地下连续墙钢筋笼结构及其施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种地下连续墙钢筋笼结构及其施工方法，该地下连续墙钢筋笼结构包括从下至上的若干个钢筋笼单元（1）和若干个连接结构（21）；所述的钢筋笼单元（1）间通过所述的连接结构（21）连接；所述的连接结构（21）包括两个连接钢板（2），两个连接夹板（3）；所述的两个连接钢板（2）分别焊接于所述钢筋笼单元（1）间的连接端；所述的两个连接夹板（3）位于所述两个连接钢板（2）平面两侧，且所述两个连接夹板（3）与所述两个连接钢板（2）固定连接。本发明提高了钢筋笼的吊装效率及安全性，减少了纵、横向加固桁架的使用，实现了一种构造合理、连接可靠、结构性能优良的钢筋笼结构。
【专利说明】地下连续墙钢筋笼结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑基坑工程地下连续墙设计及施工领域，特别涉及一种地下连续墙钢筋笼结构及其施工方法。
【背景技术】
[0002]地下连续墙因其刚度大，具有对基坑周围土体及结构物影响小的优点，可以作为挡土墙和主体结构的地下室外墙使用。槽段内现浇地下连续墙的施工步骤可分为导墙施工、钢筋笼制作、泥浆制作、成槽放样、成槽施工、吊放钢筋笼、水下灌注混凝土、槽段接头处理等。根据功能需求和地质条件的特殊性，地下连续墙钢筋笼制作与吊装决定着后续工艺能否顺利开展。
[0003]地下连续墙钢筋笼可以采用整体或分段制作。
[0004]整体制作吊装施工时间短，便于控制制作和安装质量，同时钢筋笼下放时间短，减少了垮塌或缩孔风险。该施工方法一般采用双机抬吊、整体回直、一次入槽的施工方法。但该方法在吊装过程中可能使钢筋笼发生较大的挠曲变形、焊缝开裂和整体散架等问题，严重时还会出现安全事故。为了减小钢筋笼双机抬吊产生的挠曲变形，需要通过增设纵、横向钢筋笼桁架等措施提高钢筋笼整体刚度。
[0005]地下连续墙亦可采用分段制作后起吊入槽。分段吊装法降低了对吊机净空的要求，同时起吊的钢筋笼质量小，但是分段钢筋笼的连接为其施工的难点。其中采用钢筋笼直螺纹套筒连接易出现钢筋对接困难；采用焊缝连接工作量大且施工质量难以保证；采用绑扎的连接形式连接强度低，且钢筋笼下放时间长，不利于槽壁保证其垂直度。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种吊装方便、连接可靠、施工质量易保证的地下连续墙钢筋笼结构及其施工方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
本发明地下连续墙钢筋笼结构包括从下至上的若干个钢筋笼单元(I)和若干个连接结构(21);所述的钢筋笼单元(I)间通过所述的连接结构(21)连接；其特征在于，所述的连接结构(21)包括两个连接钢板(2)，两个连接夹板(3);所述的两个连接钢板(2)分别焊接于所述钢筋笼单元(I)间的连接端；所述的两个连接夹板(3)位于所述两个连接钢板(2)平面两侧，且所述两个连接夹板(3)与所述两个连接钢板(2)固定连接。
[0008]所述的两个连接钢板(2)为对称布置。
[0009]所述两个连接夹板(3)以所述两个连接钢板(2)平面呈对称布置。
[0010]所述的连接钢板平面上设置有螺栓孔，所述连接夹板与所述连接钢板连接为高强螺栓连接。
[0011 ] 所述钢筋笼单元的平面上设置有剪刀撑。
[0012]所述钢筋笼单元顶端设置有吊耳或吊环。[0013]所述钢筋笼单元上设置有纵向加固桁架、纵向构造桁架、横向加固桁架。
[0014]具体地，本发明地下连续墙钢筋笼结构的施工方法，包括以下步骤:
步骤一，制作地下连续墙钢筋笼单元辅助吊装平台，先在地面画好辅助吊装平台的定位线，根据定位线制作钢筋笼单元辅助吊装平台；
所述地下连续墙钢筋笼单元辅助吊装平台由钢筋笼加工平台和钢筋笼加工平台支撑桁架两部分组成；所述钢筋笼加工平台顶部设置吊耳，底部设置支撑挡板，与地面接触脚部设置为弧形，为了防止钢筋笼在所述加工平台上发生侧滑，在加工平台的两侧设置若干限位销；所述加工平台支撑桁架顶部与加工平台顶部通过滚动轴连接，所述加工平台支撑桁架底部与加工平台底部通过拉筋14连接。
[0015]步骤二:制作纵向加固桁架，纵向构造桁架及横向加固桁架；上述纵向加固桁架和横向加固桁架的主筋、辅筋直径分别用Φ32及Φ28制作，纵向构造桁架结构形式同纵向加固桁架，主筋、辅筋可以分别选用Φ28及Φ25制作。上述主筋承受轴向力，辅筋设置成剪刀撑的形式，作用是加强桁架的整体性和稳定性。上述桁架主筋与辅筋的连接方式为焊接。
[0016]步骤三，在所述辅助吊装平台上制作地下连续墙钢筋笼单元；施工顺序为先铺设剪刀撑、横筋，再铺设纵筋，吊装端的纵筋焊接吊环，上述施工步骤完成后再将步骤二中的纵向加固桁架，纵向构造桁架及横向加固桁架焊接于钢筋笼骨架上；按照弯矩最小原则将上述纵向加固桁架对称焊接在钢筋笼宽度(L)的0.207Z处，上述横向加固桁架焊接于单元钢筋笼起吊端的I?1.5m位置处；最后安装声测管，声测管布置于钢筋笼的内侧，固定点的间距不超过2m，在保证声测管位置准确性后用防水胶布密封。
[0017]步骤四，在地下连续墙钢筋笼单元连接端焊接连接钢板，上述连接钢板按照《钢结构设计规范》的规定开螺栓连接孔，在将连接钢板与纵筋双面焊接。
[0018]步骤五，对地下连续墙开挖位置进行定位并进行成槽施工；以槽段中心作为成槽及开挖定位中心，在预定地下连续墙位置开挖沟槽并浇筑地下连续墙导墙，依据测量得到的钢筋混凝土导墙顶为高程确定开挖深度；对单元槽段开挖至设计深度并清除底部成渣，开挖槽段使用膨润土进行泥浆护壁；为了保证槽壁稳定，在成槽过程中每隔2个小时检测一次泥浆质量，并及时更换不合格的泥浆。
[0019]步骤六，钢筋笼单元吊装入槽；包括钢筋笼辅助吊装平台直立起吊和钢筋笼单元吊装入槽两步，所述直立起吊步骤:通过吊机起吊吊耳，使辅助吊装平台直立角度达到80°?85°时展开加工平台支撑桁架，然后用14固定此撑开的钢筋笼辅助吊装平台；所述钢筋笼单元吊装入槽为:吊车将直立的钢筋笼单元吊入地下连续墙槽段内，保证钢筋笼与开挖槽段的形心对齐，并用预先准备好相同高度的两根型钢将钢筋笼单元横担于导墙上，所述型钢担在横向加固桁架上，并保证两根型钢的上表面在同一水平面。
[0020]步骤七，下放整个钢筋笼；整个钢筋笼结构包括若干个钢筋笼单元；具体连接钢筋笼单元的步骤为:制作第二幅钢筋笼单元，通过钢筋笼辅助吊装平台将该第二幅钢筋笼单元起吊，通过吊装对位，最后将第二幅钢筋笼单元一端的连接钢板与第一幅钢筋笼单元的连接钢板对齐于同一轴线上，用连接夹板和高强螺栓将上下两幅钢筋笼单元准确、快速的连接；多于两个钢筋笼单元的可重复以上步骤，组装结束后将整幅钢筋笼起拔一定高度后重新定位下放。[0021]步骤八，完成地下连续墙施工；钢筋笼结构下放到位后及时对声测管注水处理，并通过超声波检测钢筋笼的垂直度，垂直度可以通过起拔钢筋笼进行调整，满足规范要求后，进行清孔后浇筑水下混凝土。
[0022]与现有技术相比，本发明具有的有益效果是:
I)本发明地下连续墙钢筋笼结构，由从上至下的若干钢筋笼单元组成，钢筋笼单元间连接端部焊接连接钢板，吊装时连接钢板通过连接夹板、高强螺栓连接，单元钢筋笼间的连接施工操作简单、施工质量易得到保证，有效提高了连接段的强度和抗弯刚度。
[0023]2)本发明地下连续墙钢筋笼结构降低了钢筋笼吊装难度。本发明钢筋笼由若干钢筋笼单元组成，分节吊装钢筋笼降低了对吊车吊装能力的要求，同时也容易控制钢筋笼的吊装定位。
[0024]3)本发明地下连续墙钢筋笼结构能有效控制钢筋笼的施工成本。普通的钢筋笼使用双台吊机抬吊，抬吊时为了避免钢筋笼产生挠曲变形，焊缝开裂等情况，需要通过增设纵、横向钢筋笼桁架提高钢筋笼的刚度。本发明钢筋笼的抬吊方式合理避免了上述情况，在钢筋笼制作时可以降低加固桁架的布设要求。
[0025]4 )本发明能有效控制地下连续墙的垂直度偏差。钢筋笼单元抬吊时使用了钢筋笼辅助吊装平台，合理避免了钢筋笼抬吊时产生挠曲变形，焊缝开裂等情况，钢筋笼的垂直度偏差更容易控制在3%。以内。
[0026]5)本发明地下连续墙钢筋笼空中施工时间短，本发明地下连续墙钢筋笼结构由若干钢筋笼单元组成，钢筋笼单元间端部焊接连接钢板，吊装时连接钢板通过连接夹板、高强螺栓连接，该螺栓连接形式较直螺纹套筒连接、绑扎连接、焊接等形式施工时间都短。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明地下连续墙钢筋笼结构的正面示意图；
图2为本发明地下连续墙钢筋笼单元与连接钢板连接正面图；
图3为本发明地下连续墙钢筋笼单元结构侧面图；
图4为本发明地下连续墙钢筋笼单元的正面示意图；
图5为本发明地下连续墙钢筋笼结构横向加固桁架侧面示意图；
图6为本发明地下连续墙钢筋笼结构纵向加固桁架侧面示意图；
图7为本发明钢筋笼结构辅助吊装平台的正面示意图；
图8为本发明钢筋笼结构辅助吊装平台的侧面示意图；
图中:1、钢筋笼单元，2、连接钢板，21、连接结构、3、连接夹板，4、高强螺栓，5、纵向加固桁架，6、纵向构造桁架，7、横向加固桁架，8、剪刀撑，9、吊耳或吊环，10、支撑挡板，11、滚动轴，12、钢筋笼加工平台，13、加工平台支撑桁架，14、拉筋。
【具体实施方式】
[0028]结合附图对本发明作进一步说明。
[0029]如图1-8所示，本发明地下连续墙钢筋笼结构包括从上至下若干个钢筋笼单元I和若干个连接结构21，所述的钢筋笼单元I间通过所述的连接结构21连接，所述钢筋笼单元I上设置有纵向加固桁架5、纵向构造桁架6、横向加固桁架7 ;所述的连接结构21包括两个连接钢板2，两个连接夹板3 ;所述的连接钢板2平面上设置有螺栓孔，所述的两个连接钢板2分别焊接于所述钢筋笼单元I间的连接端，可呈对称布置；所述的两个连接夹板3位于所述两个连接钢板2平面两侧，且所述两个连接夹板3与所述两个连接钢板2通过高强螺栓4固定连接。同时，在所述钢筋笼单元I的平面上设置有剪刀撑8，在所述钢筋笼单元I顶端设置有吊耳或吊环9。
[0030]具体地，本发明地下连续墙钢筋笼结构的具体施工方法包括如下步骤:
步骤一，制作地下连续墙钢筋笼单元辅助吊装平台，先在地面画好辅助吊装平台的定位线，根据定位线制作钢筋笼单元辅助吊装平台；
所述地下连续墙钢筋笼单元辅助吊装平台由钢筋笼加工平台12和钢筋笼加工平台支撑桁架13两部分组成；所述钢筋笼加工平台12顶部设置吊耳，底部设置支撑挡板10，与地面接触脚部设置为弧形，为了防止钢筋笼在所述加工平台上发生侧滑，在加工平台的两侧设置若干限位销；所述加工平台支撑桁架顶部与加工平台顶部通过滚动轴11连接，所述加工平台支撑桁架底部与加工平台底部通过拉筋14支撑连接；上述地下连续墙钢筋笼单元辅助吊装平台的构件可选用钢管制作。
[0031]步骤二:制作纵向加固桁架5，纵向构造桁架6及横向加固桁架7 ;上述纵向加固桁架5和横向加固桁架7的主筋、辅筋直径分别用Φ32及Φ28制作，纵向构造桁架6结构形式同纵向加固桁架5，主筋、辅筋可以分别选用Φ28及Φ25制作。上述主筋承受轴向力，辅筋设置成剪刀撑的形式，作用是加强桁架的整体性和稳定性。上述桁架主筋与辅筋的连接方式为焊接。
[0032]步骤三，在所述辅助吊装平台上制作地下连续墙钢筋笼单元；施工顺序为先铺设剪刀撑8、横筋，再铺设纵筋，吊装端的纵筋焊接吊环，上述施工步骤完成后再将步骤二中的纵向加固桁架，纵向构造桁架6及横向加固桁架焊接于钢筋笼骨架上；按照弯矩最小原则将上述纵向加固桁架对称焊接在钢筋笼宽度L的0.207Z处，上述横向加固桁架焊接于单元钢筋笼起吊端的I?1.5m位置处；最后安装声测管，声测管布置于钢筋笼的内侧，固定点的间距不超过2m，在保证声测管位置的准确性后用防水胶布密封。
[0033]步骤四，在地下连续墙钢筋笼单元连接端焊接连接钢板，上述连接钢板按照《钢结构设计规范》的规定开螺栓连接孔，在将连接钢板与纵筋双面焊接。
[0034]步骤五，对地下连续墙开挖位置进行定位并进行成槽施工；以槽段中心作为成槽及开挖定位中心，在预定地下连续墙位置开挖沟槽并浇筑地下连续墙导墙，依据测量得到的钢筋混凝土导墙顶为高程确定开挖深度；对单元槽段开挖至设计深度并清除底部成渣，开挖槽段使用膨润土进行泥浆护壁；为了保证槽壁稳定，在成槽过程中每隔2个小时检测一次泥浆质量，并及时更换不合格的泥浆。
[0035]步骤六，钢筋笼单元吊装入槽；包括钢筋笼辅助吊装平台直立起吊和钢筋笼单元吊装入槽两步，所述直立起吊步骤:通过吊机起吊吊耳，使辅助吊装平台直立角度达到80°?85°时展开加工平台支撑桁架，然后用14固定此撑开的钢筋笼辅助吊装平台；所述钢筋笼单元吊装入槽为:吊车将直立的钢筋笼单元吊入地下连续墙槽段内，保证钢筋笼与开挖槽段的形心对齐，并用预先准备好相同高度的两根型钢将钢筋笼单元横担于导墙上，所述型钢担在横向加固桁架上，并保证两根型钢的上表面在同一水平面。
[0036]步骤七，下放整个钢筋笼；整个钢筋笼结构包括若干个钢筋笼单元；具体连接钢筋笼单元的步骤为:制作第二幅钢筋笼单元，通过钢筋笼辅助吊装平台将该第二幅钢筋笼单元起吊，通过吊装对位，最后将第二幅钢筋笼单元一端的连接钢板与第一幅钢筋笼单元的连接钢板对齐于同一轴线上，用连接夹板和高强螺栓将上下两幅钢筋笼单元准确、快速的连接；多于两个钢筋笼单元的可重复以上步骤，组装结束后将整幅钢筋笼起拔一定高度后重新定位下放。
[0037]步骤八，完成地下连续墙施工；钢筋笼结构下放到位后及时对声测管注水处理，并通过超声波检测钢筋笼的垂直度，垂直度可以通过起拔钢筋笼进行调整，满足规范要求后，进行清孔后浇筑水下混凝土。
【权利要求】
1.一种地下连续墙钢筋笼结构，该钢筋笼结构包括从下至上的若干个钢筋笼单元(I)和若干个连接结构(21);所述的钢筋笼单元⑴间通过所述的连接结构(21)连接；其特征在于，所述的连接结构(21)包括两个连接钢板(2)，两个连接夹板(3);所述的两个连接钢板(2)分别焊接于所述钢筋笼单元(I)间的连接端；所述的两个连接夹板(3)位于所述两个连接钢板(2)平面两侧，且所述两个连接夹板(3)与所述两个连接钢板(2)固定连接。
2.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼结构，其特征在于，所述的两个连接钢板(2)为对称布置。
3.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼结构，其特征在于，所述两个连接夹板(3)以所述两个连接钢板(2)平面呈对称布置。
4.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼结构，其特征在于，所述的连接钢板(2)平面上设置有螺栓孔，所述连接夹板(3)与所述连接钢板(2)连接为高强螺栓(4)连接。
5.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼结构，其特征在于，所述钢筋笼单元(I)的平面上设置有剪刀撑(8)。
6.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼结构，其特征在于，所述所述钢筋笼单元(I)顶端设置有吊耳或吊环(9)。
7.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼结构，其特征在于，所述钢筋笼单元(I)上设置有纵向加固桁架(5)、纵向构造桁架(6)、横向加固桁架(7)。
8.—种如权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，制作地下连续墙钢筋笼单元辅助吊装平台，先在地面画好辅助吊装平台的定位线，根据定位线制作钢筋笼单元辅助吊装平台； 所述地下连续墙钢筋笼单元辅助吊装平台由钢筋笼加工平台(12)和钢筋笼加工平台支撑桁架(13)两部分组成；所述钢筋笼加工平台(12)顶部设置吊耳，底部设置支撑挡板(10)，与地面接触脚部设置为弧形，为了防止钢筋笼在所述加工平台上发生侧滑，在加工平台的两侧设置若干限位销；所述加工平台支撑桁架顶部与加工平台顶部通过滚动轴(11)连接，所述加工平台支撑桁架底部与加工平台底部通过拉筋(14)支撑连接；上述地下连续墙钢筋笼单元辅助吊装平台的构件可选用钢管制作； 步骤二:制作纵向加固桁架(5)，纵向构造桁架(6)及横向加固桁架(7);上述纵向加固桁架(5)和横向加固桁架(7)的主筋、辅筋直径分别用Φ32及Φ28制作，纵向构造桁架(6)结构形式同纵向加固桁架，主筋、辅筋可以分别选用Φ28及Φ25制作；上述主筋承受轴向力，辅筋设置成剪刀撑的形式，作用是加强桁架的整体性和稳定性；上述桁架主筋与辅筋的连接方式为焊接； 步骤三，在所述辅助吊装平台上制作地下连续墙钢筋笼单元；施工顺序为先铺设剪刀撑(8)、横筋，再铺设纵筋，吊装端的纵筋焊接吊环，上述施工步骤完成后再将步骤二中的纵向加固桁架，纵向构造桁架(6)及横向加固桁架焊接于钢筋笼骨架上；按照弯矩最小原则将上述纵向加固桁架对称焊接在钢筋笼宽度(L)的0.207L处，上述横向加固桁架焊接于单元钢筋笼起吊端的I~1.5m位置处；最后安装声测管，声测管布置于钢筋笼的内侧，固定点的间距不超过2m，用防水胶布密封； 步骤四，在地下连续墙钢筋笼单元连接端焊接连接钢板，上述连接钢板按照《钢结构设计规范》的规定开螺栓连接孔，在将连接钢板与纵筋双面焊接； 步骤五，对地下连续墙开挖位置进行定位并进行成槽施工；以槽段中心作为成槽及开挖定位中心，在预定地下连续墙位置开挖沟槽并浇筑地下连续墙导墙，依据测量得到的钢筋混凝土导墙顶为高程确定开挖深度；对单元槽段开挖至设计深度并清除底部成渣，开挖槽段使用膨润土进行泥浆护壁；为了保证槽壁稳定，在成槽过程中每隔2个小时检测一次泥浆质量，并及时更换不合格的泥浆； 步骤六，钢筋笼单元吊装入槽；包括钢筋笼辅助吊装平台直立起吊和钢筋笼单元吊装入槽两步，所述直立起吊步骤:通过吊机起吊吊耳，使辅助吊装平台直立角度达到80°~85°时展开加工平台支撑桁架，然后用拉筋(14)固定此撑开的钢筋笼辅助吊装平台；所述钢筋笼单元吊装入槽为:吊车将直立的钢筋笼单元吊入地下连续墙槽段内，保证钢筋笼与开挖槽段的形心对齐，并用预先准备好相同高度的两根型钢将钢筋笼单元横担于导墙上，所述型钢担在横向加固桁架上，并保证两根型钢的上表面在同一水平面； 步骤七，下放整个钢筋笼；整个钢筋笼结构包括若干个钢筋笼单元；具体连接钢筋笼单元的步骤为:制作第二幅钢筋笼单元，通过钢筋笼辅助吊装平台将该第二幅钢筋笼单元起吊，通过吊装对位，最后将第二幅钢筋笼单元一端的连接钢板与第一幅钢筋笼单元的连接钢板对齐于同一轴线上 ，用连接夹板和高强螺栓将上下两幅钢筋笼单元准确、快速的连接；多于两个钢筋笼单元的可重复以上步骤，组装结束后将整幅钢筋笼起拔一定高度后重新定位下放； 步骤八，完成地下连续墙施工；钢筋笼结构下放到位后及时对声测管注水处理，并通过超声波检测钢筋笼的垂直度，垂直度可以通过起拔钢筋笼进行调整，满足规范要求后，进行清孔后浇筑水下混凝土。
【文档编号】E02D5/20GK103938616SQ201410205206
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】金晓飞, 梁书亭, 朱筱俊, 张玉良 申请人:东南大学