[发明专利]加筋水泥土地下连续墙的施工方法

说明书

本发明为一种加筋水泥土地下连续墙的施工方法，属于建筑施工技术领域。

加筋水泥土地下连续墙是深基坑开挖时的支护结构，水泥土地下连续墙是用专用设备在地下施工的，在水泥土尚未硬凝之时，将型钢插入其中形成加筋水泥土地下连续墙，在深基坑开挖时，由型钢承受侧向土压力，由水泥土连续墙作止水帷幕，目前的加筋水泥土地下连续墙的设计思想认为侧向土压力完全由型钢承受，不考虑水泥土抵抗侧向土压力方面的作用，认为水泥土仅起止水作用。因此，现有的加筋水泥土地下连续墙，其型钢横断面长轴尺寸一般大于30cm，型钢截面通过水泥土地下连续墙横断面应力中性轴(一般为横截面纵向中心线)，水泥土墙的厚度和水泥土强度，是根据止水要求提出而不是根据承受应力的要求提出的，如日本材料学会1986年出版的“设计施工指针”所载那样。这样的设计成本高。

从力学分析，作为基坑围护结构的加筋水泥土墙，在侧向土压力作用下墙体产生弯矩，在弯矩作用下，墙体断面的应力状态如附图1所示，即横断面两侧应力大，横断面中部附近应力小，应力中性轴处，应力为0，在加筋水泥土墙中，水泥土不能承受拉应力，只能承受压应力，而且水泥土强度小，承载能力低，型钢的强度高，承载能力高，如果将型钢放在墙体中心区域，由于此处的抗压应力小，将不能充分发挥型钢的作用。

国外的加筋水泥土墙采用大型钢，其型钢中心多位于水泥土地下连续墙横截面应力中性轴附近，因此不能充分发挥作用，造成浪费。

本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，在充分考虑型钢与水泥土之间的握裹力及水泥土地下连续墙墙体断面的应力分布状态和型钢与水泥土共同承受侧向土压力的前提下，将型钢插到水泥土墙体断面两侧应力最大的区域内，以充分发挥型钢的强度，从而可以减小型钢尺寸，节省钢材，降低工程造价而不影响工程质量。

本发明的内容如下：

(1)在水泥土地下连续墙的一侧或两侧插入小型钢或小型钢组合构件；

(2)小型钢或小型钢组合构件横截面长轴尺寸小于或等于28cm；

(3)小型钢或小型钢组合构件的插入位置为：在弯矩M作用下，加筋水泥土地下连续墙横截面上承受应力最大区域。

本发明与老技术显著不同处是用横截面长轴小于或等于28cm的小型钢或小型组合构件加筋。插入位置是水泥土地下连续墙横截面上承受应力最大区域。小型钢不通过加筋水泥土地下连续墙横断面的应力中性轴。水泥土地下连续墙的厚度及强度是根据水泥土及型钢共同承受外力时，在水泥土墙中产生的应力确定。

本发明所用小型钢为角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢板。所用小型钢组合构件为用上述小型钢中的两种或两种以上按要求型式焊接组合为一体。

小型钢和小型钢组合构件在加筋水泥土地下连续墙中的平面布置，可以是背坑侧单侧布置，也可以是背坑侧和向坑侧双侧布置。在双侧布置时，小型钢或小型钢组合构件的截面尺寸，可以两侧相同，也可以两侧不同，这要根据墙体所受应力分布决定。

本发明所用制作水泥土地下连续墙的机械，可以用发明人的实用新型专利94218505.6中所公开的深层搅拌机，本发明插型钢所用机械可以用本发明人的实用新型专利申请96209637.7和96209636.9中所提到的机械。

本发明的优点是将小型钢插在水泥土地下连续墙受力最大处，充分利用小型钢的强度和小型钢与水泥土的握裹力，能大幅度降低成本而不降低工程质量。

以下结合说明书附图对本发明的实施方式和实施例详加叙述：

附图说明：

图1，水泥土地下连续墙的剖面及受力分布示意图

图2～5，小型钢组合件的实施方式举例

(b)是正视图；(a)是(b)的横断面图

图2，是两根角钢以钢板焊接组装为一体

图3，是两根槽钢背向放置以钢板焊接组装为一体

图4，是两根槽钢相向以钢板焊接组装为一体

图5，是四根角钢组成矩形断面用钢板焊接组装为一体

图6，为小型钢或其组合件在水泥土地下连续墙中的平面布置方式横断面示意图

图中(a)单侧插小型钢；(b)双侧插小型钢，背坑一侧小型钢断面大，向坑一侧小型钢断面小，(c)双侧插小型钢断面尺寸相同，(d)双侧插小型钢，小型钢断面形状不同，(e)双侧插小型钢，小型钢断面形状不同，尺寸也不同。

图7～9为本发明的4个实施例，表明水泥土地下连续墙存在不同水平支撑的情况下受力及弯矩分布情况

图7为无水平支撑的水泥土地下连续的受力及弯矩分布图

图8为水泥土地下连续墙顶端设置一个水平支撑的受力及弯矩分布图