一种焊有栓钉的工字钢接头的制作方法

本实用新型涉及基坑围护结构中的地下连续墙施工技术领域，具体涉及一种焊有栓钉的工字钢接头。

背景技术：

目前地铁车站和高层建筑地下室施工均需要施做竖向挡土结构，竖向挡土结构主要有钻孔桩、地下连续墙、SMW工法桩、钢板桩、水泥搅拌墙等形式，当基坑较深、场地土体强度较低、水位较高、基坑周边有构建筑物时，竖向挡土结构大多采用地下连续墙。地下连续墙通常是沿基坑周边分墙段施做的，一般先施做一期地下连续墙段，等一期地下连续墙强度达到设计强度后，再施做二期地下连续墙段，一期地下连续墙段与二期地下连续墙段之间设有工字钢接头、十字钢板接头或锁口管接头等。

十字钢板接头由十字钢板和滑板式接头箱组成，当对地下连续墙的整体刚度或防渗有特殊要求时采用，其优点为：1)该接头中间设置了钢板,延长了渗水途径,防渗漏性能较好；2)抗剪性能较好；但其缺点是：1)工序多,施工复杂,难度较大；2)刷壁和清除墙段侧壁泥浆有一定困难；3)抗弯性能不理想； 4)钢板用量较多，造价较高。

当地下连续墙采用工字钢接头时，二期地下连续墙段成槽后，需要对工字钢的腹板和翼板进行刷壁清土皮工序。理论上，采用工字钢接头时，工字钢接头处不会出现渗漏水问题。但在实际工程中，工字钢接头处经常出现渗漏水，其结果将会引起基坑周边场地地下水位下降和周边建筑物沉降开裂。所以，经常在工字钢接头外侧还需要施做额外的止水措施(例如，搅拌桩、高压旋喷桩)，施做额外的止水措施势必会延长工期和增加工程造价。

如果地下连续墙作为地下主体结构的组成部分，必须永久耐用、结构整体无渗漏。地下连续墙各段的墙体均能满足设计要求，组成地下连续墙各段间的连接结构是地下连续墙体系关键核心环节。目前如果把地下连续墙作为主体结构外墙，需要在接头部位施做扶壁柱和止水措施，这样无疑会增加工程造价。

造成地下连续墙间工字钢接头渗漏水有以下方面的原因：1)工字钢接头的腹板和翼板壁局部粘有泥皮，刷壁清泥存在质量缺陷；2)工字钢接头抗弯能力低，二期地下连续墙段的混凝土只与工字钢接头壁有粘接，粘接强度较低，工字钢接头两侧基坑土方开挖和支撑架设不一致容易引起工字钢接头与混凝土之间开裂；(3)混凝土硬化过程中会产生收缩，工字钢接头与混凝土之间会产生缝隙。因此，要解决地下连续墙间工字钢接头渗漏问题，需要从以下方面改进：1)提高工字钢接头刷壁清泥质量，可是工字钢接头刷壁清泥是在水下进行的，无法检查和监测；2)提高工字钢接头与二期地下连续墙段的混凝土之间的抗弯强度；3)工字钢接头与混凝土之间采取止水措施。

所以，如何提高地下工字钢接头与二期地下连续墙段混凝土之间抗弯承载力和抗渗漏性能、提高工字钢接头刷壁清泥质量甚至取消工字钢接头刷壁清泥工序，是摆在本领域工程技术人员面前的技术难点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的焊有栓钉的工字钢接头，不需要进行工字钢刷壁清泥，把工字钢与泥浆隔离，保证工字钢清洁；工字钢腹板焊有栓钉，栓钉锚入二期连续墙段混凝土中，接头抗弯承载力高，接头抗变形能力强，提高工字钢接头的抗渗能力，实用性更强。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包含工字钢、栓钉和封堵板构成；所述的工字钢由一块腹板和位于腹板两侧的两块翼板焊接而成；所述的腹板的两侧面分别紧贴设在一期地下连续墙段和二期地下连续墙，并且一期地下连续墙段钢筋笼分别与工字钢的两块翼板焊接；所述的封堵板设置在靠二期地下连续墙一侧工字钢的凹槽内，且封堵板的凹槽面向工字钢的腹板设置；所述的腹板的中部，靠二期地下连续墙一侧焊接有数列栓钉。

进一步地，所述的封堵板由槽底钢板、侧面钢板、肋板、橡胶板、顶部橡胶板、第一顶部钢板和第二顶部钢板构成；其中槽底钢板与腹板平行设置，侧面钢板与翼板平行设置，且与翼板呈一定距离设置，两块侧面钢板的一端分别与槽底钢板焊接；所述的第二顶端钢板位于侧面钢板的顶面，且与侧面钢板焊接，第二顶部钢板与槽底钢板垂直设置，且与槽底钢板焊接；第一顶部钢板位于第二顶端钢板的顶部，且与第二顶部钢板呈一定距离设置，第一顶部钢板与槽底钢板垂直设置，且与槽底钢板的内侧面焊接；顶部橡胶板夹设在第一顶部钢板和第二顶部钢板之间；两条橡胶板分别夹设在两块侧面钢板和两块翼板之间，且橡胶板与顶部橡胶板的接触面硫化连接；所述的侧面钢板的内侧竖向上间隔设有多块肋板，且肋板分别与槽底钢板和侧面钢板焊接。

进一步地，所述的橡胶板的厚度大于侧面钢板与工字钢翼板之间的间距。

进一步地，所述的橡胶板靠槽底钢板的一端的厚度比另一端大。

进一步地，所述的橡胶板与侧面钢板之间通过螺栓和粘胶连接。

进一步地，所述的封堵板的底部，且位于工字钢靠二期连续墙一侧设有底端钢板；底端钢板分别与腹板和翼板焊接，封堵板与底端钢板之间采用密封胶密封。

进一步地，所述的底端钢板的外侧顶面焊接数个螺母，螺母上设有对应的螺栓。

进一步地，所述的封堵板与腹板顶部之间设有两个槽形卡件，该槽形卡件为U字形钢板，槽形卡件的中间设有两个圆孔，在圆孔对应位置的翼板上设有长孔，槽形卡件通过螺栓与翼板固定连接。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：本实用新型所述的一种焊有栓钉的工字钢接头，不需要进行工字钢刷壁清泥，把工字钢与泥浆隔离，保证工字钢清洁；工字钢腹板焊有栓钉，栓钉锚入二期连续墙段混凝土中，接头抗弯承载力高，接头抗变形能力强，提高工字钢接头的抗渗能力，实用性更强，本实用新型具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型在墙体内的水平剖面示意图。

图2是本实用新型在二期地下连续墙成槽工况时水平剖面示意图。

图3是本实用新型中封堵板底部竖向剖面示意图。

图4是本实用新型中封堵板顶部竖向剖面示意图。

图5是本实用新型中封堵板水平剖面示意图。

图6是本实用新型中封堵板立面示意图。

图7本本实用新型中封堵板顶部安设的槽形卡件示意图。

图8是本实用新型中槽形卡件示意图。

图9是本实用新型中橡胶板示意图。

图10是实施例的水平横剖面示意图。

附图标记说明：

翼板1、腹板2、栓钉3、封堵板4、槽底钢板41、侧面钢板42、肋板43、橡胶板44、第一顶端钢板45、螺母46、螺栓47、顶部橡胶板48、第二顶端钢板49、一期地下连续墙段钢筋笼5、底端钢板6、二期地下连续墙段钢筋笼7、扁钢8、盖板9、槽形卡件10、一期地下连续墙段Ⅰ、二期地下连续墙段Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

参看如图1-图9所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含工字钢、栓钉3和封堵板4构成；所述的工字钢由一块腹板2和位于腹板2两侧的两块翼板1焊接而成；所述的腹板2的两侧面分别紧贴设在一期地下连续墙段Ⅰ和二期地下连续墙段Ⅱ，并且一期地下连续墙段钢筋笼5分别与工字钢的两块翼板1焊接；所述的封堵板4设置在靠二期地下连续墙段Ⅱ一侧工字钢的凹槽内，且封堵板4的凹槽面向工字钢的腹板2设置；所述的腹板2 的中部，靠二期地下连续墙段Ⅱ一侧焊接有数列栓钉3。

进一步地，所述的数列栓钉3的中心距离为260mm，栓钉3沿竖向间距为 150mm，栓钉3的直径为16mm，栓钉3的长度为150mm，且沿竖向翼板1比腹板2顶面高出200mm。

进一步地，所述的封堵板4由槽底钢板41、侧面钢板42、肋板43、橡胶板44、顶部橡胶板48、第一顶部钢板45和第二顶部钢板49构成；其中槽底钢板41与腹板2平行设置，侧面钢板42与翼板1平行设置，且与翼板1呈一定距离设置，两块侧面钢板42的一端分别与槽底钢板41焊接；所述的第二顶端钢板49位于侧面钢板42的顶面，且与侧面钢板42焊接，第二顶部钢板49与槽底钢板41垂直设置，且与槽底钢板41焊接；第一顶部钢板45位于第二顶端钢板49的顶部，且与第二顶部钢板45呈一定距离设置，第一顶部钢板45与槽底钢板41垂直设置，且与槽底钢板41的内侧面焊接；顶部橡胶板48夹设在第一顶部钢板45和第二顶部钢板49之间；两条橡胶板44分别夹设在两块侧面钢板42和两块翼板1之间，且橡胶板44与顶部橡胶板48 的接触面硫化连接；所述的侧面钢板42的内侧竖向上间隔设有多块肋板43，且肋板43分别与槽底钢板41和侧面钢板42焊接。

进一步地，所述的橡胶板44的厚度大于侧面钢板42与工字钢翼板1之间的间距。

进一步地，所述的橡胶板44靠槽底钢板41的一端的厚度比另一端大。

进一步地，所述的橡胶板44与侧面钢板42之间通过螺栓和粘胶连接。

进一步地，所述的封堵板4的底部，且位于工字钢靠二期连续墙一侧Ⅱ设有底端钢板6；底端钢板6分别与腹板2和翼板1焊接，封堵板4与底端钢板6之间采用密封胶密封。

进一步地，所述的底端钢板6的外侧顶面焊接数个螺母46，螺母46的规格为`M16，螺母46上设有对应的螺栓47，通过拧紧螺栓47使螺栓一端抵紧封堵板4外侧面。

进一步地，所述的封堵板4与腹板2顶部之间设有两个槽形卡件10，该槽形卡件10为U字形钢板，槽形卡件10的中间设有两个圆孔(图中未示出)，在圆孔对应位置的翼板上设有长孔(图中未示出)，槽形卡件10通过螺栓与翼板1固定连接，螺栓直径25mm，等一期连续墙段的钢筋笼顶部插入基槽前解除槽形卡件与工字钢的翼板固定螺栓；该槽形卡件10的钢板厚度20mm，长L3＝340mm，槽体长度L4＝190mm，水平外侧宽度H3＝130mm，水平内侧宽度H4＝55mm。

进一步地，所述的底端钢板6的尺寸为220mm×930mm×12mm。

进一步地，所述的肋板43沿竖向间隔300mm设置；肋板43为直角三角形，直角边长120mm，肋板厚度7mm。

进一步地，所述的槽底钢板41宽度880mm，厚度20mm；侧面钢板42的高度150mm，钢板厚度10mm；侧面钢板42与翼板1的内侧面间距90mm；第一顶端钢板的尺寸为145mm×880mm×10mm，第二顶端钢板的尺寸为145mm× 700mm×10mm；第一顶端钢板45与第二顶端钢板49之间的间距90mm；所述的侧面钢板42与槽底钢板41焊接高度12mm，采用三角形焊缝；第一顶端钢板 45与槽底钢板41焊接，焊缝高度12mm；橡胶板44和顶部橡胶板48横截面的尺寸见图9，L6＝105mm，L7＝95mm，L5＝175mm，其中L6、L7为橡胶板44水平宽度，且可以根据橡胶硬度调整，L5为橡胶板44的长度，封堵板4安装就位后每侧橡胶板44沿横向设计压缩厚度5～15mm；第一顶端钢板45离腹板2 的顶面距离H1为110mm，底端钢板6离工字钢腹板底面距离H2约为250mm。

本具体实施方式的施工流程如下：

1)首先进行工字钢制作，然后将栓钉3与工字钢的腹板2之间焊接牢固，之后将底端钢板6与工字钢焊接，并进行封堵板4的加工；

2)进行一期地下连续墙段Ⅰ挖槽作业和清基；

3)在工字钢上由靠近二期地下连续墙段Ⅱ的两块翼板1和腹板2构成的空间内设置封堵板4，然后在底端钢板6的顶面外边缘处焊接多个螺母46，螺母46上安装对应螺栓47，使螺栓47的内端抵在封堵板4的外端面下部，之后用密封胶将封堵板4与底端钢板6之间的缝隙密封；

4)制作一期地下连续墙段Ⅰ的钢筋笼，并将一期地下连续墙段钢筋笼5 分别与工字钢的两块翼板1焊接在一起；

5)待一期地下连续墙段Ⅰ成槽、清基后插入一期地下连续墙段钢筋笼5，并在一期地下连续墙段钢筋笼5的顶部即将插入基槽前解除槽形卡件10与工字钢翼板1之间螺栓连接，及时浇筑混凝土；

6)二期地下连续墙段Ⅱ成槽、清基后，取出槽形卡件10和封堵板4；

7)插入二期地下连续墙段钢筋笼7，及时浇筑混凝土。

采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的一种焊有栓钉的工字钢接头，不需要进行工字钢刷壁清泥，把工字钢与泥浆隔离，保证工字钢清洁；工字钢腹板焊有栓钉，栓钉锚入二期连续墙段混凝土中，接头抗弯承载力高，接头抗变形能力强，提高工字钢接头的抗渗能力，实用性更强，本实用新型具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

实施例：

参看图10，本实施例中在腹板2上靠近二期地下连续墙段Ⅱ的侧面中部焊有一列栓钉3，相邻栓钉3之间的竖向间距为100mm，其余部件以及连接关系均与具体实施方式一相同。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。