專利名稱：格構式預制預應力地下連續墻及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種預制預應力地下連續墻，具體地說涉及一種格構式預制預應力地下連續 墻以及這種地下連續墻的施工方法。
背景技術：
目前現有的地下連續墻主要有以下幾種1、 槽內現澆地下連續墻這是目前普遍使用的一種地下連續墻形式。其做法是先制作導 槽和扎制鋼筋籠，然后用抓槽機成槽。成槽后安放鋼筋籠，下放導管進行水下砼灌注，并使 用鎖回管進行墻段分幅，此種技術存在如下缺陷(1)成槽質量受地層影響顯著，由于槽內 要安放鋼筋籠，護壁泥漿不宜過稠以免污染鋼筋籠；在復雜地層種，成槽時經常出現縮壁、 坍塌甚至無法成槽，成墻后墻體經常出現露筋，墻幅厚度不足或"鼓肚子"等質量通病。(2) 槽底沉渣過厚，出現灌注時夾泥，成墻后出現開挖基坑時墻體漏水流砂變形大等險情。(3) 接頭管在水下砼灌注時經常出現砼繞流現象，造成接頭夾泥，墻幅間接合不良，連續性較差， 開挖基坑時經常出現漏水、流砂等險情。(4)現澆連續墻由于不施加預應力，為控制變形， 通常增加配筋量，造成鋼材浪費和價格高昂。2、 槽內現澆后張法預應力地下連續墻其做法近似于普通地下連續墻，僅在鋼筋籠豎向 主筋間增設預應力鋼絞線。當墻體水下砼強度達到設計強度80%以上時，張拉鋼絞線施加預 應力并鎖定。用此方法較之普通地下連續墻雖有節省部分鋼筋用量，適當減小墻體變形的優 勢，但依然是槽內現澆水下砼，仍然無法克服夾泥、漏筋、"鼓肚子"、漏水、流砂等缺陷。3、 鋼筋混凝土預制地下連續墻較之普通地下連續墻，采用在地面上預留墻體，成槽后 下入槽內的方法。不施加預應力，不進行槽內泥漿固化，不采用現澆砼接頭。可以很好的避 免墻體的質量缺陷，對成槽質量要求不高，但是依然存在諸多不足，難以在實際工程中應用。4、 板式預應力預制地下連續墻目前己有的板式預制預應力地下連續墻，如中國發明專利，專利號為0U265卯.6，發明名稱為"施加預應力的地下連續墻"即是一種板式預應力預制地下連續墻，由于其自身的結構特點，主要存在如下缺陷①墻體不能承受豎向荷載，由于墻體是下放在預先成好的槽中，槽內充滿泥漿，造成墻壁與槽壁的摩擦力極小，且槽底充 滿泥漿和沉渣，墻底的端承力也很小，因而該工法的墻體僅能作為基坑支護結構使用，難以作為"兩墻合一"的永久性結構體；②墻體在槽中的位置難以固定，由于墻體需要下放到預 先成好的槽中，所以預制墻體時，墻體厚度必須略小于成槽寬度，則墻體與槽壁之門存在一 定間隙，基坑開挖時可能出現墻體位移造成坑外地面沉陷等；③接頭處剛度不足，整體性差， 密封效果不好，易漏水流砂； 施工工法單一，僅能預先成槽下放，效率較低。發明內容本發明要解決的問題是提供了一種可以很好的保證墻體的形狀、尺寸和密實度，以及能 夠徹底根除接頭夾泥、墻體夾砂等問題，且墻體在槽中容易定位的格構式預制預應力地下連 續墻及其施工方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。本發明解決技術問題的技術方案如下一種格構式預制預應力地下連續墻，包括預制墻體，其特征在于，所述預制墻體內豎向 穿設有兩排預應力鋼絞線，所述預應力鋼絞線在混凝土墻體砼強度達到80%以上后施加預應 力，并在預制墻體的上下端面由預應力錨具鎖定，兩排部分預應力鋼絞線之間沿高度方向間 隔通過橫向結構鋼筋相連，所述預制墻體的兩側接頭處呈凹入的半圓型，所述預應力鋼絞線 的外圍澆筑一層保護層，所述預制墻體內設有貫穿墻體高度方向的中空通孔。本發明同時公開了上述格構式預制預應力地下連續墻的施工方法，具體包括如下步驟(a) 、施工導墻在預定的地下連續墻位置開挖溝槽，清除障礙物，澆筑鋼砼結構的地 下連續墻導墻；(b) 、成地槽采用抓斗或成槽機或轉輪式銑槽機成槽，并在槽內泥槳中摻入粘土固化劑；(C)、吊放單幅預制地下連續墻將單幅預制地下連續墻墻體吊起，下放到已摻入粘土 固化劑的地槽內，墻體放入槽中時，墻體中間的通孔中充滿含粘土固化劑的泥漿，泥漿固化 后可做為通孔內的永久性填充物；(d) 、吊放下一幅墻體使其與前一幅墻體一側的半圓型接頭對合成一個圓形的接頭孔， 接頭孔中充滿摻有粘土固化劑的泥漿；(e) 、施工現澆砼接頭當兩幅墻體之間的圓形接頭孔中的泥漿固化以后，使用鉆機將 接頭孔中的固化泥槳鉆除刷凈，帶有鋼絲刷的鉆頭邊向下回轉鉆進刷孔，邊通過鉆桿注入清 水沖洗，鉆至接頭孔底部時，接頭孔壁己刷洗干凈，然后起鉆，下入混凝土灌注導管，水下 灌注抗滲微膨脹混凝土作為墻幅接頭，亦可在孔中先放入鋼筋籠再灌注水下混凝土，以增加 接頭抗剪強度。本發明除了采用上述成槽法施工外，還可以采用旋噴法施工。由以上公開的技術方案可知，本發明通過采用兩端設有半圓凹槽型接頭的墻體結構，在 施工過程中，兩墻之間采用現澆接頭的方式相互連接，整體性好而且密封性也好，同時以鋼 絞線代替螺紋鋼，可以降低成本、提高強度，此外通過在鋼絞線外設置保護層，可以有效的 保持預應力的持久性及鋼絞線防腐。本發明的有益效果如下1、 采用地面預制，能夠保證質量，徹底的杜絕普通連續墻存在的接頭夾泥、墻體疏松、露 筋凸肚、漏水流砂等質量通病；2、 采用格構式結構，后張法施加預應力，以鋼絞線作為縱向主筋，代替螺紋鋼，可節省大 量材料，降低成本，提高墻體的強度和剛度，減小變形；3、 采用槽內泥漿固化技術，使墻體定位準確，穩定性好，且與周圍土體結合緊密，具有較 大的側壁摩擦力和墻底端承力，能承受較大的豎向荷載，特別適用于"兩墻合一"結構， 能節省大量資金并極大的縮短工期；4、 采用接頭圓孔內現澆抗滲微膨脹混凝土接頭方法，能極大的提高連續墻接頭的強度和剛 度。加強連續墻結構的整體性，且接頭的密封效果好，耐久性強；5、 本工法適用于多種施工形式，特別是可以采用不成槽施工，即從格構中空的圓孔中安放 高壓旋噴管，用高壓漩流切割墻底土體，靠墻體自重下沉到預定深度，并由旋噴管噴射 粘土固化劑漿液進行泥漿固化，可多幅墻段同時下沉施工，極大的提高施工效率。


圖1是本發明后張法預制預應力地下連續墻橫斷面結構示意圖； 圖2是本發明應用于土體中的橫斷面結構示意圖； 圖3是圖2中的縱向剖視結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖進一步說明本發明。如圖1所示，本發明格構式預制預應力地下連續墻，包括預制墻體1，所述預制墻體1內 豎向穿設有兩排預應力鋼絞線2，所述預應力鋼絞線2在混凝土墻體1砼強度達到80%以上 后施加預應力，并在預制墻體1的上下端面由預應力錨具3鎖定，兩排部分預應力鋼絞線2 之間沿高度方向間隔通過橫向結構鋼筋7相連，所述預制墻體1的兩側接頭11處呈凹入的半圓型，所述預應力鋼絞線2的外圍澆筑一層保護層4，所述預制墻體內設有貫穿墻體高度方向 的中空通孔5。所述保護層4和預應力鋼絞線2可以設置于薄壁鋼管6內也可以設置在薄壁鋼 管拔出后的預留孔內。所述的保護層4為水泥漿固化層或環氧樹脂固化層。在錨具鎖定后在 薄壁鋼管6中或薄壁鋼管拔出后的預留孔中，灌注環氧樹脂漿液或水泥漿以形成保護層4。墻 體的中間設實心段，預埋鋼筋接駁器，特別適用于地下工程兩墻合一結構。 本發明格構式預制預應力地下連續墻可以采用如下方法預制首先按設計要求的配筋扎制鋼筋籠，用預應力鋼絞線2代替縱向主筋。預應力鋼絞線后 穿后張拉，預制墻體1時預留穿鋼絞線的圓孔或薄壁鋼管6。按設計的尺寸架設模板，單幅墻 體的左右兩側接頭11處是向內凹進的半圓形，并且墻體中間預留中空通孔5，所述中空通孔 5可以是圓形孔也可以是方孔。模板架設好以后按設計的標號澆搗混凝土。其次施加預應力當單幅墻體的混凝土強度達到設計強度的80%以上時，在墻體預留的 孔中穿入鋼絞線2，并進行張拉。強拉后的鋼絞線兩端用預應力錨具3進行鎖定，鎖定后通過 錨具3上的注漿孔向預應力孔中注漿。漿液成分為環氧樹脂漿液或者水泥漿液，以保證預應 力的持久性和鋼絞線的防腐。本發明格構式預制預應力地下連續墻施工方法可以采用成槽法施工，其包括如下步驟(a) 、施工導墻在預定的地下連續墻位置開挖溝槽，清除障礙物，澆筑鋼砼結構的地 下連續墻導墻；導槽的寬度比設計的預制墻體厚度略寬5 10cm。(b) 、成地槽本工法成地槽可以采用多種工藝，可用液壓抓斗機挖槽，也可采用雙輪 銑槽機銑槽，還可用排鉆式鉆槽機鉆槽。成地槽時無需優質膨潤土泥漿，僅用原土造漿即可(如在砂土地層中可外運黃土造漿)。泥漿比重和粘度盡量增大，以保證槽壁穩定，因槽內不 下放鋼筋籠和澆灌混凝土，故可不考慮粘稠泥漿對結構體的污染。在槽內泥漿中摻入粘土固 化劑，摻量為槽內泥漿重量的10% 20%。邊摻入邊用泥衆泵循環槽內泥槳，保證摻和均勻。(C)、吊放單幅預制地下連續墻用大型吊機將單幅預制地下連續墻墻體吊起，下放到已摻入粘土固化劑的地槽內，按設計的標高和位置用吊筋吊放在導槽頂面，待槽內泥漿固化 后方可拆除吊筋。下放墻體時，溢出的含有粘土固化劑的泥漿可在下幅地槽施工時使用。墻體放入槽中時，墻體中間的通孔5中充滿含粘土固化劑的泥漿。泥漿固化后可做為通孔內的永久性填充物。(d) 、吊放下一幅墻體使其與前一幅墻體一側的半圓型接頭對合成一個圓形的接頭孔9， 接頭孔9中充滿摻有粘土固化劑的泥漿；(e) 、施工現澆砼接頭.，當兩幅墻體之間的圓形接頭孔9中的泥漿固化以后，使用鉆機將接頭孔中的固化泥漿鉆除刷凈。鉆頭下部是合金翼片，直徑略小于接頭圓孔的直徑。鉆頭 上部是鋼絲刷，其直徑略大于接頭圓孔直徑，且具有彈性。鉆頭邊向下回轉鉆進刷孔，邊通 過鉆桿注入清水沖洗，鉆至接頭孔底部時，接頭孔壁己刷洗干凈。然后起鉆，下入混凝土灌 注導管。水下灌注抗滲微膨脹混凝土作為墻幅接頭，亦可在孔中先放入鋼筋籠再灌注水下混 凝土，以增加接頭抗剪強度。本發明格構式預制預應力地下連續墻也可以采用不成槽法施工，通過在預制墻體l的中 空通孔5內插入旋噴管，旋轉噴射固化劑漿液切割土體，墻體靠自重沉入地下，其包括如下 步驟(a) 、施工導墻在預定的地下連續墻位置開挖溝槽，清除淺層障礙物，澆筑鋼砼結構 的地下連續墻導槽，導槽的寬度比設計的預制墻體厚度略寬5 10cm。(b) 、安裝旋噴裝置在單幅預制地下連續墻體的中空通孔5上端安裝旋噴機，連接高 壓旋噴泵，并在通孔中安裝高壓旋噴管，旋噴管上端連接旋噴機，下端安裝有旋噴頭；旋噴 頭超出墻體下端5 10cm。(c) 、高壓旋噴下沉單幅墻體將裝有旋噴裝置的單幅墻體吊起，垂直放入導槽中。開 動旋噴機和旋噴泵，向墻體下端的土體中旋轉噴射高壓粘土固化劑漿液。漿液較稀薄，噴射 壓力較高。高壓漿液切割土體，在墻體下部形成空間，墻體靠自重下沉切割土體所形成的泥 漿中含有粘土固化劑，可保證在一定的時間內固化，墻體下沉到預定深度后，用吊筋固定在導槽頂 面，(d) 、重復(b)、 (C)步驟吊放下一幅墻體使其與前一幅墻體一側的半圓型接頭對合 成一個圓形的接頭孔9，接頭孔9和中空通孔5中充滿摻有粘土固化劑的泥槳；(e) 、施工現澆砼接頭當兩幅墻體之間的圓形接頭孔中的泥漿固化以后，使用鉆機將接頭孔中的固化泥漿鉆除刷凈。鉆頭下部是合金翼片，直徑略小于接頭圓孔的直徑。鉆頭上 部是鋼絲刷，其直徑略大于接頭圓孔直徑，且具有彈性。鉆頭邊向下回轉鉆進刷孔，邊通過 鉆桿注入清水沖洗，鉆至接頭孔底部時，接頭孔壁己刷洗干凈。然后起鉆，下入混凝土灌注 導管。水下灌注抗滲微膨脹混凝土作為墻幅接頭，亦可在孔中先放入鋼筋籠再灌注水下混凝 土，以增加接頭抗剪強度。
權利要求
1.一種格構式預制預應力地下連續墻，包括預制墻體(1)，其特征在于，所述預制墻體(1)內豎向穿設有兩排預應力鋼絞線(2)，所述預應力鋼絞線(2)在混凝土墻體(1)砼強度達到80％以上后施加預應力，并在預制墻體(1)的上下端面由預應力錨具(3)鎖定，兩排預應力鋼絞線(2)之間沿高度方向間隔通過橫向結構鋼筋(7)相連，所述預制墻體(1)的兩側接頭(11)處呈凹入的半圓型，所述預應力鋼絞線(2)的外圍澆筑一層保護層(4)，所述預制墻體內設有貫穿墻體高度方向的中空通孔(5)。
2. 根據權利要求1所述的格構式預制預應力地下連續墻，其特征在于，所述的保護層(4) 為水泥漿固化層或環氧樹脂固化層。
3. 根據權利要求2所述的格構式預制預應力地下連續墻，其特征在于，所述保護層(4) 和預應力鋼絞線(2)設置于薄壁鋼管(6)或薄壁鋼管拔出后的預留孔內。
4. 一種如權利要求2或3所述的格構式預制預應力地下連續墻的施工方法，其特征在于， 包括如下步驟(a) 、施工導墻在預定的地下連續墻位置開挖溝槽，清除障礙物，澆筑鋼砼結構的地 下連續墻導墻；(b) 、成地槽采用抓斗或成槽機或轉輪式銑槽機成槽，并在槽內泥漿中摻入粘土固化劑；(C)、吊放單幅預制地下連續墻將單幅預制地下連續墻墻體吊起，下放到己摻入粘土固化劑的地槽內，墻體放入槽中時，墻體中間的通孔(5)中充滿含粘土固化劑的泥漿，泥漿 固化后可做為通孔內的永久性填充物；(d) 、吊放下一幅墻體使其與前一幅墻體一側的半圓型接頭對合成一個圓形的接頭孔 (9)，接頭孔(9)中充滿摻有粘土固化劑的泥漿；(e) 、施工現澆砼接頭當兩幅墻體之間的圓形接頭孔中的泥漿固化以后，使用鉆機將接頭孔中的固化泥漿鉆除刷凈，帶有鋼絲刷的鉆頭邊向下回轉鉆進刷孔，邊通過鉆桿注入清 水沖洗，鉆至接頭孔底部時，接頭孔壁已刷洗干凈，然后起鉆，下入混凝土灌注導管，水下 灌注抗滲微膨脹混凝土作為墻幅接頭，亦可在孔中先放入鋼筋籠再灌注水下混凝土，以增加 接頭抗剪強度。
5. 根據權利要求4所述的格構式預制預應力地下連續墻的施工方法，其特征在于，所述 的(e)步驟中，還包括起鉆后在接頭孔中放入鋼筋籠。
6. —種如權利要求2或3所述的格構式預制預應力地下連續墻的施工方法，其特征在于，包括如下步驟(a) 、施工導墻在預定的地下連續墻位置開挖溝槽，清除障礙物，澆筑鋼砼結構的地 下連續墻導墻；(b) 、安裝旋噴裝置在單幅預制地下連續墻體的中空通孔(5)上端安裝旋噴機，連接 高壓旋噴泵，并在通孔中安裝高壓旋噴管，旋噴管上端連接旋噴機，下端安裝有旋噴頭；(C)、高壓旋噴下沉單幅墻體將裝有旋噴裝置的單幅墻體吊起，放入導墻中，開動旋 噴機和旋噴泵，向墻體下端的土體中旋轉噴射高壓粘土固化劑漿液，高壓漿液切割土體，在 墻體下部形成空間，墻體靠自重下沉至預定深度；(d) 、重復(b)、 (C)步驟吊放下一幅墻體使其與前一幅墻體一側的半圓型接頭對合 成一個圓形的接頭孔(9)，接頭孔(9)和中空通孔(5)中充滿摻有粘土固化劑的泥漿；(e) 、施工現澆砼接頭當兩幅墻體之間的圓形接頭孔中的泥漿固化以后，使用鉆機將接頭孔中的固化泥漿鉆除刷凈，帶有鋼絲刷的鉆頭邊向下回轉鉆進刷孔，邊通過鉆桿注入清 水沖洗，鉆至接頭孔底部時，接頭孔壁已刷洗干凈，然后起鉆，下入混凝土灌注導管，水下 灌注抗滲微膨脹混凝土作為墻幅接頭，亦可在孔中先放入鋼筋籠再灌注水下混凝土，以增加 接頭抗剪強度。
7. 根據權利要求6所述的格構式預制預應力地下連續墻的施工方法，其特征在于，所說 的步驟(b)中，旋噴頭超出預制墻體下端的距離為5 10cm。
8. 根據權利要求6所述的格構式預制預應力地下連續墻的施工方法，其特征在于，所說 的步驟(a)中，導墻的寬度比預制預應力地下連續墻體的厚度寬5 10cm。
全文摘要
本發明公開了一種格構式預制預應力地下連續墻，包括預制墻體，所述預制墻體內豎向穿設有兩排預應力鋼絞線，所述預應力鋼絞線在混凝土墻體砼強度達到80％以上后施加預應力，并在預制墻體的上下端面由預應力錨具鎖定，兩排預應力鋼絞線之間沿高度方向間隔通過橫向結構鋼筋相連，所述預制墻體的兩側接頭處呈凹入的半圓型，所述預應力鋼絞線的外圍澆筑一層保護層，所述預制墻體內設有貫穿墻體高度方向的中空通孔。本發明連續墻在地面澆搗預制，可以很好的保證墻體的形狀、尺寸、密實度，使墻體質量不受地層及槽壁的影響，可以徹底根除接頭夾泥、墻體夾砂、露筋、疏松、鼓肚子、漏水、流砂等質量通病。
文檔編號E02D5/00GK101319498SQ20081004068
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月17日 優先權日2008年7月17日
發明者勇 萬, 劉忠池, 廖少明, 王衛東 申請人:萬 勇;王衛東;廖少明;劉忠池