一种地下连续墙栓钉型钢接头装置及其应用

摘要

本发明涉及一种地下连续墙栓钉型钢接头装置及其应用，该接头装置包括插入连接的母头和公头，母头由先行幅钢筋笼(3)和设置在先行幅钢筋笼(3)的分幅连接处的工字钢(2)组成，工字钢(2)的腹板上设有至少两排栓钉组(1)，每排栓钉组(1)包括至少两个沿高度方向依次排列的栓钉，公头由分幅连接处设有凸出部(6)的后继幅钢筋笼(5)形成，后继幅钢筋笼(5)的分幅连接处设有至少两排插入筋组(7)，每排插入筋组(7)包括至少两个沿高度方向依次排列的插入筋，插入筋的一端位于后继幅钢筋笼(5)内，另一端凸出于后继幅的分幅连接处。与现有技术相比，本发明具有抗剪能力和抗渗透能力较强、同时易于制作和安装等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种地下连续墙栓钉型钢接头装置及其应用。

背景技术

地下连续墙是由多个墙体依次施工然后通过接头连接起来的地下维护构筑物，由于地下施工工艺的限制，在施工过程中先进行先行幅的施工，然后进行后继幅的施工，以此依次进行施工，各期墙体之间通过接头进行连接。根据受力情况的不同，接头可分为刚性接头和柔性接头，其中采用柔性接头的地下连续墙之间无可靠连接，无法传递弯矩和剪力，受力后变形较大；而采用刚性接头的地下连续墙一般通过工字钢或十字钢板进行连接，可以较好地传递弯矩和剪力，受力后一般不易变形。然而刚性接头处的剪力和弯矩仅依靠工字钢或者十字钢板和混凝土的天然粘结力来传递，由于钢材和混凝土的材料差异，因此这种粘结力相对较弱，同时施工过程中的夹泥等问题也会进一步削弱这种粘结力，因此接头处剪力和弯矩的传递效率会受到显著影响。所以在一些大型工程中或者采用“两墙合一”的工程中，地下连续墙需要传递的剪力和弯矩较大，传统的刚性接头的制作形式和施工方法便无法满足其抗剪要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种抗剪能力和抗渗透能力较强、同时易于制作和安装的地下连续墙栓钉型钢接头装置及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种地下连续墙栓钉型钢接头装置，包括插入连接的母头和公头，所述的母头由先行幅钢筋笼和设置在先行幅钢筋笼的分幅连接处的工字钢组成，所述的工字钢的腹板上设有至少两排栓钉组，每排栓钉组包括至少两个沿高度方向依次排列的栓钉，所述的公头由分幅连接处设有凸出部的后继幅钢筋笼形成，所述的后继幅钢筋笼的分幅连接处设有至少两排插入筋组，每排插入筋组包括至少两个沿高度方向依次排列的插入筋，所述的插入筋的一端位于后继幅钢筋笼内，另一端凸出于后继幅的分幅连接处。

作为优选的技术方案，所述的先行幅钢筋笼的分幅连接处与工字钢的翼缘连接，所述的工字钢的翼缘上还绑扎有止浆铁皮。

作为优选的技术方案，所述的工字钢的腹板上设有两排栓钉组，所述的后继幅钢筋笼的分幅连接处设有两排插入筋组，母头和公头插入连接时，两排插入筋组位于两排栓钉组之间。

作为优选的技术方案，所述的两排栓钉组之间的距离为80～120mm，每排栓钉组到相应的翼缘的距离为180～220mm，栓钉的直径为15～35mm，长度为地下连续墙体厚度的1/20～1/5。

作为进一步优选的技术方案，所述的两排栓钉组之间的距离为100mm，每排栓钉组到相应的翼缘的距离为200mm，所述的栓钉布置在开挖面以上的工字钢的腹板上，栓钉的直径为19～28mm，长度为地下连续墙体厚度的1/10。

作为优选的技术方案，所述的插入筋的长度为地下连续墙体厚度的1/5～2/5，插入筋的凸出于后继幅分幅连接处的一端和后继幅钢筋笼的凸出部之间的距离为栓钉长度的1.2～1.8倍，凸出部的长度为后继幅钢筋笼高度的1/10～3/10。

作为进一步优选的技术方案，所述的插入筋的长度为地下连续墙体厚度的3/10，插入筋的凸出于后继幅分幅连接处的一端与后继幅钢筋笼的凸出部之间的距离为栓钉长度的1.5倍，凸出部的长度为后继幅钢筋笼高度的1/5。

作为优选的技术方案，每排插入筋组的凸出于后继幅分幅连接处的一端设有竖向钢筋。

竖向钢筋可以防止插入筋在施工过程中与栓钉产生碰撞。

一种地下连续墙栓钉型钢接头装置的应用，将该地下连续墙栓钉型钢接头装置用于地下连续墙的各幅墙体的连接，所述的地下连续墙包括普通幅地下连续墙、首开幅地下连续墙或/和闭合幅地下连续墙，所述的普通幅地下连续墙的制作方法包括以下步骤：

(1)预制一期墙体9的母头

将一期墙体的工字钢吊装就位，在工字钢的腹板上焊接栓钉，形成栓钉组，然后将一期墙体钢筋笼焊接在工字钢的翼缘上，在焊接同时绑扎止浆铁皮；

(2)预制二期墙体的公头

将二期墙体钢筋笼的分幅连接处焊接成凸起形状，形成凸出部，然后在凸出部焊接插入筋，形成插入筋组；

(3)将二期墙体的公头通过插入连接到一期墙体的母头，形成地下连续墙栓钉型钢接头；

(4)预制二期墙体的母头和三期墙体的公头，将三期墙体的公头通过插入连接到二期墙体的母头形成地下连续墙栓钉型钢接头，以此循环施工，完成普通幅地下连续墙的制作，其中，二期墙体的母头的制作方法与一期墙体的母头的制作方法相同，三期墙体的公头的制作方法与二期墙体的公头的制作方法相同。

所述的首开幅地下连续墙的制作方法，包括以下步骤：

将首开幅地下连续墙的两端均制作成母头，该母头的制作方法与一期墙体母头的制作方法相同；

所述的闭合幅地下连续墙的制作方法，包括以下步骤：

将闭合幅地下连续墙两端均制作成公头，该公头的制作方法与二期墙体公头的制作方法相同。

优选地，在进行刷壁时，使用的刷壁器需要比一般工字钢接头的刷壁器的钢刷长150mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在母头的工字钢腹板增加定间距的栓钉组，同时在公头的钢筋笼增加伸出的插入筋组，通过栓钉组和插入筋组的加强作用，使得先行幅钢筋笼的工字钢更好的与后继幅的混凝土咬合，进而提高相邻两幅墙体接头处的刚度(例如使一期墙体的工字钢更好的与二期墙体的混凝土咬合，提高一期墙体和二期墙体接头处的刚度)，使得地下连续墙的连接更加牢固可靠，大大提高了地下连续墙的抗剪能力和抗渗透能力，而且栓钉可以通过栓钉枪快速焊接，制作简单方便。

附图说明

图1为本发明相邻两幅墙体分幅连接处的横截面示意图；

图2为本发明工字钢的A-A向剖面示意图；

图3为本发明的公头的结构示意图；

图4为本发明地下连续墙不同位置接头处的横截面示意图，图4(a)为首开幅地下连续墙接头处的横截面示意图，图4(b)为普通幅地下连续墙接头处的横截面示意图，图4(c)为闭合幅地下连续墙接头处的横截面示意图。

图中，1为栓钉组，2为工字钢，3为先行幅钢筋笼，4为止浆铁皮，5为后继幅钢筋笼，6为凸出部，7为插入筋组，8为竖向钢筋，9为一期墙体，10为二期墙体，11为锁口管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种地下连续墙栓钉型钢接头装置，如图1～3所示，包括插入连接的母头和公头，母头由先行幅钢筋笼3和设置在先行幅钢筋笼3的分幅连接处的工字钢2组成，本实施例优选先行幅钢筋笼3的分幅连接处与工字钢2的翼缘连接，并在工字钢2的翼缘上绑扎止浆铁皮4，工字钢2的腹板上设有至少两排栓钉组1，本实施例优选两排栓钉组1，每排栓钉组1包括至少两个沿高度方向依次排列的栓钉，公头由分幅连接处设有凸出部6的后继幅钢筋笼5形成，后继幅钢筋笼5的分幅连接处设有至少两排插入筋组7，本实施例优选两排插入筋组7，每排插入筋组7包括至少两个沿高度方向依次排列的插入筋，插入筋的一端位于后继幅钢筋笼5内，另一端凸出于后继幅的分幅连接处，本实施例还优选该端设置竖向钢筋8，母头和公头插入连接时，两排插入筋组7位于两排栓钉组1之间。

其中，两排栓钉组1之间的距离为80～120mm，每排栓钉组1到相应的翼缘的距离为180～220mm，栓钉的直径为15～35mm，长度为地下连续墙体厚度的1/20～1/5，本实施例优选地，两排栓钉组1之间的距离为100mm，每排栓钉组1到相应的翼缘的距离为200mm，栓钉布置在开挖面以上的工字钢2的腹板上，栓钉的直径为19～28mm，长度为地下连续墙体厚度的1/10。

其中，插入筋的长度为地下连续墙体厚度的1/5～2/5，插入筋的凸出于后继幅分幅连接处的一端和后继幅钢筋笼5的凸出部6之间的距离为栓钉长度的1.2～1.8倍，凸出部6的长度为后继幅钢筋笼5高度的1/10～3/10。本实施例优选地，插入筋的长度为地下连续墙体厚度的3/10，插入筋的凸出于后继幅分幅连接处的一端与后继幅钢筋笼5的凸出部6之间的距离为栓钉长度的1.5倍，凸出部6的长度为后继幅钢筋笼5高度的1/5。

以地下连续墙的一期墙体9和二期墙体10连接处的接头装置为例：

该接头装置采用腹板焊接栓钉的工字钢2。栓钉通过栓钉枪直接打在一期墙体9的工字钢2的腹板上，在工字钢2腹板上等间距布置成两排，形成两排栓钉组1，栓钉仅在开挖面以上的工字钢2腹板上布置。一期墙体9的钢筋笼与工字钢2翼缘焊接在一起形成母头，工字钢2翼缘在焊接钢筋笼的同时绑扎止浆铁皮4；二期墙体的钢筋笼5焊接成凸起形状,，形成凸出部6，进而形成公头，钢筋笼5在焊接成凸起形状的同时在凸起位置焊接两排伸出的插入筋组7，在每排插入筋组7头部焊接一根竖向钢筋8。二期墙体10的公头通过插入连接到一期墙体9的母头形成地下连续墙接头。

一期墙体的栓钉可以通过栓钉枪快速焊接在工字钢2腹板上。一期墙体的栓钉1在工字钢2腹板上为两排布置，两排栓钉组1之间的间距取为100mm，每排栓钉组1到工字钢2翼缘的距离取为200mm。栓钉仅在开挖面以上的工字钢2腹板上布置。一期墙体9的栓钉1直径可取为19～28mm，长度可取为地下连续墙体厚度的十分之一。二期墙体10的插入筋的长度可取为地下连续墙体厚度的十分之三。插入筋伸出二期墙体10钢筋笼的端部距二期墙体10钢筋笼的凸起部6的距离取为栓钉长度的1.5倍。为了防止插入筋在施工过程中与栓钉产生碰撞，在插入筋伸出钢筋笼的一端头部焊接一根竖向钢筋8。在进行刷壁时，其使用的刷壁器需要比一般工字钢接头的刷壁器的钢刷长150mm。二期墙体10钢筋笼的凸起部的长度为钢筋笼高度的五分之一。

将该接头装置应用于地下连续墙的各幅墙体的连接，其制作方法包括以下步骤：

步骤一，预制一期墙体的母头，首先将一期墙体9的工字钢2吊装就位，在工字钢2腹板上焊接栓钉，然后将一期墙体9的钢筋笼焊接在工字钢2翼缘上，在焊接的同时绑扎止浆铁皮4，二期墙体10的母头制作过程同一期墙体9；

步骤二，预制二期墙体10的公头，首先将二期墙体10的钢筋笼焊接成凸起形状，形成凸出部6，凸起部6长度取为钢筋笼高度的五分之一，然后在凸起位置焊接两排伸出的插入筋组7，插入筋7的长度可取为地下连续墙体厚度的十分之三。插入筋的一部分长度插入二期墙体10的钢筋笼内部，一部分长度伸出二期墙体10的钢筋笼外部，三期墙体9的公头制作过程同二期墙体；

步骤三，二期墙体10的公头通过插入连接到一期墙体9的母头形成地下连续墙接头；

步骤四，预制二期墙体10的母头和三期墙体的公头，三期墙体的公头通过插入连接到二期墙体的母头形成地下连续墙接头，以此循环施工。

上述地下连续墙连接方法仅适用于普通幅地下连续墙，如图4(b)所示；对于首开幅地下连续墙，钢筋笼的两端都焊接腹板带栓钉1的工字钢2，如图4(a)所示；对于闭合幅地下连续墙，钢筋笼的两端都焊接成凸起形状，形成凸出部6，同时在凸起位置焊接两排伸出的插入筋组7，每排插入筋7凸出于钢筋笼的一端焊接一根竖向钢筋8，如图4(c)所示。图4(a)和图4(b)中锁口管11主要起到定位作用，方便钢筋笼沿着锁口管往槽内下放进行施工，另外锁口管11还作为浇筑混凝土的模板，需要在预制公头前取出。

以上所述内容仅是本发明的优选实施方式，应当指出：本发明创造并不限于所述实施方式，对于熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的远离和精神的前提下，还可以根据现场实际情况做出若干改进和变换，这些改进和变换也应该视为本发明的保护范围。