[发明专利]预制钢管混凝土组合结构地下连续墙及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑基坑工程的地下连续墙设计及施工领域，特别涉及一种预制钢管混凝土组合结构地下连续墙及这种地下连续墙的施工方法。

背景技术

地下连续墙施工技术起源于欧洲，20世纪50～60年代该项技术在西方发达国家、前苏联及日本得到推广。1958年我国运用此技术修建了水坝防渗墙，70年代中期此项技术推广应用到建筑、煤矿和市政等行业。地下连续墙因其刚度大，具有对基坑周围土体及结构物影响小的优点，可以当挡土墙或者主体结构的地下室外墙使用。

目前地下连续墙使用的都是钢筋混凝土结构。包括（1）槽段内现浇地下连续墙，这种地下连续墙施工方便，一般与混凝土或钢结构支撑组成整体围护结构。但该墙体也存在如下缺点：施工质量受土层影响大，复杂地层中易发生缩壁、坍塌、漏筋、墙幅厚度不足及“鼓肚”等质量问题；接头处易出现渗流和夹泥沙等质量问题；夹泥沙的地下连续墙在基坑开挖会出现落水、侧向变形大等质量问题。（2）预制地下连续墙，这种墙体是先在地上制作，成槽后将墙体下放入槽内。这种墙对成槽的质量要求低，避免了墙体质量的缺陷。为了实现地下连续墙能够工业化施工，也有研究人员提出了预制装配的钢筋混凝土地下连续墙，但是这些墙在墙体连接处的强度低且容易出现地下水渗漏的问题，为了避免渗流问题往往会提高施工成本。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是针对上诉现有技术的不足，提供一种力学性能好、抗渗漏、连接可靠和可以工业化生产的预制钢管混凝土组合结构地下连续墙及其施工方法。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供了一种预制钢管混凝土组合结构地下连续墙，该连续墙包括沿竖向依次连接的若干预制连接墙段；

所述连接墙段包括中空的钢管混凝土组合构件和浇铸在钢管混凝土组合构件外部的混凝土结构，所述钢管混凝土组合构件内部包裹混凝土，钢管混凝土组合构件内表面按一定间距设置约束拉杆，所述混凝土结构内部设置预应力钢绞线；

所述连接墙段每端中部或两侧设置槽缝，槽缝间嵌进连接钢板，冲洗后灌浆，使已装配墙段连成整体；

所述连接钢板与墙段的长度相等，连接钢板截面尺寸略小于槽缝；

墙段间使用螺栓连接凸出的钢管混凝土组合构件，连接部位灌注高强无收缩灌浆料生成结合区。

优选的，所述钢管混凝土组合构件为矩形钢管。

优选的，约束拉杆用高强螺栓制作。

本发明还提供了一种预制钢管混凝土组合结构地下连续墙的施工方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：预制带约束拉杆钢管混凝土组合结构地下连续墙墙段及连接钢板；

步骤2：现场连接预制带约束拉杆的钢管混凝土组合结构地下连续墙墙段；

步骤3：对预制地下连续墙的开挖位置进行定位并进行成槽施工；

步骤4：对预制装配的带约束拉杆钢管混凝土组合结构地下连续墙墙段施加预应力；

步骤5：吊装预制装配钢管混凝土组合结构地下连续墙墙段及连接钢板；

步骤6：清理槽缝及浇筑水泥砂浆。

优选的，步骤1的具体方法为：在现场或者工厂先预制钢管混凝土组合构件，并且按一定间距设置约束拉杆，然后在钢管混凝土组合构件外部浇筑箱型混凝土结构，预制组合结构地下连续墙墙段可以根据实际运输能力及吊装能力的限制分为两段或三段预制，槽段端部设置槽缝；根据设计要求制作抗剪连接钢板。

优选的，步骤2的具体方法为：预制组合结构墙段使用高强螺栓连接凸出的钢管混凝土组合构件，然后在连接部位支模，用高强无收缩灌浆料填充该连接区；保证灌浆料结合区强度达到设计要求后再吊装。

优选的，步骤3具体方法为：首先确定地下连续墙槽段分幅位置，以槽段中心作为开挖定位中心，在预定地下连续墙位置开挖沟槽并浇筑地下连续墙导墙；再对槽段进行成槽施工，开挖至设计深度并清除底部成渣，开挖槽段时使用膨润土进行泥浆护壁，成槽过程中每隔2个小时检测一次泥浆质量，并及时更换不合格的泥浆。

优选的，步骤4具体方法为：施加预应力前保证结合区灌浆料强度不低于箱型混凝土结构的强度；预应力施加完成后将预应力锚具的端头用混凝土封住。

优选的，步骤5具体的吊装步骤：用大型吊机将预制装配组合结构地下连续墙墙段吊放入有护壁泥浆的地槽内，按设计的位置及标高吊放在指定位置；在墙段的纵向依次吊放预制装配墙段，然后将连接钢板吊放至槽段端部的槽缝内。

优选的，步骤6具体方法为：对墙段的槽缝进行清水冲洗后灌入添加膨胀剂的水泥砂浆。