一种后张预应力装配式地下连续墙及安装施工方法与流程

1.本发明涉及地下连续墙技术领域，具体涉及一种后张预应力装配式地下连续墙及安装施工方法。


背景技术：

2.当前，随着我国地下工程建设规模的不断扩大，大型基坑不断出现，基坑开挖深度不断增加，基坑周边环境也愈加复杂，对基坑围护结构的要求愈加严格。地下连续墙围护结构被认为是深基坑工程中最佳的围护结构之一，得到了广泛应用。工程中地下连续墙多为现浇，在一些特殊地层和复杂施工环境下，地下连续墙浇筑质量控制难度高，存在诸如墙体开裂，接头夹泥、漏水，排放护壁泥浆污染环境等问题。
3.装配式地下连续墙则在传统地下连续墙的设计与施工基础上做了重大改进，可以较大程度上减小施工风险，提高施工效率。装配式地下连续墙提前预制成型，混凝土浇筑质量可控，墙面平整美观，墙段外形尺寸及埋件位置均易控制。在深基坑施工中，装配式地下连续墙应用技术和推广具有重要意义。
4.但是，装配式地下连续墙施工中也存在很多问题。例如，受起吊设备及场地制约，单幅地下连续墙的尺寸不能过大，需将一幅地下连续墙分成多节来拼装。但在地下连续墙拼装过程中，接缝位置处墙体强度很难得到保证，同时还存在渗漏水的问题。此外，目前钢筋混凝土材料价格飞涨，若减少地下连续墙中钢筋混凝土用量，同时能保证结构承载要求，这对地下连续墙的设计与施工具有重要意义。


技术实现要素：

5.为了解决上述地下连续墙中存在的问题，本发明的目的在于提出一种后张预应力装配式地下连续墙及安装施工方法，既满足减轻墙体重度，减少钢筋混凝土消耗的需要，同时保证墙体接缝密实，满足结构承载需要，以此提高施工效率。
6.本发明提供一种后张预应力装配式地下连续墙，包括至少两节预制地下连续墙体，所述至少两节预制地下连续墙体并排设置且通过拼接固定；
7.每一所述预制地下连续墙体的内部沿着拼接面及拼接面相对的端面的方向设有至少一个穿束孔，相邻的两节所述预制地下连续墙体的所述穿束孔相互贯通；
8.所述穿束孔内设有紧固装置，所述紧固装置包括钢筋束及与所述钢筋束端部同轴固定的旋转锚环，所述钢筋束的直径小于所述旋转锚环的直径，所述旋转锚环的侧壁沿轴向设有滑块，所述滑块与所述穿束孔的内壁滑动连接；
9.当所述旋转锚环与所述钢筋束连接的端部下滑至最后一节所述预制地下连续墙体的底部时，旋转所述钢筋束至预设角度，然后张拉所述钢筋束使所述滑块与所述预制地下连续墙体相扣接。
10.根据本发明提出的一种后张预应力装配式地下连续墙，具有以下有益效果：
11.本发明通过在穿束孔内设置钢筋束和与钢筋束连接的旋转锚环，将预制后的地下
连续墙装配完成后，通过对设置的钢筋束进行张拉，钢筋束上的回弹反力将会施加到地下连续墙混凝土上，使地下连续墙受拉侧混凝土受到一个预压应力，产生一定的压缩变形。当墙体结构受力后，受拉一侧的混凝土首先抵消先前的压缩变形，随后墙体混凝土才受拉变形，这样能够优化对地下连续墙的设计，有效提高地下连续墙的强度，一定程度上减少钢筋混凝土用量。
12.本发明通过将旋转锚环固定在钢筋束下端，插入穿束孔中沿滑槽下滑到墙体底部，通过转动钢筋束，旋转锚环的滑块与预制地下连续墙体牢牢相扣，加上钢筋束上端受拉，这样便达到了钢筋束两端固定且接缝密实的效果，有效的提高地下连续墙的强度。
13.另外，根据本发明提供的后张预应力装配式地下连续墙，还可以具有如下附加的技术特征：
14.进一步地，每一所述预制地下连续墙体的内部沿着拼接面及拼接面相对的端面的方向设有空心洞口，所述空心洞口的一端同轴设有接头钢管，一所述预制地下连续墙体的接头钢管与另一所述预制地下连续墙体的所述空心洞口相插接。
15.进一步地，所述空心洞口设有多个，多个所述空心洞口沿着所述预制地下连续墙体的中部并排且均匀间隔设置。
16.进一步地，所述预制地下连续墙体的内部沿着拼接面及拼接面相对的端面的方向设有注浆孔，所述注浆孔与所述空心洞口交错设置。
17.进一步地，所述注浆孔内填充有缝隙填充剂。
18.进一步地，向所述穿束孔内灌浆，形成注浆层。
19.进一步地，所述预设角度为90度。
20.进一步地，每一所述预制地下连续墙体的两侧面分布设有预埋h型钢和预埋c型钢，一所述预制地下连续墙体的预埋h型钢与另一所述预制地下连续墙体的预埋c型钢拼接固定。
21.进一步地，向所述预埋h型钢和预埋c型钢的接头处注入混凝土浆液，形成混凝土浆层。
22.本发明还提供一种后张预应力装配式地下连续墙的安装施工方法，包括以下步骤：
23.将至少两节预制地下连续墙体并排布置并进行拼装，拼装后的所述预制地下连续墙体的穿束孔一一贯通；
24.将钢筋束和旋转锚环放入拼装好的预制地下连续墙体的穿束孔中，所述旋转锚环的滑块沿着所述穿束孔的内壁下滑，直至所述旋转锚环与所述钢筋束连接的端部下滑至最后一节所述预制地下连续墙体的底部，旋转所述钢筋束至预设角度，然后张拉所述钢筋束使所述滑块与所述预制地下连续墙体相扣接。
25.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
26.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
27.图1是本发明实施例的预制地下连续墙的装配示意图；
28.图2是本发明实施例的紧固装置的示意图；
29.图3是本发明实施例的旋转锚环的示意图；
30.图4是本发明实施例的旋转锚环与地下连续墙底部固定的示意图；
31.图5是本发明实施例的上节预制地下连续墙的示意图；
32.图6是本发明实施例的下节预制地下连续墙的示意图；
33.图7是本发明实施例的预制地下连续墙俯视图；
34.图8是本发明实施例的预制地下连续墙内部结构(断面1-1)示意图；
35.图9是本发明实施例的预制地下连续墙钢筋笼剖面图(横向)示意图；
36.图10是本发明实施例的预制地下连续墙钢筋笼剖面图(竖向)示意图；
37.附图标号：
38.100、预制地下连续墙体；110、上节预制地下连续墙体；120、下节预制地下连续墙体；
39.10、穿束孔；11、紧固装置；111、钢筋束；112、旋转锚环；113、滑块；12、滑槽；13、螺旋筋；14、固定锚环；15、夹片；
40.20、空心洞口；21、接头钢管；
41.30、注浆孔；31、缝隙填充剂；
42.40、预埋h型钢；
43.50、预埋c型钢；
44.60、定位钢管；61、定位孔；
45.70、纵筋；71、水平筋；72、连接筋。
具体实施方式
46.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
47.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
48.请参照图1～图10所示，本发明的实施例提供一种后张预应力装配式地下连续墙，包括至少两节预制地下连续墙体，所述至少两节预制地下连续墙体并排设置且通过拼接固定；
49.每一所述预制地下连续墙体的内部沿着拼接面及拼接面相对的端面的方向(如图1的x方向)设有至少一个穿束孔10，相邻的两节所述预制地下连续墙体的所述穿束孔10相互贯通；
50.所述穿束孔10内设有紧固装置11，所述紧固装置11包括钢筋束111及与所述钢筋束111端部同轴固定的旋转锚环112，所述钢筋束111的直径小于所述旋转锚环112的直径，
所述旋转锚环112的侧壁沿轴向设有滑块113，所述滑块113与所述穿束孔10的内壁滑动连接；
51.当所述旋转锚环112与所述钢筋束111连接的端部下滑至最后一节所述预制地下连续墙体的底部时，旋转所述钢筋束111至预设角度，然后张拉所述钢筋束111使所述滑块113与所述预制地下连续墙体相扣接。
52.在本发明中，多节预制地下连续墙体首先要依次进行对位拼接，以两节预制地下连续墙体为例进行阐述工作原理：每一预制地下连续墙体的结构相同，将上节预制地下连续墙体110和下节预制地下连续墙体120进行对位拼接，上、下预制地下连续墙体中均留有穿束孔10，穿束孔10形状与旋转锚环112相贴合，待地下连续墙拼装完后，将下端固定了旋转锚环112的钢筋束111放入穿束孔10中，旋转锚环112中的滑块113沿穿束孔10中的滑槽12下滑，待旋转锚环112到达墙体底部后，在墙体上部将钢筋束111旋转预设角度，优选为90度，并放上锚环与夹片15后进行钢筋束111的张拉，由于钢筋束111上端受拉，滑块113与预制地下连续墙体设置的凹槽牢牢相扣，完成预制地下连续墙体的装配。
53.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明通过在穿束孔10内设置钢筋束111和与钢筋束111连接的旋转锚环112，将预制后的地下连续墙装配完成后，通过对设置的钢筋束111进行张拉，钢筋束111上的回弹反力将会施加到地下连续墙混凝土上，使地下连续墙受拉侧混凝土受到一个预压应力，产生一定的压缩变形。当墙体结构受力后，受拉一侧的混凝土首先抵消先前的压缩变形，随后墙体混凝土才受拉变形，这样能够优化对地下连续墙的设计，有效提高地下连续墙的强度，一定程度上减少钢筋混凝土用量。
54.在后期对钢筋束111张拉过程中，本发明通过将旋转锚环112固定在钢筋束111下端，插入穿束孔10中沿滑槽12下滑到墙体底部，通过转动钢筋束111，旋转锚环112的滑块113与预制地下连续墙体牢牢相扣，加上钢筋束111上端受拉，这样便达到了钢筋束111两端固定且接缝密实的效果，有效的提高地下连续墙的强度。
55.具体的，如图2和图3所示，旋转锚环112的轴向端面设置有若干个固定孔，在本实施例中设有4个，将4根钢筋束111的底端分别插入到4个固定孔中并固定，钢筋束111长度远大于旋转锚环112的长度，使用时，先将旋转锚环112插入穿束孔10中，旋转锚环112的滑块113卡入滑槽12内，旋转锚环112沿着预制地下连续墙体的滑槽12滑至最后一块预制地下连续墙体的底部，钢筋束111将多个预制地下连续墙体贯穿。
56.在本实施例中，每一所述预制地下连续墙体的内部沿着拼接面及拼接面相对的端面的方向设有空心洞口20，所述空心洞口20的一端同轴设有接头钢管21，一所述预制地下连续墙体的接头钢管21与另一所述预制地下连续墙体的所述空心洞口20相插接。
57.从上述描述可知，上、下节预制地下连续墙都留有空心洞口20，来减少墙体自重和混凝土用量；此外，埋设于上节预制地下连续墙中的接头钢管21能够插入下节预制地下连续墙的空心洞口20中，保证两节地下连续墙在接缝处的强度。
58.在本实施例中，所述空心洞口20设有多个，多个所述空心洞口20沿着所述预制地下连续墙体的中部并排且均匀间隔设置。
59.在本实施例中，所述预制地下连续墙体的内部沿着拼接面及拼接面相对的端面的方向设有注浆孔30，也即穿束孔10、空心洞口20和注浆孔30同一方向设置，所述注浆孔30与所述空心洞口20交错设置，注浆孔30的直径小于空心洞口20的直径。
60.在本实施例中，所述注浆孔30内填充有缝隙填充剂31，使缝隙填充剂31充满上、下预制地下连续墙的接缝处，增强地下连续墙抗渗性能。向所述穿束孔10内灌浆，形成注浆层。向所述预埋h型钢40和预埋c型钢50的接头处注入混凝土浆液，形成混凝土浆层，使预制地下连续墙体拼装成完整的地下连续墙结构，提高地下连续墙的强度。
61.在本实施例中，所述预设角度为90度，把预设角度为90度能较为快速的将滑块113旋转到与地下连续墙体的凹槽相扣接的位置，也更符合人的操作习惯。
62.在本实施例中，每一所述预制地下连续墙体的两侧面分布设有预埋h型钢40和预埋c型钢50，一所述预制地下连续墙体的预埋h型钢40与另一所述预制地下连续墙体的预埋c型钢50拼接固定。上、下节预制地下连续墙两侧均布设有预埋h型钢40与预埋c型钢50，用于相邻两幅预制地下连续墙的拼装。
63.本发明还提供一种后张预应力装配式地下连续墙的安装施工方法，包括以下步骤：
64.将至少两节预制地下连续墙体并排布置并进行拼装，拼装后的所述预制地下连续墙体的穿束孔10一一贯通；
65.将钢筋束111和旋转锚环112放入拼装好的预制地下连续墙体的穿束孔10中，所述旋转锚环112的滑块113沿着所述穿束孔10的内壁下滑，直至所述旋转锚环112与所述钢筋束111连接的端部下滑至最后一节所述预制地下连续墙体的底部，旋转所述钢筋束111至预设角度，然后张拉所述钢筋束111使所述滑块113与所述预制地下连续墙体相扣接。
66.具体的，本发明的后张预应力装配式地下连续墙的安装施工方法包括如下详细步骤：
67.(1)根据设计要求确定地下连续墙尺寸及配筋，确定上、下节预制地下连续墙的高度；
68.(2)钢筋孔上焊接有纵筋70和水平筋71增加强度，在钢筋笼上确定注浆孔预埋管、穿束孔预埋管及空心洞口预埋管的位置，用连接筋72将套管焊接在钢筋笼上。同时，在钢筋笼两侧位置分别焊接预埋h型钢40与预埋c型钢50，在上节预制地下连续墙底部位置处焊接一定长度的接头钢管21。所有部件固定完毕后进行支模混凝土浇筑，待混凝土强度满足要求后进行拆模，这样就在预制地下连续墙中预留了空心洞口20、穿束孔10及注浆孔30。墙体预埋管固定示意图如图9与图10所示；
69.(3)将上、下节预制地下连续墙运至施工现场。施工时先将下节预制地下连续墙起吊至槽段中，再将上节预制地下连续墙吊至下节预制地下连续墙上端，先将定位钢管60安装于下节预制地下连续墙中，当上节预制地下连续墙与下节预制地下连续墙安装时，将定位钢管60插入至上节预制地下连续墙的定位孔61中，待装配完成后，从上节预制地下连续墙上端拔除定位钢管60。上、下节预制地下连续墙示意图分别如图5与图6所示；
70.(4)待上下节墙体中各孔洞对齐完毕后，将下节预制地下连续墙与上节预制地连墙进行拼装；
71.(5)按照上述步骤，将第二幅装配完成后的预制地下连续墙吊放至槽段内，其中两幅预制地下连续墙接头处采用将第二幅预制地下连续墙中预埋h型钢40插入到第一幅预制地下连续墙中预埋c型钢50中；
72.(6)重复上述步骤，将剩下每幅预制地下连续墙依次吊至槽段内进行拼装；
73.(7)待所有预制地下连续墙拼装完毕后，往预制地下连续墙中穿束孔10中放入下端固定了旋转锚环112的钢筋束111，旋转锚环112的端口沿穿束孔10中的滑槽12下滑。待旋转锚环112滑至墙体底部后，在墙体上部将钢筋束111按任意方向旋转90度，使旋转锚环112的端口与预制地下连续墙底端相扣，同时放入螺旋筋13。预制地下连续墙俯视图如7所示；
74.(8)在墙体上部放入螺旋筋13，并放上固定锚环14与夹片15，用千斤顶对钢筋束111进行张拉。此时由于钢筋束111经旋转度后，旋转锚环112端头与墙体牢牢相扣，加上钢筋束111收到千斤顶的张拉作用，钢筋束111上下端便与墙体牢牢固定。旋转锚环112与地下连续墙底部固定示意图如图4所示；
75.(9)待钢筋束111张拉完毕后，撤除千斤顶。对穿束孔10进行注浆处理，注浆完毕后对预制地下连续墙上端进行封锚处理，裁去多余的钢筋束111；
76.(10)往预制地下连续墙上端的注浆孔30注入缝隙填充剂31，使之充满上、下节预制地下连续墙的接缝，并往相邻两幅预制地下连续墙预埋h型钢40与预埋c型钢50的接头处注入混凝土浆液，使预制地下连续墙拼装成完整地下连续墙结构。预制地下连续墙内部结构示意图如图8所示。
77.综上所述，本发明提供一种后张预应力装配式地下连续墙及安装施工方法，具有以下有益效果：
78.本发明通过在穿束孔内设置钢筋束和与钢筋束连接的旋转锚环，将预制后的地下连续墙装配完成后，通过对设置的钢筋束进行张拉，钢筋束上的回弹反力将会施加到地下连续墙混凝土上，使地下连续墙受拉侧混凝土受到一个预压应力，产生一定的压缩变形。当墙体结构受力后，受拉一侧的混凝土首先抵消先前的压缩变形，随后墙体混凝土才受拉变形，这样能够优化对地下连续墙的设计，有效提高地下连续墙的强度，一定程度上减少钢筋混凝土用量。
79.本发明通过将旋转锚环固定在钢筋束下端，插入穿束孔中沿滑槽下滑到墙体底部，通过转动钢筋束，旋转锚环的滑块与预制地下连续墙体牢牢相扣，加上钢筋束上端受拉，这样便达到了钢筋束两端固定且接缝密实的效果，有效的提高地下连续墙的强度。
80.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。