一种钢箱体结构及地下连续墙的施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程技术领域，具体涉及一种钢箱体结构及地下连续墙的施工方法。

背景技术

地下连续墙是一种基坑工程中常用的围护结构形式。传统的地下连续墙分槽段采用专用的机械成槽，然后下放钢筋笼，再浇筑混凝土形成连续的地下墙体，亦可称为现浇地下连续墙。

传统的地下连续墙结构形式与工艺流程有如下缺点：

1、施工工艺复杂：传统施工工艺流程如下：预成槽、现场制作钢筋笼、下放钢筋笼、现场浇筑混凝土、接缝处高压旋喷止水等流程，以上每一个施工步骤中受各种客观因素的影响，可能存在各种各样的问题；

2、绿色环保性能差：1)地下连续墙一般为临时结构，待基坑内部主体结构施工完成后永久留在地下，不能回收再利用，造成大量的钢材、混凝土资源浪费；2)滞留在原处的地下连续墙成为以后地下空间利用和发展的人造障碍物；

3、可靠性差：1)由于传统地连墙施工工艺复杂，在成槽及浇筑过程中受水文条件、地质条件、施工工艺等因素的影响，容易行成塌孔、缩孔、偏位等情况，造成地连墙露筋、鼓包、开裂、孔洞、不密实、定位不准等不良后果；2)受混凝土绕流、浇筑不密实等因素影响，在地连墙的接缝处容易形成渗漏水通道，向基坑内流水、流砂等不良后果，影响基坑整体安全稳定；

4、经济性差：由于传统地连墙为一次性投入，不能再回收重新利用，故工程造价高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢箱体结构及地下连续墙的施工方法，不仅可以简化施工工艺，而且质量可靠，绿色环保，钢箱体可重复使用，大大降低工程投资。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种地下连续墙的钢箱体结构，包括钢箱体，所述钢箱体的表面套设有隔离环；所述钢箱体的下方设置有钢靴，所述钢靴具有与所述钢箱体相匹配的开口，所述钢箱体和所述隔离环的底部伸至所述开口中，且所述隔离环的底部与所述钢靴边缘固定连接。

作为实施方式之一，所述隔离环与所述钢箱体之间无粘固力，所述隔离环的顶部与所述钢箱体的顶部可拆卸连接。

作为实施方式之一，所述钢箱体包括相对设置的两块翼缘板，且两块翼缘板在两端和中部分别通过腹板连接。

作为实施方式之一，所述钢箱体的两端设置有承插式接头或锁扣式接头，所述隔离环的形状与所述钢箱体的形状相匹配。

作为实施方式之一，所述隔离环为环状的薄铁皮。

本发明还提供一种地下连续墙的施工方法，包括如下步骤：

S1、施做导墙，并预成槽；

S2、将以上任一项所述的地下连续墙的钢箱体结构吊装至槽中；

S3、在钢箱体结构外隔离环与槽壁之间、钢靴的下方及两幅地连墙接缝之间分别注浆，使钢箱体结构与槽壁密贴；

S4、进行基坑开挖，并完成主体结构的施工；

S5、将钢箱体从隔离环和钢靴中拔出并回用，将隔离环和钢靴留下，并对留下的腔体同步灌浆，完成地下连续墙的施工。

作为实施方式之一，步骤S2中，钢箱体结构分幅吊装至槽中，并与上一幅钢箱体结构对接到位。

作为实施方式之一，步骤S3中，在钢箱体结构外隔离环与槽壁之间、钢靴的下方注水硬性材料；在两幅钢箱体结构的接缝处注粘结力不高但止水性能好的惰性浆液。

作为实施方式之一，步骤S2中，钢箱体、钢靴、隔离环在工厂预制后，运输至施工现场，根据现场需求，拼装成所需规格的钢箱体结构。

作为实施方式之一，在钢箱体结构吊装至槽内之前，将隔离环的顶部和钢箱体的顶部连接；在主体结构完成施工后，解除隔离环的顶部和钢箱体的顶部之间的连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过在钢箱体的表面套隔离环，在钢箱体的底部设钢靴，不仅可以将钢箱体与槽壁、槽底隔离开来，使钢箱体与槽壁、槽底之间无粘固力，而且隔离环和钢靴与钢箱体之间没有固定连接，可以保证钢箱体顺利拔出，实现钢箱体的回收及重复利用；

(2)本发明改变传统的现场制作钢筋笼、现浇混凝土结构形式，让每一个施工工艺流程技术可靠，质量可控，安全高效；

(3)本发明可以避免钢材、混凝土等建材的浪费，并减少了地下空间的污染，为后期地下空间的利用减少了障碍物；

(4)本发明采用工厂预制现场拼装的薄壁钢箱体结构形式，确保质量可靠；

(5)本发明采用可回收且可重复使用的钢箱体，一次投入，多次摊销，大大降低工程投资。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的地下连续墙的的施工流程图；

图2为本发明实施例提供的钢箱体的立体图；

图3为本发明实施例提供的钢箱体结构的示意图(锁扣式接头)；

图4为本发明实施例提供的钢箱体结构的接缝处示意图(锁扣式接头)；

图5为本发明实施例提供的钢箱体结构的示意图(承插式接头)；

图6为本发明实施例提供的钢箱体结构的接缝处示意图(承插式接头)；

图7为本发明实施例提供的钢箱体结构与槽壁之间的注浆示意图；

图8为本发明实施例提供的钢箱体结构底部的注浆示意图；

图9为本发明实施例提供的隔离环结构示意图；

图10为本发明实施例提供的钢箱拼装示意图；

图中：1、钢箱体；11、翼缘板；12、腹板；13、锁扣式接头；14、承插式接头；2、隔离环；3、钢靴；4、注浆钢管；5、注浆孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例一

如图9和图2所示，本实施例提供一种地下连续墙的钢箱体结构，包括钢箱体1，所述钢箱体1的表面套设有隔离环2；所述钢箱体1的下方设置有钢靴3，所述钢靴3具有与所述钢箱体1相匹配的开口，所述钢箱体1和所述隔离环2的底部伸至所述开口中，且所述隔离环2的底部与所述钢靴3边缘固定连接。本实施例通过在钢箱体1的表面套隔离环2，在钢箱体1的底部设钢靴3，不仅可以将钢箱体1与槽壁、槽底隔离开来，使钢箱体1与槽壁、槽底之间无粘固力，而且隔离环2和钢靴3与钢箱体1之间没有固定连接，可以保证钢箱体1顺利拔出，实现钢箱体1的回收及重复利用，绿色环保，并大大降低工程投资。

优化上述实施例，所述隔离环2与钢箱体1的外表面无粘固力，所述隔离环2的顶部与所述钢箱体1的顶部可拆卸连接。采用可拆卸连接的方式，便于隔离与钢箱体1连接和解除连接；在将钢箱体结构吊装至地下连续墙槽内之前，将隔离环2的顶部与钢箱体1的顶部连接，便于隔离环2、钢靴3与钢箱体1同步下沉；在主体结构施工完成后，解除隔离环2的顶部与钢箱体1顶部的连接，便于拔出钢箱体1。可拆卸连接具体可以采用螺栓、焊接等方式连接。

具体地，如图2所示，所述钢箱体1包括相对设置的两块翼缘板11，且两块翼缘板11在两端和中部分别通过腹板12连接。两块翼缘板11分别作为两块墙板，两块翼缘板11的之间可设置多块腹板12、肋板来提高钢箱体1强度。

本实施例的钢箱体1自身构件之间的连接可以采用焊接、高强度螺栓连接等形式。可以根据地连墙实际受力情况，合理选择钢箱体1规格尺寸，包括钢箱体1的厚度、翼缘板11的厚度与腹板12的厚度等，还可以将翼缘板11、腹板12等分成若干节拼装而成。

进一步地，如图3-图6所示，所述钢箱体1的两端设置有承插式接头14或锁扣式接头13，所述隔离环2的形状与所述钢箱体1的形状相匹配。钢箱体1之间的拼接也可以采用其他接头形式。

作为一种实施方式，所述隔离环2可以采用环状的薄铁皮，薄铁皮与钢箱体1的形状和尺寸相匹配，且薄铁皮附着在钢箱体1表面，与钢箱体1之间无粘固力，以便于拔出钢箱体1。优化地，薄铁皮的外表面粗糙，内表面光滑。

本实施例的钢靴3包括套在薄铁皮底部外侧的上部以及倒锥台状的下部，不仅便于钢箱体结构的下沉，而且钢靴3与薄铁皮连成一体，便于钢箱体1拔出。钢靴3下部的底面设置注浆孔5，通过向注浆孔5中插入注浆钢管4，可以向钢靴3下方注浆，使槽底密实，提高承载力。

实施例二

如图1-图9所示，本实施例提供一种地下连续墙的施工方法，包括如下步骤：

S1、平整场地，施做导墙，并预成槽；

S2、将实施例一提供的地下连续墙的钢箱体结构根据现场需求尺寸拼装完毕后，吊装至槽中；

S3、在钢箱体结构的外隔离环与槽壁之间、钢靴的下方及两幅地连墙接缝之间分别注浆，使钢箱体结构与槽壁密贴；

S4、待浆液达到设计强度后，进行基坑开挖，并完成主体结构的施工；

S5、将钢箱体1从隔离环2和钢靴3中拔出并回用，将隔离环2和钢靴3留在土里，并对留下的腔体同步灌浆，完成地下连续墙的施工。

本实施例改变传统的现场制作钢筋笼、现浇混凝土结构形式，采用可回收且可重复使用的钢箱体结构，可以避免钢材、混凝土等建材的浪费，并减少了地下空间的污染，为后期地下空间的利用减少了障碍物，还让每一个施工工艺流程技术可靠，质量可控，安全高效；同时通过隔离环2和钢靴3将钢箱体1与槽壁、槽底隔离开来，使钢箱体1与槽壁、槽底之间无粘固力，且钢箱体1与隔离环2之间是分离，隔离环2和钢靴3又通过浆料与槽壁、槽底紧密结合，因此可以保证钢箱体1顺利拔出，实现重复利用，同时一次投入，多次摊销，大大降低工程投资。

具体地，在钢箱体结构的隔离环2外侧以及钢靴3底面的注浆孔中插注浆钢管，待钢箱体结构吊装下沉至指定标高后；通过隔离环2外侧的注浆钢管向钢箱体结构与槽壁之间注浆饱满，确保钢箱体1与槽壁密贴，有效地解决槽壁与钢箱体结构之间不密贴的问题；通过钢靴3底部注浆孔中的注浆钢管向钢箱体结构的下方实施注浆，有效解决槽底不密实、承载力不足、地下水反流等问题，注浆材料可以水泥浆、水泥砂浆、发泡混凝土等。

进一步地，步骤S2中，钢箱体结构分幅吊装至槽中，并与上一幅钢箱体结构对接到位。两幅钢箱体结构之间锁扣式接头13、承插式接头14等接头形式拼接，如图3-图6所示。

优化上述实施例，步骤S3中，在钢箱体结构外隔离环与槽壁之间、钢靴的下方注水泥砂浆、发泡混凝土等水硬性材料；在两幅钢箱体结构的接缝处注粘结力不高但止水性能好的惰性浆液。具体是两幅墙钢箱体结构的接头处预留注浆钢管，并在钢箱体结构吊装下沉至指定标高后，通过注浆钢管对接缝处实施注浆止水，防止地下水通过接缝处渗流。本实施例接缝处的注浆材料采用粘结强度不高但封闭性好的惰性浆液，具体可以选择膨润土、石灰、粉煤灰、细砂等组成的灌浆材料。

进一步地，步骤S2中，钢箱体1、钢靴3、隔离环2在工厂预制后，使用时调运到施工现场，根据现场需求，拼装成所需规格的钢箱体结构。本实施例的钢箱体1、钢靴3、隔离环2在工厂预制后，运送至现场拼装、安装，施工工艺简单，质量可靠、技术可控；钢箱体1自身构件之间的连接可以采用焊接、高强度螺栓连接等形式。

为了解决钢箱体1过长，过重的问题，可以对一块翼缘板11、腹板12分解成若干节，节与节之间采用高强度螺栓等简单可靠的连接方式，具体是在每一节的拼接处预留螺栓孔，并在连接板上预留一一对应的螺栓孔，然后将连接板的两端分别与两节拼接处的螺栓孔对准，然后通过螺栓一一对应连接，如图10所示。

优化上述实施例，在钢箱体结构吊装至槽内之前，将隔离环2的顶部和钢箱体1的顶部采用可拆卸的方式连接；在主体结构完成施工后，解除隔离环2的顶部和钢箱体1的顶部之间的连接，以便于拔出钢箱体1时，钢箱体1可以与隔离环2和钢靴3快速且顺利分离。

为了解决地连墙与冠梁连接问题，可以预制钢结构冠梁与钢箱体1相匹配，并把第一道支撑调整为钢支撑，在钢结构冠梁预先设定的标高处预留构造措施，方便后期支撑的架设与安装；待第一道支撑拆除以及主体结构施工完成后，拔出钢结构冠梁与钢箱体1，并同步灌浆。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。