可循环利用钢制地下连续墙单元及其施工方法与流程

本发明涉及基坑施工技术领域，特别是可循环利用钢制地下连续墙单元及其施工方法。

背景技术：

随着城镇化水平的不断提高，城市问题日益凸显，城市地下空间开发利用成为解决大城市病的有效方式之一。目前城市地下空间基坑开挖时，围护结构分为现浇、预制钢筋混凝土结构和钢制围护结构。

现阶段技术存在的缺点为：第一，现浇钢筋混凝土结构施工周期长；第二，施工质量无法保证；第三，施工过程中浪费材料，基坑开挖和主体结构施工期间处理费用高；第四，预制钢筋混凝土结构连接处防水性能差，对围护结构沉渣厚度较为敏感，不均匀沉降倾斜容易造成基坑安全隐患；第五，现有钢制围护结构存在适用范围窄的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供可循环利用钢制地下连续墙单元及其施工方法，要解决现浇钢筋混凝土结构施工周期长、质量无法保证、浪费材料和现有钢制围护结构适用范围窄的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明的一个方面提供可循环利用钢制地下连续墙单元，该连续墙单元由左向右依次为承接端、过渡段和插入端，

所述承接端包括两块平行间隔设置的第一墙板和设置在第一墙板内侧面的止水条；

所述过渡段包括两块平行间隔设置的第二墙板、设置在两块第二墙板之间的竖向导管、挡板、钢箱梁、隔水层、千斤顶和接头阻挡层，所述挡板垂直设置在两块第二墙板之间、靠近过渡段的左侧端部，所述接头阻挡层设置在挡板左侧面；隔水层敷设在第二墙板内侧面；钢箱梁与上部第二墙板之间设置有千斤顶，钢箱梁与下部第二墙板之间焊接固定；两块第二墙板之间通过至少四根弹簧螺栓连接；

所述插入端包括两块平行间隔设置的第三墙板、挡板、钢箱梁、隔水层、千斤顶和接头阻挡层，所述挡板垂直设置在两块第三墙板之间、靠近插入端的右侧端部，所述接头阻挡层设置在挡板右侧面；隔水层敷设在第三墙板内侧面；钢箱梁与上部第三墙板之间设置有千斤顶，钢箱梁与下部第三墙板之间焊接固定。

进一步，钢箱梁顶部与千斤顶之间还设置有钢垫板；钢垫板与千斤顶焊接固定，钢垫板与钢箱梁通过螺栓连接。

进一步，过渡段内钢箱梁与竖向导管的数量与第二墙板的长度相适应。

进一步，相邻连续墙单元之间竖直方向通过压边连接；压边连接节点处通过螺栓连接。

进一步，相邻连续墙单元之间水平方向通过插入端与承接端配合相连接；插入端的墙体厚度与承接端的墙体厚度相适应。

进一步，隔水层和接头阻挡层均为橡胶帘布。

进一步，竖向导管两端设置有法兰盘。

进一步，挡板中部设置有通槽。

进一步，止水条为遇水膨胀橡胶止水条。

进一步，千斤顶为液压千斤顶。

进一步，钢制地下连续墙单元采用模数化设计。

进一步，液压千斤顶对应的钢箱梁位置设置加强肋板。

本发明另一方面提供上述可循环利用钢制地下连续墙单元的施工方法，具体步骤如下：

步骤一，根据钢制地下连续墙施工图设计，在工厂加工制作可循环利用钢制地下连续墙单元及其相关构配件，将材料运至施工现场；

步骤二，整平施工现场，对软弱地层进行加固处理；

步骤三，在施工现场进行测量放线，确定地下连续墙具体位置；

步骤四，开挖导墙沟槽，并施作导墙，导墙采用钢结构型式沿着基坑封闭成环，代替冠梁将所有钢制地下连续墙单元连成整体；

步骤五，按照施工图设计，在泥浆护壁的条件下，采用成槽设备开挖成槽，并清底；

步骤六，利用吊车将钢制地下连续墙单元分节吊入槽内，上下单元节间采用高强弹簧螺栓连接，顶部单元节与导墙间采用高强螺栓连接；

步骤七，随着钢制地下连续墙单元分节吊入槽内，利用混凝土浇筑导管将槽内泥浆排出；

步骤八，钢制地下连续墙单元施工完毕后，清理混凝土浇筑导管内残留，并采用素混凝土封底；

步骤九，施工下一个地下连续墙单元时，后施工单元千斤顶先收缩，在完全入槽后再伸长，两个单元间进行搭接位置采用千斤顶顶紧；

步骤十，反复重复步骤一到步骤九，完成整个基坑的地下连续墙单元施工；

步骤十一，在基坑开挖时，基坑内侧钢制地下连续墙外焊接钢牛腿，通过钢牛腿设置钢围檩和钢支撑，形成支护体系；

步骤十二，基坑开挖完毕，通过钢制地下连续墙单元内的千斤顶，将地下连续墙调节至主体结构限界范围外；

步骤十三，主体结构防水施工时，在主体结构防水层外侧再粘贴一层柔性材料，避免钢制地下连续墙拔除时损坏结构防水层；

步骤十四，主体结构施工完成且强度达到100%后，拔除钢制地下连续墙。

进一步，所述步骤十四，拔除时，通过伸缩千斤顶，保证钢制地下连续墙顺利拔出；同时，通过预置混凝土浇筑导管，自下而上浇筑高流动性的超早强混凝土，提升主体结构的防水效果。

本发明的有益效果体现在：

1，本发明公开的可循环利用钢制地下连续墙单元及其施工方法，与现有现浇和预制钢筋混凝土结构相比，克服了现阶段现浇钢筋混凝土结构施工周期长、质量无法保证、浪费材料、基坑开挖和主体结构施工期间处理费用高的问题。本发明提供的钢制地下连续墙单元可循环利用，绿色环保，且施工工期短，大幅度降低钢材用量，降低了施工成本。

2，本发明公开的可循环利用钢制地下连续墙单元及其施工方法，与现有钢制围护结构相比，克服了预制钢筋混凝土结构连接处防水性能差，对围护结构沉渣厚度较为敏感，不均匀沉降倾斜容易造成基坑安全隐患以及现有钢制围护结构存在适用范围窄的问题。本发明提供的钢制地下连续墙单元刚度、强度和稳定性较好，提高了工程质量，适用范围更广。

3，本发明公开的可循环利用钢制地下连续墙单元及其施工方法，该钢制地下连续墙单元厚度可调节，避免了地下连续墙侵限，减少后期处理的时间、费用和造成的污染；

4，本发明公开的可循环利用钢制地下连续墙单元及其施工方法，该围护结构回收时，原位置同步填筑高流动超早强混凝土，提高了地下结构的防水效果。

5，本发明公开的可循环利用钢制地下连续墙单元及其施工方法，结构设置合理、过渡段可以按照实际需求设置，施工灵活方便。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明提供的实施例1可循环利用钢制地下连续墙单元主视图；

图2为本发明提供的实施例1可循环利用钢制地下连续墙单元俯视图；

图3为本发明提供的实施例1连续墙单元的标准宽度范围侧视图；

图4为图3的a部放大图；

图5为本发明提供的可循环利用钢制地下连续墙单元上下部连接细部示意图。

图6为本发明拆分结构示意图。

附图标记：1-第一墙板、2-第二墙板、3-钢箱梁、4-千斤顶、5-竖向导管、6-隔水层、7-止水条、8-法兰盘、9-钢垫板、10-弹簧螺栓、11-挡板、12-螺栓、13-接头阻挡层、14-第三墙板、15-承接端、16-过渡段、17-插入端。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为对本发明技术方案的限制。

实施例1，如图1所示，本发明的一个方面提供了可循环利用钢制地下连续墙单元，该连续墙单元由左向右依次为承接端15、过渡段16和插入端17，所述承接端15包括两块平行间隔设置的第一墙板1和设置在第一墙板1内侧面的遇水膨胀橡胶止水条7。第一墙板1左端部预设有螺栓12孔，用于各上下单元之间的连接。

进一步参见图6所示，所述过渡段16包括两块平行间隔设置的第二墙板2、设置在两块第二墙板2之间的竖向导管5、挡板11、钢箱梁3、隔水层6、液压千斤顶4和接头阻挡层13，所述挡板11垂直设置在两块第二墙板2之间、靠近过渡段16的左侧端部，所述接头阻挡层13设置在挡板11左侧面；挡板11中部设置有通槽。隔水层6敷设在第二墙板2内侧面；钢箱梁3与上部第二墙板2之间设置有液压千斤顶4，钢箱梁3与下部第二墙板2之间焊接固定；两块第二墙板2之间通过至少四根弹簧螺栓10固定连接。

所述插入端17包括两块平行间隔设置的第三墙板14、挡板11、钢箱梁3、隔水层6、液压千斤顶4和接头阻挡层13，所述挡板11垂直设置在两块第三墙板14之间、靠近插入端17的右侧端部，所述接头阻挡层13设置在挡板11右侧面；挡板11中部设置有通槽。隔水层6敷设在第三墙板14内侧面；钢箱梁3与上部第三墙板14之间设置有液压千斤顶4，钢箱梁3与下部第三墙板14之间焊接固定。隔水层6和接头阻挡层13均可以为具有柔性的橡胶帘布，橡胶帘布与挡板11相连，并可随地下连续墙厚度调节而伸缩。竖向导管5两端设置有法兰盘8。第三墙板14的端部设置有螺栓12孔，用于各上下单元之间的连接。

如图2所示，钢箱梁3顶部与液压千斤顶4之间还设置有钢垫板9；钢垫板9与液压千斤顶4焊接固定。钢箱梁3与钢垫板9上预留螺栓12孔，钢垫板9与钢箱梁3通过螺栓12连接。液压千斤顶4对应的钢箱梁3位置设置加强肋板。钢制地下连续墙单元墙体厚度可通过液压千斤顶4进行调节。

钢制地下连续墙单元采用模数化设计。如图3和图4所示，一幅地下连续墙单元之间竖直方向通过压边连接；压边连接节点处采用螺栓12连接，同时第一墙板1和第三墙板14搭接后由液压千斤顶4顶紧。钢制地下连续墙单元刚度、强度和稳定性较好。进一步参见图5所示，相邻连续墙单元之间水平方向通过插入端17与承接端15配合相连接；插入端17的墙体厚度与承接端15的墙体厚度相适应。

上述可循环利用钢制地下连续墙单元的施工方法，具体步骤如下：

步骤一，根据钢制地下连续墙施工图设计，在工厂加工制作可循环利用钢制地下连续墙单元及其相关构配件，将材料运至施工现场；

步骤二，整平施工现场，对软弱地层进行加固处理；

步骤三，在施工现场进行测量放线，确定地下连续墙具体位置；

步骤四，开挖导墙沟槽，并施作导墙，导墙采用钢结构型式沿着基坑封闭成环，代替冠梁将所有钢制地下连续墙单元连成整体；

步骤五，按照施工图设计，在泥浆护壁的条件下，采用成槽设备开挖成槽，并清底；

步骤六，利用吊车将钢制地下连续墙单元分节吊入槽内，上下单元节间采用高强弹簧螺栓10连接，顶部单元节与导墙间采用高强螺栓12连接；

步骤七，随着钢制地下连续墙单元分节吊入槽内，利用混凝土浇筑导管将槽内泥浆排出；

步骤八，钢制地下连续墙单元施工完毕后，清理混凝土浇筑导管内残留，并采用素混凝土封底；

步骤九，施工下一个地下连续墙单元时，后施工单元千斤顶4先收缩，在完全入槽后再伸长，两个单元间进行搭接位置采用千斤顶4顶紧；

步骤十，反复重复步骤一到步骤九，完成整个基坑的地下连续墙单元施工；

步骤十一，在基坑开挖时，基坑内侧钢制地下连续墙外焊接钢牛腿，通过钢牛腿设置钢围檩和钢支撑，形成支护体系；

步骤十二，基坑开挖完毕，通过钢制地下连续墙单元内的千斤顶4，将地下连续墙调节至主体结构限界范围外；

步骤十三，主体结构防水施工时，在主体结构防水层外侧再粘贴一层柔性材料，避免钢制地下连续墙拔除时损坏结构防水层；

步骤十四，主体结构施工完成且强度达到100%后，拔除钢制地下连续墙。拔除时，通过伸缩千斤顶4，保证钢制地下连续墙顺利拔出；同时，通过预置混凝土浇筑导管，自下而上浇筑高流动性的超早强混凝土，提升主体结构的防水效果。钢制地下连续墙回收时，导管随地下钢制连续墙整体拔出。

实施例2，可循环利用钢制地下连续墙单元，同实施例1，不同之处在于，过渡段16内钢箱梁3与竖向导管5的数量与第二墙板2的长度相适应。竖向导管5和钢箱梁3间隔设置，同时增加弹簧螺栓10的数量。

本发明提供的可循环利用钢制地下连续墙单元结构设置合理、过渡段16可以按照实际需求设置，施工灵活方便。施工方法克服了预制钢筋混凝土结构连接处防水性能差，对围护结构沉渣厚度较为敏感，不均匀沉降倾斜容易造成基坑安全隐患以及现有钢制围护结构存在适用范围窄的问题，并且钢制地下连续墙单元可循环利用，绿色环保，且施工工期短，大幅度降低钢材用量，降低了施工成本。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。