间钢板柱接头俯视图
附图标记1一翼板；2—钢板柱；3—地连墙设计深度；4一延长部分；5—孔；6—钻孔；7—单元槽段；8—地下连续墙。
具体实施例方式实施例I
江苏省南京市河西某基坑深12m，基坑一边长13. 5m。场地面至地面以下4m为粉质粘土，4m以下为粉土，地面以下I. 5m为地下水面。基坑侧壁外IOm为南京地铁2号线。为了保证地铁2号线的绝对安全，必须阻止基坑外的水和土流入基坑内，同时为了减少建设投资，业主决定在基坑与基坑侧壁之间设置地连墙，以发挥地连墙的多功能作用一挡土、止水、作为建筑物的外墙承载竖向力。地连墙长度13. 5m、深度12m、宽度lm，由二个单元槽段7和三个钢板柱2接头组成，每个单元槽段7长度6m、深度12m、宽度lm，每个钢板柱2由12m地连墙设计深度和12m的延长部分4组成，钢板柱2平行地连墙延伸方向的长度为0. 5m，钢板柱2垂直地连墙延伸方向的宽度为0. 9 m，则一种地下连续墙钢板柱接头的施工方法，其施工步骤如下。I、平整场地，清除地上障碍物和地下管线，保持场地平整；
2、采用马鞍山钢铁股份有限公司生产的工字形型钢，每块工字形型钢长度12m，工字形型宽度即“工”字中“竖”线头至末0. 9m，每块翼板I沿地连墙延伸方向的长度为0. 25m，“工”字中“竖”线左右两块翼板I最外端之间的距离是0. 5m，在场地上把一块工字形型钢的底与另一块工字形型钢的顶焊接起来，变成一块长度24m的工字形型钢，在场地上把一块长度24m的工字形型钢的右侧两块翼板I与另一块长度24m的工字形型钢的左侧两块翼板I焊接起来，变成长度24m的钢板柱2，则钢板柱2的长度等于12m的地连墙设计深度3+12m的延长部分4，钢板柱2平行地连墙延伸方向的长度是0. 5m，垂直地连墙延伸方向的宽度是0. 9m ；
3、割掉钢板柱2中延长部分4左边、右边各二块翼板I;
4、在延长部分4的四个侧面的下端、距钢板柱2底面Im处，用58J电动凿孔机各开一个直径0. 3m的孔5 ；
5、用SG35成槽机在单元槽段7场地上挖掘出长度7m、宽度lm、深度12m长方体形状的单元槽段7，单元槽段7的深度等于12m的地连墙设计深度3 ；
6、把ZR100A旋挖机移至单元槽段7左侧，ZR100A旋挖机钻头伸入到地连墙设计深度3，旋钻，开钻钻孔6，钻孔6直径I. lm，钻孔6直径 > 钢板柱2对角线长度/o_93 + 0.52 =1- 03m,钻孔6的深度12m等于12m的延长部分4 ；7、把ZRlOOA旋挖机移至单元槽段7右侧，ZR100A旋挖机钻头伸入到地连墙设计深度3，旋钻，开钻钻孔6，钻孔6直径I. Im,钻孔6直径>钢板柱2对角线长度-/OJJ3 +OjS2=1. 03m,钻孔6的深度12m等于钢板柱2中12m的延长部分4 ；
8、用QY25E吊车把钢板柱2吊入单元槽段7左右两侧的钻孔6中；
9、往钢板柱2内灌注混凝土，则混凝土通过直径0.3m的孔5流到钻孔6与延长部分4之间的空隙中，灌注到混凝土顶面至延长部分4顶为止，这样把钢板柱2的底部固定； 10、等钻孔6与延长部分4之间空隙中的混凝土初凝后，往钢板柱2内灌注混凝土至场地面；
11、用QY25E吊车沿单元槽段7两槽壁之间的空间，把 长度6m、宽度0.9m、深度12m的钢筋笼下放到地连墙设计深度3，其中钢筋笼二端形状缩小部分的长度小于0. 25m、宽度小于0. 9m，使钢筋笼二端形状缩小部分卡在两块翼板I之间；
12、用混凝土充填包裹钢筋笼、钢筋笼二端形状缩小部分卡在两块翼板I之间后形成的空隙，并使混凝土顶至场地面，则第一个单元槽段7左侧钢板柱2接头、第一个单元槽段
7、第一个单元槽段7右侧钢板柱2接头施工完成；
13、重复步骤2、3、4、5、7 ；
14、用QY25E吊车把一根钢板柱2吊入第二个单元槽段7右侧的钻孔6中；
15、重复步骤9、10、11；
16、用混凝土充填包裹钢筋笼、钢筋笼二端形状缩小部分卡在两块翼板I之间后形成的空隙，并使混凝土顶至场地面，则第二个单元槽段7、第二个单元槽段7右侧钢板柱2接头施工完成；
17、至此，长度13.5m的地连墙=0. 5m钢板柱2+6m第一个单元槽段7+0. 5m钢板柱2+6m第二个单元槽段7+0. 5m钢板柱2施工完成。实施例2
江苏省南京市中山路某基坑深12m，基坑一边长13. 5m。场地面至地面以下4m为粘土，4m以下为砂土,地面以下Im为地下水面。基坑侧壁外5m为南京地铁I号线和南京市交通枢纽中山路。为了保证地铁I号线和交通枢纽中山路的绝对安全，必须阻止基坑外的水和土流入基坑内，同时为了减少建设投资，业主决定在基坑与基坑侧壁之间设置地连墙，以发挥地连墙的多功能作用——挡土、止水、作为建筑物外墙承载竖向力。地连墙长度13.5m、深度12m、宽度lm，由二个单元槽段7和三个钢板柱2接头组成，每个单元槽段7长度6m、深度12m、宽度lm，每个钢板柱2由12m地连墙设计深度和18m的延长部分4组成，钢板柱2平行地连墙延伸方向的长度0. 5m，钢板柱2垂直地连墙延伸方向的宽度0. 9 m，则一种地下连续墙钢板柱接头的施工方法，其施工步骤如下。I、平整场地，清除地上障碍物和地下管线，保持场地平整；
2、采用马鞍山钢铁股份有限公司生产的工字形型钢，每块工字形型钢长度12m，工字形型钢宽度即“工”字中“竖”线头至末0. 9m，每块翼板I沿地连墙延伸方向的长度0. 25m，“工”字中“竖”线左右两块翼板I最外端之间的距离是0. 5m，把一块工字形型钢平分成二块长度6m的工字形型钢，然后与另外二块工字形型钢焊接起来，变成一块长度30m的工字形型钢，在场地上把一块长度30m的工字形型钢的右侧两块翼板I与另一块长度30m的工字形型钢的左侧两块翼板I焊接起来，变成长度30m的钢板柱2，则钢板柱2的长度等于12m的地连墙设计深度3+18m的延长部分4，钢板柱2平行地连墙延伸方向的长度是0. 5m,垂直地连墙延伸方向的宽度是0. 9m ；
3、割掉钢板柱2中延长部分4左边、右边各二块翼板I;
4、在延长部分4的四个侧面的下端、距钢板柱2的底面Im处，用58J电动凿孔机各开一个直径0. 3m的孔5 ；
5、用SG35成槽机在单元槽段7场地上挖掘出长度7m、宽度lm、深度12m的长方体形状的单元槽段7，单元槽段7的深度等于12m的地连墙设计深度3 ；
6、把ZR100A旋挖机移至单元槽段7的左侧，ZR100A旋挖机钻头伸入到地连墙设计深度3，旋钻，开钻钻孔6，钻孔6直径I. Im,钻孔6直径>钢板柱2对角线长度+ OJ3=1. 03m，钻孔6的深度18m等于18m的延长部分4 ；
7、把ZR100A旋挖机移至单元槽段7的右侧，ZR100A旋挖机钻头伸入到地连墙设计深度3，旋钻，开钻钻孔6，钻孔6直径I. Im,钻孔6直径>钢板柱2对角线长度.+
=1. 03m,钻孔6的深度18m等于钢板柱2中18m的延长部分4 ；
8、用QY25E吊车把钢板柱2吊入单元槽段7左右两侧的钻孔6中；
9、往钢板柱2内灌注混凝土，则混凝土通过直径0.3m的孔5流到钻孔6与延长部分4之间的空隙中，灌注到混凝土顶面至延长部分4顶为止，这样把钢板柱2的底部固定；
10、等钻孔6与延长部分4之间空隙中的混凝土初凝后，往钢板柱2内灌注混凝土至场地面；
11、用QY25E吊车沿单元槽段7两槽壁之间的空间，把长度6m、宽度0.9m、深度12m的钢筋笼下放到地连墙设计深度3，其中钢筋笼二端形状缩小部分的长度小于0. 25m、宽度小于0. 9m，使钢筋笼二端形状缩小部分卡在两块翼板I之间；
12、用混凝土充填包裹钢筋笼、钢筋笼二端形状缩小部分卡在两块翼板I之间后形成的空隙，并使混凝土顶至场地面，则第一个单元槽段7左侧钢板柱2接头、第一个单元槽段
7、第一个单元槽段7右侧钢板柱2接头施工完成；
13、重复步骤2、3、4、5、7 ；
14、用QY25E吊车把一根钢板柱2吊入第二个单元槽段7右侧的钻孔6中；
15、重复步骤9、10、11；
16、用混凝土充填包裹钢筋笼、钢筋笼二端形状缩小部分卡在两块翼板I之间后形成的空隙，并使混凝土顶至场地面，则第二个单元槽段7、第二个单元槽段7右侧钢板柱2接头施工完成；
17、至此，长度13.5m的地连墙=0. 5m钢板柱2+6m第一个单元槽段7+0. 5m钢板柱2+6m第二个单元槽段7+0. 5m钢板柱2施工完成。
权利要求
1.ー种地下连续墙的钢板柱接头，其特征在于该钢板柱(2)接头是由ー块エ字形型钢右侧两块翼板(I)与另ー块エ字形型钢左侧的两块翼板(I)对接后焊接制成，钢板柱(2)接头长度为地连墙的深度(3)加延长部分的长度(4)，将延长部分(4)左侧和右侧各两块翼板(I)切割掉，在延长部分中央的四个侧面的下部分别钻有一个圆孔(5)，两根钢板柱(2)接头下半部的延长部分(4)放置在单元槽段(7)两端底部的钻孔(6)中，上半部与地下连续墙(8)相连接，钢板柱(2)接头为钢筋混凝土结构，每个单元槽段(7)内地下连续墙(8)通过钢板柱(2)接头连接而成。
2.ー种地下连续墙钢板柱接头的施工方法，其施工步骤如下 A、平整场地，清除地上障碍物和地下管线，保持场地平整； B、在场地上把ー块エ字形型钢的右侧两块翼板(I)与另ー块エ字形型钢的左侧两块翼板(I)焊接起来，制成钢板柱接头(2)，并使钢板柱(2)长度等于地连墙设计深度(3) +延长 部分(4)； C、割掉钢板柱接头(2)中延长部分(4)左边、右边各ニ块翼板(I)； D、在延长部分(4)中央的四个侧面的下端，用电动凿孔机各开ー个直径0.3m的圆孔·5 ； E、用成槽机在单元槽段(7)的场地上挖掘出长方体形状的单元槽段(7)，单元槽段(7)的深度等于地连墙设计深度(3)； F、把旋挖机移至单元槽段(7)的左侧，旋挖机钻头伸入到地连墙设计深度(3)，旋钻，开钻钻孔(6)，钻孔(6)直径>钢板柱接头(2)对角线长度，钻孔(6)的深度等于延长部分(4)； G、把旋挖机移至单元槽段(7)的右侧，旋挖机钻头伸入到地连墙设计深度(3)，旋钻，开钻钻孔(6)，钻孔(6)直径>钢板柱(2)对角线长度，钻孔(6)的深度等于延长部分(4)； H、用吊车把钢板柱接头(2)吊入单元槽段(7)左右两侧的钻孔(6)中； I、往钢板柱(2)内灌注混凝土，则混凝土通过圆孔(5)流到钻孔(6)与延长部分(4)之间的空隙中，灌注到混凝土顶面至延长部分(4)顶为止，这样把钢板柱(2)的底部固定； J、等钻孔(6)与延长部分(4)之间空隙中的混凝土初凝后，往钢板柱接头(2)内灌注混凝土至场地面； K、用吊车沿单元槽段(7)两槽壁之间的空间，把钢筋笼下放到地连墙设计深度(3)，并使钢筋笼ニ端形状縮小部分卡在两块翼板(I)之间； L、用混凝土充填包裹钢筋笼、钢筋笼ニ端形状縮小部分与两块翼板(I)之间的空隙，并使混凝土顶至场地面，则地连墙第一个单元槽段(7)左侧钢板柱(2)接头、第一个单元槽段(7)、第一个单元槽段(7)右侧钢板柱(2)接头施工完成； M、重复步骤B、C、D、E、G ; N、用吊车把钢板柱(2)吊入第二个单元槽段(7)右侧的钻孔(6)中； O、重复步骤I、J、K ; P、用混凝土充填包裹钢筋笼、钢筋笼ニ端形状縮小部分与两块翼板(I)之间后形成的空隙，并使混凝土顶至场地面，则地连墙第二个单元槽段(7)、第二个单元槽段(7)右侧钢板柱(2)接头施工完成； Q、如果有其它的单元槽段(7)和钢板柱(2)接头，重复步骤M至P，则其它的单元槽段(7)和钢板柱 (2)接头施工完成。
全文摘要
一种地下连续墙的钢板柱接头，由若干块工字形型钢焊接制成，每块工字形型钢的左边和右边各有两块翼板，将一块工字形型钢右侧的两块翼板与另一块工字形型钢左侧的两块翼板对接后焊接制成，钢板柱的长度等于地连墙的深度加延长部分的长度，将延长部分的左侧和右侧各两块翼板切割掉，然后在延长部分中央的四个侧面的下部分别钻有一个圆孔把两根钢板柱的延长部分分别放置在单元槽段两端的钻孔内，烧注混凝土固定，钢板柱上半部与单元槽段内的地下连续墙相连接，每个单元槽段内的地下连续墙通过两端的钢板柱接头连接成地下连续墙。
文档编号E02D29/16GK102733425SQ20121025793
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者丁晓红, 刘煜, 徐方敏, 施越华, 肖大祥, 胡林, 赵跃, 陈晓飞 申请人:江苏华东地质建设集团有限公司, 江苏华东建设基础工程有限公司, 江苏华都建设有限公司