專利名稱：采用小型鋼加筋水泥土地下連續(xù)墻的工法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種采用小型鋼加筋水泥土地下連續(xù)墻的工法，屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域。
加筋水泥土地下連續(xù)墻是深基坑開挖時的支護結(jié)構(gòu)，水泥土地下連續(xù)墻是用專用設(shè)備在地下施工的，在水泥土尚未硬凝之時，將型鋼插入其中形成加筋水泥土地下連續(xù)墻，在深基坑開挖時，由型鋼承受側(cè)向土壓力，由水泥土連續(xù)墻作止水帷幕，目前的加筋水泥土地下連續(xù)墻的設(shè)計思想認為側(cè)向土壓力完全由型鋼承受，不考慮水泥土抵抗側(cè)向土壓力方面的作用，認為水泥土僅起止水作用。因此，現(xiàn)有的加筋水泥土地下連續(xù)墻，其型鋼橫斷面長軸尺寸一般大于30cm，型鋼截面通過水泥土地下連續(xù)墻橫斷面應力中性軸(一般為橫截面縱向中心線)，水泥土墻的厚度和水泥土強度，是根據(jù)止水要求提出而不是根據(jù)承受應力的要求提出的，如日本材料學會1986年出版的“設(shè)計施工指針”所載那樣。這樣的設(shè)計成本高。
從力學分析，作為基坑圍護結(jié)構(gòu)的加筋水泥土墻，在側(cè)向土壓力作用下墻體產(chǎn)生彎矩，在彎矩作用下，墻體斷面的應力狀態(tài)如附圖1所示，即橫斷面兩側(cè)應力大，橫斷面中部附近應力小，應力中性軸處，應力為0，在加筋水泥土墻中，水泥土不能承受拉應力，只能承受壓應力，而且水泥土強度小，承載能力低，型鋼的強度高，承載能力高，如果將型鋼放在墻體中心區(qū)域，由于此處的抗壓應力小，將不能充分發(fā)揮型鋼的作用。
國外的加筋水泥土墻采用大型鋼，其型鋼中心多位于水泥土地下連續(xù)墻橫截面應力中性軸附近，因此不能充分發(fā)揮作用，造成浪費。
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，在充分考慮型鋼與水泥土之間的握裹力及水泥土地下連續(xù)墻墻體斷面的應力分布狀態(tài)和型鋼與水泥土共同承受側(cè)向土壓力的前提下，將型鋼插到水泥土墻體斷面兩側(cè)應力最大的區(qū)域內(nèi)，以充分發(fā)揮型鋼的強度，從而可以減小型鋼尺寸，節(jié)省鋼材，降低工程造價而不影響工程質(zhì)量。
本發(fā)明的內(nèi)容如下(1)在水泥土地下連續(xù)墻的一側(cè)或兩側(cè)插入小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件；(2)小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件橫截面長軸尺寸小于或等于28cm；(3)小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件的插入位置為；在彎矩M作用下，加筋水泥土地下連續(xù)墻橫截面上承受應力最大區(qū)域。
本發(fā)明與老技術(shù)顯著不同處是用橫截面長軸小于或等于28cm的小型鋼或小型組合構(gòu)件加筋。插入位置是水泥土地下連續(xù)墻橫截面上承受應力最大區(qū)域。小型鋼不通過加筋水泥土地下連續(xù)墻橫斷面的應力中性軸。水泥土地下連續(xù)墻的厚度及強度是根據(jù)水泥土及型鋼共同承受外力時，在水泥土墻中產(chǎn)生的應力確定。
本發(fā)明所用小型鋼為角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼板。所用小型鋼組合構(gòu)件為用上述小型鋼中的兩種或兩種以上按要求型式焊接組合為一體。
小型鋼和小型鋼組合構(gòu)件在加筋水泥土地下連續(xù)墻中的平面布置，可以是背坑側(cè)單側(cè)布置，也可以是背坑側(cè)和向坑側(cè)雙側(cè)布置。在雙側(cè)布置時，小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件的截面尺寸，可以兩側(cè)相同，也可以兩側(cè)不同，這要根據(jù)墻體所受應力分布決定。
本發(fā)明所用制作水泥土地下連續(xù)墻的機械，可以用發(fā)明人的實用新型專利94218505.6中所公開的深層攪拌機，本發(fā)明插型鋼所用機械可以用本發(fā)明人的實用新型專利申請96209637.7和96209636.9中所提到的機械。
本發(fā)明的優(yōu)點是將小型鋼插在水泥土地下連續(xù)墻受力最大處，充分利用小型鋼的強度和小型鋼與水泥土的握裹力，能大幅度降低成本而不降低工程質(zhì)量。
以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的實施方式和實施例詳加敘述


圖1，水泥土地下連續(xù)墻的剖面及受力分布示意2～5，小型鋼組合件的實施方式舉例(b)是正視圖；(a)是(b)的橫斷面2，是兩根角鋼以鋼板焊接組裝為一體圖3，是兩根槽鋼背向放置以鋼板焊接組裝為一體圖4，是兩根槽鋼相向以鋼板焊接組裝為一體圖5，是四根角鋼組成矩形斷面用鋼板焊接組裝為一體圖6，為小型鋼或其組合件在水泥土地下連續(xù)墻中的平面布置方式橫斷面示意中(a)單側(cè)插小型鋼；(b)雙側(cè)插小型鋼，背坑一側(cè)小型鋼斷面大，向坑一側(cè)小型鋼斷面小，(c)雙側(cè)插小型鋼斷面尺寸相同，(d)雙側(cè)插小型鋼，小型鋼斷面形狀不同，(e)雙側(cè)插小型鋼，小型鋼斷面形狀不同，尺寸也不同。
圖7～9為本發(fā)明的4個實施例，表明水泥土地下連續(xù)墻存在不同水平支撐的情況下受力及彎矩分布情況圖7為無水平支撐的水泥土地下連續(xù)的受力及彎矩分布8為水泥土地下連續(xù)墻頂端設(shè)置一個水平支撐的受力及彎矩分布9為在水泥土地下連續(xù)墻頂端和中間設(shè)置有水平支撐的受力及彎矩分布中編號1.水泥土地下連續(xù)墻2小型鋼3.側(cè)面土壤4.角鋼5.連結(jié)鋼板6.槽鋼7.應力中性軸M彎矩有(+)(-)方向F支撐力以下為本發(fā)明的四個實施例，為根據(jù)水泥土地下連續(xù)墻的受力狀態(tài)不同而采取的幾種插小型鋼方式。
實施例1，如圖7(a)(b)所示，從橫斷面看水泥土地下連續(xù)墻處于懸臂狀態(tài)，墻體背坑側(cè)受拉、向坑側(cè)受壓，此種情況可以僅在受拉側(cè)設(shè)置小型鋼，由小型鋼結(jié)合水泥土承受拉應力，水泥土承受壓應力，用圖6(a)的插型鋼方式，當水泥土抗壓強度不足時，向坑側(cè)也可以配置小一些的型鋼用圖6(b)的插型鋼方式。
實施例2，如圖8(a)(b)所示，墻頂部有一水平支撐，在墻體不同位置，產(chǎn)生正負兩種彎矩，墻體上部分向坑側(cè)受拉，下部分背坑側(cè)受拉，因此在墻體兩側(cè)都要配置型鋼，因兩側(cè)所受彎矩不同，配置型鋼也不同，此例可采用圖6(b)方式。
實施例3，擋墻有多道支撐時，如圖9(a)(b)所示有兩道支撐時，墻體產(chǎn)生正負兩種彎矩，正、負彎矩值相近，在墻體向坑側(cè)及背坑側(cè)均產(chǎn)生拉應力，且拉應力值相近，此種情況，應在墻體兩側(cè)布置型鋼，且兩側(cè)型鋼截面相同或相近如圖6(c)(d)的插型鋼方式。
實施例4，墻體插型鋼的長短可不同，這也可以視水泥土地下連續(xù)墻受力狀態(tài)不同而決定，如圖8的情況向坑側(cè)上端受拉，下端受壓，因此上端要增強，下端不需增強，而背坑側(cè)下部是受拉段需要增強，此種情況下型鋼的配置可以是向坑側(cè)型鋼短，背坑側(cè)型鋼長。
權(quán)利要求
1.一種采用小型鋼加筋水泥土地下連續(xù)墻的工法，其特征是(1)在水泥土地下連續(xù)墻的一側(cè)或兩側(cè)插入小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件；(2)小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件橫截面長軸尺寸小于或等于28cm；(3)小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件的插入位置為在彎矩作用下，加筋水泥土連續(xù)墻橫截面上承受應力最大區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用小型鋼加筋水泥土地下連續(xù)墻的工法，其特征是，所述的小型鋼為角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的采用小型鋼加筋水泥土地下連續(xù)墻的工法，其特征是所述的小型鋼組合構(gòu)件為用小型鋼中的兩件或兩件以上按要求的型式焊接組合為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用小型鋼加筋水泥土地下連續(xù)墻的工法，其特征是所述的小型鋼和小型鋼組合構(gòu)件在加筋水泥土地下連續(xù)墻中的平面布置，可以是背坑側(cè)單側(cè)布置，也可以是背坑側(cè)和向坑側(cè)雙側(cè)布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用小型鋼加筋水泥土地下連續(xù)墻的工法，其特征是當小型鋼和小型鋼組合構(gòu)件為雙側(cè)布置時，小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件的截面尺寸可以兩側(cè)相同，也可以兩側(cè)不同。
全文摘要
本發(fā)明為一種采用小型鋼加筋水泥土地下連續(xù)墻的工法，用于基坑開挖的支護結(jié)構(gòu)。它是在水泥土地下連續(xù)墻的一側(cè)或兩側(cè)，橫截面上應力最大區(qū)域內(nèi)，插入小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件。其特征是小型鋼或小型鋼組合構(gòu)件的橫截面的長軸小于或等于28cm，且小型鋼或小型鋼組合結(jié)構(gòu)的橫截面不通過加筋水泥土地下連續(xù)墻橫截面上彎矩作用下的應力中性軸(一般為橫截面縱向中心線)。本發(fā)明能大幅度降低工程造價。
文檔編號E02D5/02GK1144293SQ9610657
公開日1997年3月5日 申請日期1996年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月27日
發(fā)明者黃新, 張建平, 楊曉剛 申請人:黃新, 張建平