一种预制卯榫锁接组合式地下连续墙及其施工方法

1.本发明属于软土基坑围护工程技术领域，具体涉及一种预制卯榫锁接组合式地下连续墙及其施工方法。


背景技术：

2.地下连续墙因其整体刚度大、止水效果好等优点被广泛应用于软土基坑围护工程中。传统现浇地下连续墙受施工时间长、水下混凝土浇灌等因素影响，易发生水下混凝土夹泥、混凝土堵管和断墙、接头夹泥与渗漏和预埋筋位置难以控制等问题，对工程造成不利影响。预制地下连续墙工艺可较好地解决上述问题，同时，还具有强度高、工厂化制作、施工效率高、节约施工场地和绿色环保等优点。
3.预制地下连续墙受交通运输管制影响，预制地下连续墙单幅长度常受限制，而实际开挖深度较深，单幅墙难以满足设计需要。因此，需通过对多幅连续墙进行自上而下的竖向连接，以满足墙深设计要求。在地下连续墙安装过程中，地下连续墙间连接节点的强度和抗渗性能是其需要控制的关键要素。
4.目前，上下幅预制墙体之间的竖向连接结构通常通过混凝土浇筑、焊接等方式实现连接。上述这些方法存在施工工艺复杂、施工效率低、混凝土浇筑易造成场地环境污染、连接节点抗弯性能无法保证等问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种连接强度高、整体性好、施工便捷，既能提高施工效率，又能满足墙身抗弯与抗剪要求的预制卯榫锁接组合式地下连续墙及其施工方法。
6.本发明采用的技术方案是：
7.一种预制榫接组合式地下连续墙，包括下幅预制墙体、上幅预制墙体以及用于连接下幅预制墙体与上幅预制墙体的竖向连接结构，其特征在于，所述竖向连接结构包括卯榫连接装置；
8.所述卯榫连接装置包括包括预设在上幅预制墙体下端面上的预制上卯锁组件、预设在下幅预制墙体的上端面上的预制下榫锁组件、预制锁头、设置在上幅预制墙体底部右侧的注浆通道以及设置在上幅预制墙体底部左侧的溢浆通道；所述预制上卯锁组件包括预留榫槽以及设置在预留榫槽中的贯穿榫槽的榫槽预留锁头通道，所述预制下榫锁组件包括预留榫头以及设置在预留榫头中的贯穿榫头的榫头预留锁头通道，所述榫槽预留锁头通道和所述榫头预留锁头通道的形状相同，所述预制锁头的端部横截面与所述榫槽预留锁头通道以及榫头预留锁头通道相契合，且所述预制锁头由前到后贯穿榫槽预留锁头通道以及榫头预留锁头通道后旋转90度以用于锁住榫槽和榫头；
9.所述注浆通道的一端与上幅预制墙体的外侧面相连通，另一端与榫槽预留锁头通道、榫头预留锁头通道相连通；所述溢浆通道的一端与上幅预制墙体的外侧面相连通，另一
端与榫槽预留锁头通道、榫头预留锁头通道相连通。
10.进一步的，所述竖向连接结构还包括预应力钢绞线连接装置；
11.所述预应力钢绞线连接装置包括钢绞线束、设置在下幅预制墙体上部的钢绞线下通道以及设置在上幅预制墙体下部的钢绞线上通道；所述钢绞线下通道的上端与下幅预制墙体的上端面连通，所述钢绞线下通道的下端与下幅预制墙体的外侧面相连通，所述钢绞线上通道的下端与上幅预制墙体的下端面连通，所述钢绞线上通道的上端与上幅预制墙体的外侧面相连通；所述钢绞线束穿过预应力钢绞线下通道与预应力钢绞线上通道后将下幅预制墙体与上幅预制墙体连为一体。
12.进一步的，所述注浆通道和溢浆通道呈对称分布，且倾斜角度为45度。高强灌浆料通过所述注浆通道注入到榫槽预留锁头通道、榫头预留锁头通道中。
13.进一步的，所述预制锁头为预制高强钢筋混凝土构件。
14.进一步的，所述卯榫连接装置还包括预制塑胶盖，所述预制塑胶盖上设置有与预制锁头端部形状相吻合的凹槽。
15.进一步的，所述上幅预制墙体的下端面与所述下幅预制墙体的上端面之间设有密封橡胶条，所述下幅预制墙体的下端面上预留有容纳密封橡胶条的凹槽，所述密封橡胶条和凹槽均沿下幅预制墙体的下端面边缘内测环绕一圈。
16.一种如上述所述的预制卯榫锁接组合式地下连续墙的施工方法，其特征是，所述施工方法包括如下步骤：
17.步骤s1：施工水泥土地下连续墙；
18.trd主机切割沟槽，准备好下幅预制墙体，在下幅预制墙体上安装测斜感应器；
19.步骤s2：压装下幅预制墙体；
20.将下幅预制墙体沿竖直方向压入水泥土地下连续墙内，直至下幅预制墙体的上端面高于地表2-3米；
21.步骤s3：锁接上下幅预制墙体；
22.吊装上幅预制墙体，将上幅预制墙体吊至下幅预制墙体的正上方，接着，缓慢下降上幅预制墙体至设定高度，然后调节上幅预制墙体位置使上幅预制墙体上的榫槽与下幅预制墙体上的榫头对齐；使上幅预制墙体上的锁头管道口与下幅预制墙体上的锁头管道口对齐，使下幅预制墙体上的榫头插入到上幅预制墙体上的榫槽内，使预制锁头水平插入到榫槽和榫头锁头管道内，并使预制锁头旋转90度，将榫头和榫槽同时固定在一起，阻止榫头和榫槽的上下移动；
23.步骤s4：张拉预应力钢绞线；
24.将钢绞线束穿过钢绞线下通道与钢绞线上通道，然后同时预应力张拉上下管道口的钢绞线，将下幅预制墙体与上幅预制墙体连为一体；
25.步骤s5：密封空隙后注浆；
26.将预制塑胶盖紧上幅预制墙体榫槽外侧锁头通道，通过注浆通道往榫槽内注入高强灌浆料，从而将高强灌浆料通过注浆通道注入到上幅预制墙体的下端面与下幅预制墙体的上端面之间的缝隙、锁头通道、钢绞线上下通道；接着，通过密封橡胶条对上幅预制墙体与下幅预制墙体之间的缝隙的四周边缘进行密封；
27.步骤s6：将上幅预制墙体和下幅预制墙体继续往下压入水泥土地下连续墙内。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
29.1、本发明通过插入锁头并旋转90度之后即可稳定锁住上下幅接头，减少了上下幅墙体之间的偏移，提高墙体整体性，施工十分便捷，操作难度也不高，可以极大地提高施工进度。
30.2、本发明钢绞线张拉装置可以通过对上下幅施加预拉应力可以提高上下幅接头部位的抗剪抗弯性能，增强整体稳定性。
31.3、本发明高强灌浆料通过灌浆通道进入并充满上下幅墙体的空隙，进一步提高了接头部位的抗渗性。
附图说明
32.图1是本发明的具体实施例一的预制卯榫锁接组合式地下连续墙，在上下幅预制墙体装配后的一种局部结构示意图；
33.图2a是本发明的具体实施例一的预制卯榫锁接组合式地下连续墙，在上下幅预制墙体装配前的一种局部结构示意图a；
34.图2b是本发明的具体实施例一的预制卯榫锁接组合式地下连续墙，在上下幅预制墙体装配前的一种局部结构示意图b；
35.图3是本发明的具体实施例一的预制卯榫锁接组合式地下连续墙的卯榫锁接装置中的预制锁头构件示意图；
36.图4是本发明的具体实施例一的预制卯榫锁接组合式地下连续墙的卯榫锁接装置中的预制塑胶盖构件示意图；
37.图5是本发明的具体实施例二的预制卯榫锁接组合式地下连续墙，在上幅预制墙体装配前的一种局部结构示意图；
38.图6是本发明的具体实施例二的预制卯榫锁接组合式地下连续墙，在下幅预制墙体装配前的一种局部结构示意图；
39.附图标记说明：下幅预制墙体1，预制榫头2；上幅预制墙体3，预制榫槽4，榫槽预留锁头通道5、榫头预留锁头通道6，预制锁头7，注浆通道8，溢浆通道9，预制塑胶盖10；环形密封胶条11；钢绞线束12，钢绞线下通道13，钢绞线上通道14。
具体实施方式
40.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。
43.实施例1
44.如图1、图2所示，一种预制卯榫锁接组合式地下连续墙，包括下幅预制墙体1、上幅预制墙体3及竖向连接结构。上幅预制墙体3为实心预制地下连续墙或空心预制地下连续墙，下幅预制墙体1为实心预制地下连续墙或空心预制地下连续墙，上幅预制墙体3和下幅预制墙体1内都设置有钢筋笼，钢筋笼包括竖向筋和水平筋；竖向连接结构用于连接下幅预
制墙体1与上幅预制墙体2。
45.竖向连接结构包括卯榫锁接装置和和预应力钢绞线连接装置。卯榫锁接装置包括预埋设在上幅预制墙体底部的榫槽预留锁头通道5、预埋设在下幅预制墙体顶部的榫头预留锁头通道6、设置在上幅预制墙体底部右侧的注浆通道8及设置在上幅预制墙体底部的左侧溢浆通道9。注浆通道8与上幅预制墙体的下端面以及榫槽预留锁头通道5、榫头预留锁头通道6相连通。
46.本实施例中，榫槽预制锁头通道和榫头预制锁头通道呈水平分布。预留榫头2插入到预留榫槽4内，榫槽预留锁头通道5与榫头预留锁头通道6相贯通以便预制锁头7插入。溢浆通道9的一端与上幅预制墙体的外侧面相连通，溢浆通道9的另一端与榫槽预留锁头通道5与榫头预留锁头通道6相连通。注浆通道8的一端与上幅预制墙体的外侧面相连通，注浆通道8的另一端与榫槽预留锁头通道5与榫头预留锁头通道6相连通。注浆通道8用于将高强灌浆料注入到榫槽预留锁头通道5与榫头预留锁头通道6中。预制锁头7与榫槽预留锁头通道5与榫头预留锁头通道6的间隙通过高强灌浆料填充。上幅预制墙体的下端面与下幅预制墙体的上端面之间的缝隙通过高强灌浆料填充。
47.实际施工时，将高强灌浆料通过注浆通道8注入到上幅预制墙体的下端面与下幅预制墙体的上端面之间的缝隙及榫槽预留锁头通道5与榫头预留锁头通道6内，使上幅预制墙体的下端面与下幅预制墙体的上端面之间的缝隙通过高强灌浆料填充。
48.本实施例中，如图3所示，预制锁头7呈水平分布。预制锁头7为高强预应力钢筋混凝土构件，预制塑胶盖10设计与锁头端部截面相契合的凹槽。
49.如图1、图2所示，上幅预制墙体的下端面与下幅预制墙体的上端面之间设有环形密封橡胶条11，密封橡胶条11沿幅预制墙体的上端面的边缘延伸。卯榫锁接装置位于密封橡胶条11的内侧。环形密封橡胶条11的设置可避免高强灌浆料渗流，以提高上幅预制墙体与下幅预制墙体的连接部位的止水性能，满足防渗止水要求。
50.如图1、图2所示，下幅预制墙体1的上端面中部设有预制榫头2，上幅预制墙体1的下端面中部设有预制榫槽4，预制榫头设置在预制榫槽内。预制榫槽4和预制榫头2可咬合连接，有效提高地下连续墙抵抗水平向相对位移的能力。
51.实施例2
52.本实施例的其余结构参照具体实施例1，其不同之处在于，如图5、图6所示，竖向连接结构还包括预应力钢绞线连接装置，预应力钢绞线连接装置用于连接下幅预制墙体1与上幅预制墙体4。预应力钢绞线连接装置包括钢绞线束12、设置在下幅预制墙体上部的预应力钢绞线下通道13及设置在上幅预制墙体下部的预应力钢绞线上通道14。预应力钢绞线上通道14呈圆弧形，预应力钢绞线下通道13也呈圆弧形。预应力钢绞线下通道13的上端与下幅预制墙体1的上端面连通，预应力钢绞线下通道13的下端与下幅预制墙体1的外侧面相连通。预应力钢绞线上通道14的下端与上幅预制墙体3的下端面连通，预应力钢绞线上通道14的上端与上幅预制墙体3的外侧面相连通。预应力钢绞线束12穿过预应力钢绞线下通道13与预应力钢绞线上通道14并将下幅预制墙体3与上幅预制墙体1连为一体。
53.本实施例中，预应力钢绞线下通道13的上端和预应力钢绞线上通道14的下端均位于环形密封胶条的内侧。如此，在通过注浆通道往锁头通道5、6注入高强灌浆料的过程中，上幅预制墙体1的下端面与下幅预制墙体3的上端面之间的缝隙的空气可以通过预应力钢
绞线下通道13和预应力钢绞线上通道14排出，从而有利于将高强灌浆料通过上注浆通道注8入到上幅预制墙体的下端面与下幅预制墙体的上端面之间的缝隙以及预应力钢绞线下通道和预应力钢绞线上通道内。
54.如图5、图6所示，预应力钢绞线下通道13和预应力钢绞线上通道14均为沉孔，预应力钢绞线下通道13的下端具有用于容纳钢绞线锚头或锚拉截面的阶梯孔。预应力钢绞线上通道14的上端具有用于容纳钢绞线锚头或锚拉截面的阶梯孔。预应力钢绞线的锚拉截面容纳在钢绞线上通道14的上端的阶梯孔内或容纳在钢绞线下通道13的下端的阶梯孔内，本实施例中，钢绞线的锚拉截面容纳在钢绞线上通道的上端的阶梯孔。钢绞线束12上的锚头容纳在钢绞线下通道13的下端的阶梯孔内或容纳在钢绞线上通道14的上端的阶梯孔内，本实施例中，钢绞线上的锚头容纳在钢绞线下通道13的下端的阶梯孔内。如此，钢绞线束13上的锚拉截面和锚头均容纳在阶梯孔内，有利于上幅预制墙体插装到地下土层内。
55.本实施例中，预应力钢绞线连接装置可设置为若干个。预制榫头2的相对两侧均分布有若干所述的预应力钢绞线连接装置，本实施例中，预应力钢绞线连接装置分布呈单排，且预应力钢绞线连接装置分布在预制榫头2的相对两侧。每排预应力钢绞线连接装置包括若干个沿预制榫头2的长度方向等距分布的预应力钢绞线连接装置。
56.实施例3
57.一种预制卯榫锁接组合式地下连续墙的施工方法，本实施例的预制卯榫锁接组合式地下连续墙的具体结构参照具体实施例2，所述施工方法包括如下具体步骤：
58.步骤s1：施工水泥土地下连续墙；
59.trd主机切割沟槽，准备好下幅预制墙体，在下幅预制墙体上安装测斜感应器；
60.步骤s2：压装下幅预制墙体；
61.将下幅预制墙体沿竖直方向压入水泥土地下连续墙内，直至下幅预制墙体的上端面高于地表2-3米；
62.步骤s3：锁接上下幅预制墙体；
63.吊装上幅预制墙体，将上幅预制墙体吊至下幅预制墙体的正上方，接着，缓慢下降上幅预制墙体至设定高度，然后调节上幅预制墙体位置使上幅预制墙体上的榫槽与下幅预制墙体上的榫头对齐；使上幅预制墙体上的锁头管道口与下幅预制墙体上的锁头管道口对齐，使下幅预制墙体上的榫头插入到上幅预制墙体上的榫槽内，使预制锁头水平插入到榫槽和榫头锁头管道内，并使预制锁头旋转90度，将榫头和榫槽同时固定在一起，阻止榫头和榫槽的上下移动；
64.步骤s4：张拉预应力钢绞线；
65.将钢绞线束穿过钢绞线下通道与钢绞线上通道，然后同时预应力张拉上下管道口的钢绞线，将下幅预制墙体与上幅预制墙体连为一体；
66.步骤s5：密封空隙后注浆；
67.将预制塑胶盖紧上幅预制墙体榫槽外侧锁头通道，通过注浆通道往榫槽内注入高强灌浆料，从而将高强灌浆料通过注浆通道注入到上幅预制墙体的下端面与下幅预制墙体的上端面之间的缝隙、锁头通道、钢绞线上下通道；接着，通过密封橡胶条对上幅预制墙体与下幅预制墙体之间的缝隙的四周边缘进行密封；
68.步骤s6：将上幅预制墙体和下幅预制墙体继续往下压入水泥土地下连续墙内。
69.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种预制榫接组合式地下连续墙，包括下幅预制墙体、上幅预制墙体以及用于连接下幅预制墙体与上幅预制墙体的竖向连接结构，其特征在于，所述竖向连接结构包括卯榫连接装置；所述卯榫连接装置包括包括预设在上幅预制墙体下端面上的预制上卯锁组件、预设在下幅预制墙体的上端面上的预制下榫锁组件、预制锁头、设置在上幅预制墙体底部右侧的注浆通道以及设置在上幅预制墙体底部左侧的溢浆通道；所述预制上卯锁组件包括预留榫槽以及设置在预留榫槽中的贯穿榫槽的榫槽预留锁头通道，所述预制下榫锁组件包括预留榫头以及设置在预留榫头中的贯穿榫头的榫头预留锁头通道，所述榫槽预留锁头通道和所述榫头预留锁头通道的形状相同，所述预制锁头的端部横截面与所述榫槽预留锁头通道以及榫头预留锁头通道相契合，且所述预制锁头由前到后贯穿榫槽预留锁头通道以及榫头预留锁头通道后旋转90度以用于锁住榫槽和榫头；所述注浆通道的一端与上幅预制墙体的外侧面相连通，另一端与榫槽预留锁头通道、榫头预留锁头通道相连通；所述溢浆通道的一端与上幅预制墙体的外侧面相连通，另一端与榫槽预留锁头通道、榫头预留锁头通道相连通。2.如权利要求1所述的一种预制榫接组合式地下连续墙，其特征在于，所述竖向连接结构还包括预应力钢绞线连接装置；所述预应力钢绞线连接装置包括钢绞线束、设置在下幅预制墙体上部的钢绞线下通道以及设置在上幅预制墙体下部的钢绞线上通道；所述钢绞线下通道的上端与下幅预制墙体的上端面连通，所述钢绞线下通道的下端与下幅预制墙体的外侧面相连通，所述钢绞线上通道的下端与上幅预制墙体的下端面连通，所述钢绞线上通道的上端与上幅预制墙体的外侧面相连通；所述钢绞线束穿过预应力钢绞线下通道与预应力钢绞线上通道后将下幅预制墙体与上幅预制墙体连为一体。3.如权利要求1所述的一种预制榫接组合式地下连续墙，其特征在于，所述注浆通道和溢浆通道呈对称分布，且倾斜角度为45度。高强灌浆料通过所述注浆通道注入到榫槽预留锁头通道、榫头预留锁头通道中。4.如权利要求1所述的一种预制榫接组合式地下连续墙，其特征在于，所述预制锁头为预制高强钢筋混凝土构件。5.如权利要求1所述的一种预制榫接组合式地下连续墙，其特征在于，所述卯榫连接装置还包括预制塑胶盖，所述预制塑胶盖上设置有与预制锁头端部形状相吻合的凹槽。6.如权利要求1所述的一种预制榫接组合式地下连续墙，其特征在于，所述上幅预制墙体的下端面与所述下幅预制墙体的上端面之间设有密封橡胶条，所述下幅预制墙体的下端面上预留有容纳密封橡胶条的凹槽，所述密封橡胶条和凹槽均沿下幅预制墙体的下端面边缘内测环绕一圈。7.一种如权利要求1～6任意一项所述的预制卯榫锁接组合式地下连续墙的施工方法，其特征是，所述施工方法包括如下步骤：步骤s1：施工水泥土地下连续墙；trd主机切割沟槽，准备好下幅预制墙体，在下幅预制墙体上安装测斜感应器；步骤s2：压装下幅预制墙体；将下幅预制墙体沿竖直方向压入水泥土地下连续墙内，直至下幅预制墙体的上端面高
于地表2-3米；步骤s3：锁接上下幅预制墙体；吊装上幅预制墙体，将上幅预制墙体吊至下幅预制墙体的正上方，接着，缓慢下降上幅预制墙体至设定高度，然后调节上幅预制墙体位置使上幅预制墙体上的榫槽与下幅预制墙体上的榫头对齐；使上幅预制墙体上的锁头管道口与下幅预制墙体上的锁头管道口对齐，使下幅预制墙体上的榫头插入到上幅预制墙体上的榫槽内，使预制锁头水平插入到榫槽和榫头锁头管道内，并使预制锁头旋转90度，将榫头和榫槽同时固定在一起，阻止榫头和榫槽的上下移动；步骤s4：张拉预应力钢绞线；将钢绞线束穿过钢绞线下通道与钢绞线上通道，然后同时预应力张拉上下管道口的钢绞线，将下幅预制墙体与上幅预制墙体连为一体；步骤s5：密封空隙后注浆；将预制塑胶盖紧上幅预制墙体榫槽外侧锁头通道，通过注浆通道往榫槽内注入高强灌浆料，从而将高强灌浆料通过注浆通道注入到上幅预制墙体的下端面与下幅预制墙体的上端面之间的缝隙、锁头通道、钢绞线上下通道；接着，通过密封橡胶条对上幅预制墙体与下幅预制墙体之间的缝隙的四周边缘进行密封；步骤s6：将上幅预制墙体和下幅预制墙体继续往下压入水泥土地下连续墙内。

技术总结
本发明公开了一种预制榫接组合式地下连续墙及其施工方法，连续墙包括用于连接下幅预制墙体与上幅预制墙体的竖向连接结构，竖向连接结构包括卯榫连接装置和预应力钢绞线连接装置；卯榫连接装置包括包括预制上卯锁组件、预制下榫锁组件、预制锁头、注浆通道以及溢浆通道；预制上卯锁组件包括预留榫槽以及设置在预留榫槽中的贯穿榫槽的榫槽预留锁头通道，预制下榫锁组件包括预留榫头以及设置在预留榫头中的贯穿榫头的榫头预留锁头通道，预制锁头由前到后贯穿榫槽预留锁头通道以及榫头预留锁头通道后旋转90度以用于锁住榫槽和榫头。本发明连接强度高、整体性好、施工便捷，既能提高施工率，又能满足墙身抗弯与抗剪以及抗渗的要求。求。求。


技术研发人员：庄一舟 李佳伟 林心蓓
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/23