一种干式连接的装配式格栅地下连续墙的制作方法

本发明属于装配式地下结构技术，尤其涉及一种干式连接的装配式格栅地下连续墙。

背景技术：

随着城市化进程的加快，城市建设用地日益紧张，地下空间的开发和利用逐渐成为土木工程建设发展的重点领域和主要方向之一。地下连续墙作为基坑支护的一项主要技术，有施工震动小，噪声低，适合于城市施工；墙体刚度大，防渗性能好，对周边建筑或管道的影响相对较小的优点；适用于地质条件复杂的情况；功效高、工期快、质量可靠、经济效益好，在城市地下工程中越来越广泛应用。

相应的，传统地下连续墙也存在许多问题和缺点。一、等待混凝土凝固导致工期延长，现浇地下连续墙作为地下大型混凝土支护结构，土方开挖需要等待地下连续墙混凝土凝固并达到一定强度后方可进一步施工，与城市地下空间建设尽量缩短工期的要求不符。二、浇筑时质量不易保证，地连墙的水下浇筑时，混凝土容易夹泥，下钢筋笼时钢筋上沾满泥浆，降低混凝土钢筋握裹力，墙身质量难以保证，且易引起墙面的无规则渗水。三、软弱地层中墙面平整度不易控制当土层软弱或砂层时，如果泥浆处理不当，槽壁存在坍塌问题，常见的是墙面有外凸现象，墙面平整度难以控制等问题。四、为了避免槽壁坍塌，泥浆护壁的质量需要精准控制，同时建造过程泥浆排放量大、能源和资源消耗大、环境污染严重。

基于现有技术与存在的问题，发展预制地下连续墙成为一个可以解决现有问题的方向，但是目前预制地连墙的使用并不广泛，有以下几点原因。一、装配式墙体之间的接缝的止水效果不好，墙体接缝的连接效果很难得到保证。二、若采用实腹式装配地下连续墙的安全性好，但是工期和造价则相对最高，且墙体自重过大，难以进行吊装和运输，对其广泛推广和工程应用的限制较大。三、目前大部分装配式结构施工以后浇湿连接为主，难以起到明显缩短工期的作用。

技术实现要素：

发明目的：针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种干式连接的装配式格栅地下连续墙。

技术方案：本发明所述的一种干式连接的装配式格栅地下连续墙，由若干个预制连续墙墙体单元横向和纵向拼接而成。每片预制地下连续墙墙体单元截面为空腔回字形，左右两侧设有通长的凹槽和预埋定位型钢，上下两端设有若干与墙体单元纵筋锚固的锚固连接件。相邻竖向的两块预制墙板单元通过锚固连接件和高强连接钢筋的对位拼接，用螺栓拧紧。相邻横向的两片预制墙体单元通过定位预埋型钢咬合，左右两块墙体的侧向凹槽拼接形成注浆孔后，填以高性能水泥基复合材料。

其中，所述地下连续墙采取的混凝土强度为30-60mpa。墙体单壁厚度200-300mm，截面长1200-1800mm，宽900-1500mm。两侧设有通长凹槽和定位型钢。

进一步的，所述锚固连接件由q335钢板制成，锚固连接件为开口空腔盒形，下部有开孔，开孔对准墙体，锚固连接件两侧与纵向锚固钢筋焊接连接。

进一步的，所述锚固连接件竖向拼接的具体做法为：在上部墙体单元即将完全沉入前，对墙体端部磨毛面用细石混凝土坐浆。上部墙体对位安装时，保证两块墙体连接件对位拼接。高强连接钢筋穿过预留孔道插入连接件后，套上螺栓垫板，并用高强螺栓拧紧，待所有连接件都与高强连接钢筋用螺栓锚固后，使用细密混凝土填实连接件空腔，并继续沉墙，后续竖向墙体拼接依此类推。

进一步的，所述墙体单元通长设置预埋预应力波纹管，当竖向整幅连续墙沉墙完毕后，张拉预应力筋并注浆预埋波纹管。

进一步的，吊放地下连续墙时，将挖土机械内置于墙体空腔之内，在挖土同时沉墙，待下部墙板单元将要完全沉入时，竖向拼接上部墙板单元，依次类推完成竖向整幅沉墙施工。

进一步的，水平拼接时，预制墙体单元通过定位型钢与已沉入的墙体对齐，采用前述的方式完成沉墙。

进一步的，墙侧设有凹凸不平的界面以增加渗水路径，待左右两幅连续墙沉墙完毕后，清理侧向凹槽中间的泥土，形成注浆腔，用微膨胀早强高延性水泥基材料进行注浆，所用微膨胀早强高延性水泥基材料应与预制连续墙混凝土强度相同。

综合而言，本发明由若干个预制连续墙墙体单元横向和纵向拼接而成。每片预制地下连续墙墙体单元截面为空腔回字形，左右两侧设有通长的凹槽和预埋定位型钢，上下两端设有若干与墙体单元纵筋锚固的连接件，墙体单元内部竖向预埋预应力波纹管。上下两块预制墙板单元通过连接件和高强连接钢筋的对位拼接，用螺栓拧紧，竖向整幅沉墙完毕后通过波纹管张拉预应力筋，使得整体抗弯刚度和水平缝的防水性能较好。相邻横向的两块预制墙体单元通过定位预埋型钢咬合，左右两块墙体的侧向凹槽拼接形成注浆腔后，注入高性能水泥基复合材料，可有效减少开裂，增强防水性能。回字形截面可内置机械实现挖土时带动沉墙，减少工序。

有益效果：本申请干式连接的装配式格栅地下连续墙具有以下优势：

1、本发明装配式地下连续墙采用自动化流水线生产，尺寸精度高。可以实现工厂预制、现场安装，符合建筑工业化的趋势，可以有效节约材料、减少施工带来的污染、减少劳动力成本；

2、开挖吊装方便，且现场施工以螺栓干连接为主，减少了清孔、刷壁、现浇等工序，不因后浇湿作业影响工期，工程效率高，竖向墙体单元之间主筋有可靠连接，协同工作，有良好的传力效果；

3、格栅式空腔截面相比于实腹式的传统地下连续墙，抗弯刚度大，又能节省大量的成本和自重，且可实现边开挖边沉墙的快速施工工艺；

4、竖向墙体单元之间主筋通过螺栓和连接件相连，同时辅以预应力筋张拉，可以有效实现竖向整幅墙板的协同抗弯能力，保证墙板之间的连接的可靠性。磨毛坐浆界面在预应力张拉后可保证上下墙体单元之间咬合紧密，增强其防水能力；

5、采用微膨胀早强高延性水泥基复合材料灌浆连接左右两幅连续墙，高延性水泥基复合材料有出色的变形能力和裂缝控制能力，具有优越抗裂性能和抗拉强度，同时墙侧设有凹凸不平的界面以增加渗透路径，从而提升干式连接的装配式格栅地下连续墙的防水防渗性能；

6、本发明预制地下连续墙采用自动化流水线生产，尺寸精度高。可以实现工厂预制、现场安装，符合建筑工业化的趋势，可以有效节约材料、减少施工带来的污染、减少劳动力成本。

附图说明

图1是本申请地下连续墙组装示意图；

图2是本申请墙体单元截面及横向连接示意图；

图3是本申请钢制连接件示意图；

图4是本申请竖向连接剖面示意图；

图5是本申请的竖向拼接正面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，对本申请作出详细阐述。

结合图1所示的干式连接的装配式格栅地下连续墙，由若干个预制墙体单元1横向和纵向拼接而成，预制墙体单元1内部设有箍筋14和纵筋5。每片预制墙体单元1横截面为空腔回字形，预制墙体单元1横截面长1200-1800mm、宽900-1200mm，回字形壁厚200-300mm。预制墙体单元1左右两侧设有通长的凹槽12和预埋定位型钢2，上下两端设有若干与墙体单元纵筋5锚固的锚固连接件4和外露的连接纵筋，交错布置在拼接面上。结合图3、图4和图5，其中锚固连接件4由q335钢板制成，为开口空腔盒形，两侧与墙体纵筋5焊接锚固，连接端贯通并对应墙体预留孔道13。

竖向拼接的具体做法为：在上部墙体单元即将完全沉入前，对墙体端部磨毛坐浆界面3用细石混凝土坐浆，上部墙体对位安装时，保证两块墙体的高强连接钢筋6和锚固连接件4对位拼接，具体操作是：高强连接钢筋6穿过墙体预留孔道13插入连接件4后，套上螺栓垫板10，并用高强螺栓8拧紧，待所有锚固连接件4都与高强连接钢筋6锚固后，使用细密混凝土7填实连接件空腔，并继续沉墙，后续竖向墙体拼接依此类推。墙体单元通长还设置预埋应力波纹管8，当竖向整幅连续墙沉墙完毕后，张拉预应力筋并注浆预埋应力波纹管8。吊放地下连续墙时，将挖土机械内置于墙体空腔之内，在挖土同时沉墙，待下部墙板单元1将要完全沉入时，竖向拼接上部墙板单元1，依次类推完成竖向整幅沉墙施工。

结合图2所示，水平拼接时，预制墙体单元通过预埋定位型钢ⅰ2-1与已沉入的墙体预埋定位型钢ⅱ2-2对齐，左右两幅连续墙沉墙完毕后，清理侧向凹槽12中间的泥土，形成注浆腔，用微膨胀早强高延性水泥基材料11进行注浆，所用微膨胀早强高延性水泥基材料11应与预制连续墙混凝土强度相同，为30-60mpa。墙侧设有凹凸界面15以增加地下水渗透路径。上述微膨胀早强高延性水泥基材料11的延性和力学性能参数与配合比相关，定型的强度为40mpa的高延性水泥基复合材料的制作方法为：基体中水泥：粉煤灰为1:2，水胶比控制在0.3，砂胶比为0.2，掺入一定量的pva纤维、硅灰，制备所得的高延性水泥基材料具有2-4％的拉应变，抗拉强度3-6mpa，抗压强度30-60mpa，具有良好的抗渗防裂性能。

干式连接的装配式格栅地下连续墙支护一般适用于软土地区，保证其能够顺利压入土体；适用的基坑深度一般不超过25m，对于超深基坑，应进行专项研究论证。采用干式连接的装配式格栅地下连续墙支护结构时，应对支护结构及周边环境的变形进行计算，基坑及周边环境变形应满足基坑工程设计、地下结构设计以及周边环境中被保护对象的控制要求，并根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的变形限值。

上述干式连接的装配式格栅地下连续墙浇筑工艺如下：

1、搭建模板，清洁表面，涂抹脱模剂，每个预制构件浇筑的模具采用端部的钢模具与侧面，底面木模具组合。端部的钢模具在相应的位置精准开孔，使得钢筋连接件4和高强连接钢筋6通过螺栓提前固定在钢模具上；

2、完成定位固定以后，将钢筋笼制作完成并与钢制连接件焊接固定，侧面木磨具在相应位置摆放固定，将钢筋连接件的连接盒用泡沫封堵；

3、混凝土的浇筑在预制构件厂内进行，浇筑时采用振动棒振捣密实，顶面采用人工抹面，抹面时注意漏出连接件的位置，避免封堵。抹面完成后用塑料膜盖于顶面，浇筑完成静停一段时间后盖上蒸汽罩进行养护。

上述干式连接的装配式格栅地下连续墙装配工艺如下：

1、起吊干式连接的装配式格栅地下连续墙墙体单元，将预制墙体的空腔对准竖直放在开槽三联搅拌机上；

2、启动开槽挖土的三联搅拌机，带动预制墙体下沉，墙体还未完全沉入时，起吊竖向第二块墙体。开始对位安装上下两块墙体单元；

3、上下部墙体对位安装时，对界面采取坐浆处理，同时保证两块墙体的连接件4对位拼接。高强连接钢筋6穿过预留孔道13插入连接件后，套上螺栓垫板10，并用高强螺栓9拧紧，待所有连接件4都与高强连接钢筋6用螺栓锚固后，使用细密混凝土7填实连接件空腔，之后继续沉墙；

4、按照上述流程装配下一块墙体单元，墙体单元通长设置预埋预应力波纹管8，当竖向整幅连续墙沉墙完毕后，张拉预应力筋并注浆预埋应力波纹管8；

5、水平拼接时，预制墙体单元通过定位型钢2-1、2-2与已沉入的墙体对齐，左右两幅连续墙均沉墙完毕后，清理侧向凹槽12中间的泥土，形成注浆腔，用预制连续墙混凝土强度相同的微膨胀早强高延性水泥基材料11进行注浆。以此类推逐次完成下一幅墙体的安装。

上述干式连接的装配式格栅地下连续墙施工要点如下：

基坑土方开挖前，土方施工单位应编制详细的施工组织方案，在建设单位、监理单位、基坑支护设计单位以及社会职能部门共同审核通过后方可施工。

正式挖土前，应进行基坑内疏干降水。首道混凝土支撑强度达到70％以上方可开挖支撑下方土体。

开挖过程中应分区、分块、分层、对称、平衡进行，坚持先撑后挖，严禁超挖的原则。分块深浅平台的土坡坡度不小于1：1，高差不得大于3.0m。

沿支撑内侧卸荷挖土时，支护施工单位应密切巡视观测，在特殊情况下应由有经验的支护施工人员现场指挥挖土，土方施工单位应听从现场指挥。

挖土期间，支护施工单位应做好应急预案准备，包括人员、设备、材料、技术措施等，一旦发生局部渗漏或大变形情况，及时采取措施，土方施工单位应给予全面的配合。

严禁在基坑坡顶大量堆土或堆放建筑材料，如确需临时堆放，则堆土高度不得超过1.0m，材料接地荷载不大于20kpa，距离基坑边不得小于2.0m.。

加强挖土期间的基坑监测，如出现异常情况，应停止挖土，及时处理。

干式连接的装配式格栅地下连续墙支护结构的质量检查与验收应分施工过程监控、质量验收和基坑开挖检查三个阶段。

干式连接的装配式格栅地下连续墙支护结构施工过程监控内容包括：验证施工机械性能、材料质量、施工模具的外观、定位、长度、标高、垂直度等。

干式连接的装配式格栅地下连续墙支护结构的质量验收宜按施工段划分若干检验批，除墙体强度检验项目外，每一检验批至少单幅墙体数的20％，且不应小于10幅。检验批的质量验收程序和组织应符合《建筑工程施工质量验收统一标准》gb50300的有关规定；检验批的合格判定应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》gb50202的有关规定。

基坑开挖期间应着重检查开挖面墙体的质量以及渗漏水情况，如不符合设计要求应立即采取补救措施。

干式连接的装配式格栅地下连续墙支护结构的支撑系统、土方开挖等分项工程的质量验收，应按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》gb50202等规范的有关规定进行。

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