CN109826185A - 一种地下连续墙钢筋笼刚性连接接头及施工方法 - Google Patents

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本发明公开了一种地下连续墙钢筋笼刚性连接接头及施工方法。该连接接头包括槽壁、单元槽段地下连续墙钢筋笼、混凝土、H型钢、角钢及其止水带、矩形锁口管、半圆形锁口管,矩形锁口管与半圆形锁口管共同组成特制接头箱,H型钢作为连接相邻两个单元槽段地下连续墙钢筋笼的刚性连接接头,H型钢的外侧对称设有竖向通长角钢,半圆形锁口管包括半圆钢管、内支板和薄钢板,薄钢板固定于半圆钢管的直径端口,矩形锁口管设于半圆钢管的直径端口的薄钢板处。本发明有效地解决了地下连续墙混凝土浇筑产生的绕流问题,较好地实现各单元槽段的地下连续墙钢筋笼刚性连接,且便于现场施工操作,特制接头箱可重复使用,造价相对低廉,极具推广应用价值。

Description

一种地下连续墙钢筋笼刚性连接接头及施工方法
技术领域
本发明涉及建筑地下工程施工领域,更具体地说是涉及一种利用H型钢和特制接头箱制作地下连续墙钢筋笼刚性连接接头及施工方法。
背景技术
地下连续墙作为一种支护结构,广泛应用于地铁车站、高层建筑等地下工程基坑开挖的围护工程中,其在基坑开挖过程中起到挡土、止水帷幕的作用,并可兼做地下工程结构的外墙。地下连续墙施工步骤主要有:导墙施工→单元槽段挖土作业→清底换浆→下入接头结构→钢筋笼制作与安放→浇筑单元槽段混凝土→将相邻单元槽段墙体连接起来形成闭合的钢筋混凝土围护结构。其中,将相邻单元槽段墙体有效连接起来是地下连续墙施工技术的关键,是需要不断攻克与完善的技术难题,这主要依靠先进的连接接头措施及施工方法来实现。
目前,常用的地下连续墙连接接头的结构形式主要有接头管(锁口管)、筑砂钢管法、接头箱、隔板或预制接头、套打一钻法、先施工接头缝法、以及常规H型钢接头形式等。现有的连接接头的结构形式,在地下连续墙混凝土浇筑过程中,接头位置经常会出现混凝土绕流的现象,影响了下个槽段正常施工及相邻槽段钢筋笼刚性连接的实现,且增加了混凝土的损耗用量。对已有的H型钢接头形式,常见防绕流措施是在H型钢侧板外焊接防绕流铁皮,或者在H型钢接头外侧回填砂袋,或者采用凸台型工字钢接头箱等,但采取这些措施后仍然存在混凝土绕流问题,且这些措施不便于施工现场操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用H型钢和特制接头箱制作地下连续墙钢筋笼刚性连接接头及施工方法,以有效解决地下连续墙混凝土浇筑产生的绕流问题,较好地实现各单元槽段的地下连续墙钢筋笼的刚性连接,且便于现场施工操作。实现本发明目的的技术方案如下:
本发明提供一种地下连续墙钢筋笼刚性连接接头,包括槽壁、单元槽段地下连续墙钢筋笼、混凝土、H型钢、角钢及其止水带、矩形锁口管、半圆形锁口管,其中,矩形锁口管与半圆形锁口管共同组成特制接头箱,所述H型钢作为连接相邻两个单元槽段地下连续墙钢筋笼的刚性连接接头,H型钢的外侧对称设置有竖向通长角钢,所述半圆形锁口管包括半圆钢管、内支板和薄钢板,薄钢板固定于半圆钢管的直径端口,半圆形锁口管先期入槽后,对H型钢的入槽起定位作用,所述矩形锁口管设置于半圆钢管的直径端口的薄钢板处,其内部设置有内支板。
更进一步地,所述角钢外侧面贴有止水带,所述止水带的厚度为5~10mm、宽度与角钢边长相当,止水带随H型钢入槽孔时受到压缩其厚度减少。
更进一步地,所述H型钢的翼板内侧的宽度尺寸大于地下连续墙钢筋笼的外侧宽度,留有5~10mm的富余量,并满足混凝土保护层的最低厚度要求。
更进一步地,所述H型钢外侧的通长角钢规格为2#~6#等边角钢,角钢固定后的H型钢组件的最外侧宽度尺寸小于地下连续墙槽孔宽度,留有5~15mm的富余量。
更进一步地,所述特制接头箱由矩形锁口管及半圆形锁口管两个独立的部分组成,矩形锁口管由厚度5~10mm的钢板焊接而成,并设置十字形内支板。
更进一步地,所述矩形锁口管(6)的宽度尺寸小于H型钢翼板内侧宽度,保证矩形锁口管紧贴H型钢的内侧顺利入槽。
本发明还提供一种地下连续墙钢筋笼刚性连接接头的施工方法,包括:
(1)开挖首个单元槽段形成槽壁,清底换浆后,吊放半圆形锁口管紧贴槽段一侧端头入槽;
(2)吊放H型钢组件(含角钢及其止水带)紧贴半圆形锁口管入槽;
(3)吊放矩形锁扣管,使其一侧紧贴H型钢的内侧、另一侧紧贴半圆形锁口管入槽;
(4)吊放组装好的首个单元槽段钢筋笼入槽,钢筋笼端部镶嵌在H型钢翼板的内侧,同时吊放混凝土导管下入预定位置;
(5)浇筑首个单元槽段的混凝土,H型钢组件外侧的角钢及止水带阻止了混凝土绕流的发生,且特制接头箱基本充满了H型钢端头侧的地下连续墙槽孔空间,有效控制了混凝土流入该侧槽孔空间;
(6)在所浇筑的混凝土达到终凝时,开始逐步上拔特制接头箱(先拔半圆形锁口管,后拔矩形锁口管),拔出特制接头箱速度应与槽段下部混凝土终凝速度相匹配,并采取压顶措施防止H型钢组件发生上移;
待特制接头箱全部拔出后,开始开挖下一邻近地下连续墙的单元槽段土体,重复上述第(1)~(6)步操作,即可实现相邻两个单元槽段地下连续墙钢筋笼的刚性连接。
更进一步地,当地下连续墙深度较大时,各刚性连接接头组件、钢筋笼等均分节制作与吊放入槽,采用焊接法将上、下节连接;其特制接头箱拔出时亦分节切割予以全部拔出。
本发明具有积极的效果:
本发明提供的利用H型钢和特制接头箱制作地下连续墙钢筋笼刚性连接接头及施工方法,有效地解决了地下连续墙混凝土浇筑产生的绕流问题,较好地实现各单元槽段的地下连续墙钢筋笼刚性连接。值得一提的是,H型钢组件的角钢侧边顺着槽壁设置,可有效起到H型钢入槽孔的导向定位作用,靠近槽壁的角钢外侧面设置的遇水膨胀止水带将从根本上解决浇筑混凝土所出现的绕流问题;特制接头箱由矩形锁口管及半圆形锁口管两个独立的部分组成,分别下入槽孔操作容易,且特制接头箱入槽后基本充满了H型钢端头侧的地下连续墙槽孔空间,对防止浇筑混凝土时出现绕流及H型钢侧移起到重要的作用。如果操作得当,依靠H型钢组件及半圆形锁口管就能较好地解决浇筑混凝土时出现的绕流问题及刚性连接接头的定位问题,其矩形锁口管可以取消。同时,相邻两个单元槽段的墙体钢筋笼端部均镶嵌在H型钢翼板的内侧,彻底实现刚性连接接头,对降低地下连续墙在单元槽段连接处出现工后裂缝是非常有利的,大大降低了地下连续墙接头出发生渗漏水的风险。
本发明的地下连续墙钢筋笼刚性连接接头及施工方法便于现场施工操作,特制接头箱可重复使用,造价相对低廉,极具推广应用价值,对确保深基坑支护工程使用安全有重要意义。本发明专利属于国家自然科学基金项目(项目编号:51678083)资助研究成果。
附图说明
图1为本发明装置的刚性连接接头结构示意图;
图2为本发明装置的相邻单元槽段钢筋笼刚性连接示意图;
图中:1-槽壁;2-单元槽段地下连续墙钢筋笼;3-混凝土A;4-H型钢;5-角钢及其止水带;6-矩形锁口管;7-半圆形锁口管;8-相邻单元槽段地下连续墙钢筋笼;9-混凝土B。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明,以助于理解本发明的内容。
如图1所示,本发明地下连续墙钢筋笼刚性连接接头主要包括槽壁1、单元槽段地下连续墙钢筋笼2、混凝土A3、H型钢4、角钢及其止水带5、矩形锁口管6、半圆形锁口管7。其中,槽钢锁口板6与半圆形锁口管7共同组成了特制接头箱。本实施例地下连续墙深度为23m,单元槽段槽壁宽度为800mm,长度为6000mm,槽壁端头为半圆形(直径800mm),加上槽壁端头尺寸单元槽段槽壁总长度为6800mm;单元槽段地下连续墙钢筋笼长度为5650mm,宽度为640mm,混凝土保护层厚度为80mm。
如图2所示,采用700×300的H型钢作为连接两个相邻单元槽段地下连续墙钢筋笼8的刚性连接接头,H型钢4的左右侧分别为混凝土A3和混凝土B9。在H型钢的外侧中心线处对称竖向通长焊接4.5#等边角钢(角钢外侧面贴一层厚度7mm、宽度45mm遇水膨胀的特制橡胶条作为止水带,用细铁丝将橡胶条固定在角钢外侧面,在穿细铁丝的角钢位置预先钻小孔,细铁丝的绑扎间距为200mm),竖向通长角钢及其止水带作为H型钢入槽孔的导向定位及防止浇筑混凝土出现绕流的主要措施。该橡胶条随H型钢入槽孔时受到压缩其厚度将减少2~3mm,以确保H型钢组件顺利入槽,遇水后侵泡2h后该橡胶条将发生膨胀(在自然状态下,完全膨胀后可增厚3~5mm),以保证浇筑混凝土时不出现绕流的问题。
特制接头箱由矩形锁口管及半圆形锁口管两个独立的部分组成。其中,矩形锁口管由厚度8mm的钢板焊接而成,并设置十字形内支板(其厚度为10mm,高度为30mm,上下间距为300mm,内支板与锁口管钢板接触部位进行点焊),矩形锁口管外形横向宽度尺寸为650mm,纵向宽度尺寸为140mm,可保证矩形锁口管紧贴H型钢的内侧顺利入槽;半圆形锁口管由外径为700mm的半圆钢管、内支板(其厚度为10mm,高度为30mm,上下间距为300mm,内支板与半圆钢管及薄钢板接触部位进行点焊)、薄钢板(厚度3mm,宽度为750mm)等组成,薄钢板焊接在半圆钢管的直径端口,以保证半圆形锁口管先期入槽后,对H型钢的入槽起到定位作用。特制接头箱入槽后基本充满了H型钢端头侧的地下连续墙槽孔空间,对防止浇筑混凝土时出现绕流及H型钢侧移起到重要的作用。
实现本实施例地下连续墙钢筋笼刚性连接接头的施工方法如下:
(1)开挖首个单元槽段的槽壁,清底换浆后,吊放半圆形锁口管紧贴槽段一侧端头入槽;
(2)吊放H型钢组件(含角钢及其止水带)紧贴半圆形锁口管入槽;
(3)吊放矩形锁口管,使其一侧紧贴H型钢的内侧、另一侧紧贴半圆形锁口管入槽;
(4)吊放组装好的首个单元槽段钢筋笼入槽,接头一侧的钢筋笼端部镶嵌在H型钢翼板的内侧,同时吊放2组混凝土导管下入预定位置;
(5)浇筑首个单元槽段的混凝土,固定在H型钢组件外侧角钢外侧面的橡胶条止水带发生膨胀紧贴住槽壁,阻止了混凝土绕流的发生,且特制接头箱基本充满了H型钢右侧的地下连续墙槽孔空间,有效控制了混凝土流入该侧槽孔空间;
(6)在所浇筑的混凝土达到终凝时(混凝土浇筑后7h左右),开始逐步上拔特制接头箱(先拔半圆形锁口管,后拔槽钢锁口板),拔出特制接头箱速度应与槽段下部混凝土终凝速度相匹配,并采取压顶措施防止H型钢组件发生上移;
(7)待特制接头箱全部拔出后,开始开挖下一邻近地下连续墙单元槽段的土体,重复上述第(1)~(6)步操作,实现了相邻两个单元槽段地下连续墙钢筋笼的刚性连接。
因本实施例地下连续墙深度不大,上述各刚性连接接头组件、钢筋笼等均不分节制作,一次吊放入槽。经观察与检测,本实施例的特制接头箱全部拔出后没有出现过大变形,可重复继续使用。
综上所述,本发明提出了一种利用H型钢和特制接头箱制作地下连续墙钢筋笼刚性连接接头及施工方法。所述H型钢作为连接相邻两个地下连续墙钢筋笼的刚性连接接头,H型钢的外侧对称焊接有竖向通长角钢(角钢外侧面可贴止水带),作为H型钢入槽孔的导向定位及防止浇筑混凝土出现绕流的主要措施;所述特制接头箱由矩形锁口管及半圆形锁口管两个独立的部分组成,矩形锁口管入槽时紧贴在H型钢的内侧,半圆形锁口管入槽时其平面紧贴在矩形锁口管的背面,半圆面顶在该槽孔的端头,该特制接头箱入槽后基本充满了H型钢端头侧的地下连续墙槽孔空间,对防止浇筑混凝土时出现绕流及H型钢侧移起到重要的作用。在本单元槽段所浇筑的混凝土达到终凝时,开始逐步上拔特制接头箱(先拔半圆形锁口管,后拔矩形锁口管),待特制接头箱全部拔出后,开始开挖下一邻近地下连续墙单元槽段的土体,然后吊放钢筋笼入槽,实现相邻两个单元槽段地下连续墙钢筋笼的刚性连接。本发明有效地解决了地下连续墙混凝土浇筑产生的绕流问题,较好地实现各单元槽段的地下连续墙钢筋笼刚性连接,且便于现场施工操作,特制接头箱可重复使用,造价相对低廉,极具推广应用价值。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种地下连续墙钢筋笼刚性连接接头,其特征在于:包括槽壁(1)、单元槽段地下连续墙钢筋笼(2)、混凝土(3)、H型钢(4)、角钢及其止水带(5)、矩形锁口管(6)、半圆形锁口管(7),其中,矩形锁口管(6)与半圆形锁口管(7)共同组成特制接头箱,所述H型钢(4)作为连接相邻两个单元槽段地下连续墙钢筋笼(2)的刚性连接接头,H型钢(4)的外侧对称设置有竖向通长角钢,所述半圆形锁口管(7)包括半圆钢管、内支板和薄钢板,薄钢板固定于半圆钢管的直径端口,半圆形锁口管(7)先期入槽后,对H型钢(4)的入槽起定位作用,所述矩形锁口管(6)设置于半圆钢管的直径端口的薄钢板处,其内部设置有内支板。
2.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼刚性连接接头,其特征在于:所述角钢外侧面贴有止水带,所述止水带的厚度为5~10mm、宽度与角钢边长相当,止水带随H型钢(4)入槽孔时受到压缩其厚度减少。
3.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼刚性连接接头,其特征在于:所述H型钢(4)的翼板内侧的宽度尺寸大于地下连续墙钢筋笼的外侧宽度,留有5~10mm的富余量,并满足混凝土保护层的最低厚度要求。
4.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼刚性连接接头,其特征在于:所述H型钢(4)外侧的通长角钢规格为2#~6#等边角钢,角钢固定后的H型钢组件的最外侧宽度尺寸小于地下连续墙槽孔宽度,留有5~15mm的富余量。
5.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼刚性连接接头,其特征在于:所述特制接头箱由矩形锁口管(6)及半圆形锁口管(7)两个独立的部分组成,矩形锁口管由厚度5~10mm的钢板焊接而成,并设置十字形内支板。
6.根据权利要求1所述的地下连续墙钢筋笼刚性连接接头,其特征在于:所述矩形锁口管(6)的宽度尺寸小于H型钢翼板内侧宽度,保证矩形锁口管紧贴H型钢的内侧顺利入槽。
7.一种地下连续墙钢筋笼刚性连接接头的施工方法,其特征在于:
(1)开挖首个单元槽段形成槽壁,清底换浆后,吊放半圆形锁口管紧贴槽段一侧端头入槽;
(2)吊放H型钢组件(含角钢及其止水带)紧贴半圆形锁口管入槽;
(3)吊放矩形锁扣管,使其一侧紧贴H型钢的内侧、另一侧紧贴半圆形锁口管入槽;
(4)吊放组装好的首个单元槽段钢筋笼入槽,钢筋笼端部镶嵌在H型钢翼板的内侧,同时吊放混凝土导管下入预定位置;
(5)浇筑首个单元槽段的混凝土,H型钢组件外侧的角钢及止水带阻止了混凝土绕流的发生,且特制接头箱基本充满了H型钢端头侧的地下连续墙槽孔空间,有效控制了混凝土流入该侧槽孔空间;
(6)在所浇筑的混凝土达到终凝时,开始逐步上拔特制接头箱(先拔半圆形锁口管,后拔矩形锁口管),拔出特制接头箱速度应与槽段下部混凝土终凝速度相匹配,并采取压顶措施防止H型钢组件发生上移;
(7)待特制接头箱全部拔出后,开始开挖下一邻近地下连续墙的单元槽段土体,重复上述第(1)~(6)步操作,即可实现相邻两个单元槽段地下连续墙钢筋笼的刚性连接。
8.根据权利要求7所述的地下连续墙钢筋笼刚性连接接头的施工方法,其特征在于:当地下连续墙深度较大时,各刚性连接接头组件、钢筋笼等均分节制作与吊放入槽,采用焊接法将上、下节连接;其特制接头箱拔出时亦分节切割予以全部拔出。
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