(19)中华人民共和国国家知识产权局
*CN103397661A*
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103397661 A(43)申请公布日 2013.11.20
(12)发明专利申请
(21)申请号 201310346325.0(22)申请日 2013.08.09
(71)申请人韦江萍
地址430056 湖北省武汉市汉阳区经济技术
开发区沌口水木清华16栋1单元102室(72)发明人韦江萍 岳胜 郑权
(74)专利代理机构北京华沛德权律师事务所
11302
代理人刘杰(51)Int.Cl.
E02D 29/045(2006.01)E02D 17/04(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图4页权利要求书1页 说明书4页 附图4页
(54)发明名称
型钢-混凝土地下组合外墙结构的施工工艺(57)摘要
本发明公开了一种型钢-混凝土地下组合外墙结构的施工工艺，属于建筑地下工程技术领域。所述型钢-混凝土地下组合外墙结构包括型钢骨架与剪切连接构件；剪切连接构件固定在型钢骨架上。本发明型钢-混凝土地下组合外墙的施工工艺将SWM工法临时围护墙体中的型钢骨架与后浇注地下混凝土外墙混凝土连接起来，构成永久性地下组合外墙结构体系，取消了型钢的回收工序，提高临时围护结构的强度和刚度。
CN 103397661 ACN 103397661 A
权 利 要 求 书
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1.一种型钢-混凝土地下组合外墙结构的施工工艺，将SWM工法临时围护墙体中的型钢骨架（1）与后浇注地下混凝土外墙（7）混凝土连接起来，构成永久性地下组合外墙结构体系；其特征在于，包括以下步骤：步骤1、依据所述临时围护墙体的强度及刚度要求，计算SMW工法墙体内的所述型钢骨架（1）用量，确定所述型钢骨架（1）的强度、截面大小及配置方式；步骤2、依据使用阶段所述地下混凝土外墙（7）的强度及刚度要求，设计计算所述地下混凝土外墙（7）的厚度和剪切连接构件用量，以确保所述型钢骨架（1）与后浇筑的所述地下混凝土外墙（7）连接形成的永久性组合外墙体的强度及刚度要求；步骤3、将所述型钢骨架（1）插入所述临时围护墙体内；步骤4、每层土方开挖工程结束之后，将所述剪切连接构件固定在所述型钢骨架（1）；步骤5、待底层地面工程结束之后，从底层开始自下而上配置混凝土外墙钢筋（8）、制作外墙模板，并浇筑外墙混凝土，以完成所述型钢骨架（1）与所述地下室混凝土外墙（7）结合构成的组合外墙结构体系。
2.根据权利要求1所述的施工工艺，其特征在于：所述剪切连接构件为剪切栓钉（2）。3.根据权利要求2所述的施工工艺，其特征在于：所述步骤4包括：步骤31、在所述型钢骨架（1）上焊接连接螺母（3）；步骤32、临时添堵连接螺母（3）口；步骤33、在施工SMW工法围护墙体时，将该带有连接螺母（3）的型钢骨架（1）插入到临时围护墙体内；步骤34、将连接螺母（3）口中的添堵物拿出；步骤35、每层土方开挖工程结束之后，将剪切栓钉（2）拧紧到每层型钢骨架（1）表面的连接螺母（3）中，直至地下底层，以完成所有剪切栓钉（2）与型钢骨架（1）的连接。
4.根据权利要求2所述的施工工艺，其特征在于：所述步骤4包括：步骤41、在钢板条（4）上单排焊接剪切栓钉（2），所述剪切栓钉（2）的大小及间距取为型钢骨架（1）上剪切栓钉的大小及设计间距；步骤42、在施工SMW工法围护墙体时，将型钢骨架（1）插入到临时围护墙体内；步骤43、每层土方开挖工程结束之后，将焊有剪切栓钉（2）的钢板条（4）焊接在每层型钢骨架（1）表面，直至地下底层，以完成所有剪切栓钉（2）与型钢骨架（1）的连接施工工艺。
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说 明 书
型钢-混凝土地下组合外墙结构的施工工艺
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技术领域
[0001]
本发明涉及建筑地下工程技术领域，特别涉及一种型钢-混凝土地下组合外墙的
施工工艺。
背景技术
[0002] 随着我国经济建设的高速发展，大规模的高层建筑地下室、地下商场的建设和大规模的市政工程都面临深基坑工程。主要表现为基坑的规模大、基坑的开挖深度大、基坑场地紧凑、基坑周边环境复杂敏感（如临近大量管线、建筑与地铁构筑物）等，对深基坑工程的理论研究、设计与施工均提出挑战性问题，并已成为当前建筑业的一大技术难题。[0003] 在深基坑工程中，常规临时支护结构由围护墙体、止水帷幕、水平内支撑以及竖向支撑系统组成，其中围护墙体是基坑工程的关键，支撑体系是围护墙体的保证。目前通常采用地下连续墙、钻孔灌注排桩、钢板桩、SMW工法围护挡土墙、水泥土搅拌桩挡土墙及土钉等作为四周临时围护结构；锚杆或喷锚、混凝土支撑及钢支撑作为基坑的水平与竖向支撑。[0004] 对于埋置较深的地下结构，采用常规的临时支护方法存在诸多问题。如深基坑工程支护结构的埋置深度很大，基坑的内支撑用量大；临时支护结构的刚度相对较小，支护结构和土体的变形较大；传统方法的内支撑需要拆除，浪费了大量的人力、物力和社会资源；临时支撑拆除过程中围护结构的二次受力和二次变形也将不同程度的对环境造成进一步影响。
[0005] SMW工法围护墙体中，间隔插入的型钢成组合墙体骨架，目前虽然施工结束之后可回收利用，但回收费用较高，回收过程中构件的变形较大，实际回收后的重复利用率较低，从而浪费了型钢材料。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种将SWM工法临时围护墙体中与后浇注地
下混凝土外墙混凝土连接起来，构成永久性“两墙合一”地下组合外墙结构体系，取消了型钢的回收工序，提高临时围护结构的强度和刚度的型钢-混凝土地下组合外墙的施工工艺。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种型钢-混凝土地下组合外墙的施工工艺，将SWM工法临时围护墙体中的型钢骨架与后浇注地下混凝土外墙混凝土连接起来，构成永久性地下组合外墙结构体系；包括以下步骤：步骤1、依据所述临时围护墙体的强度及刚度要求，计算SMW工法墙体内的所述型钢骨架用量，确定所述型钢骨架的强度、截面大小及配置方式；步骤2、依据使用阶段所述地下混凝土外墙的强度及刚度要求，设计计算所述地下混凝土外墙的厚度和剪切连接构件用量，以确保所述型钢骨架与后浇筑的所述地下混凝土外墙连接形成的永久性组合外墙体的强度及刚度要求；步骤3、将所述型钢骨架插入所述临时围护墙体内；步骤4、每层土方开挖工程结束之后，将所述剪切连接构件固定在所述型钢骨架；步骤5、待底层地面工程结束之后，从底层开始自下而上配置混凝土外墙钢
[0006]
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筋、制作外墙模板，并浇筑外墙混凝土，以完成所述型钢骨架与所述地下室混凝土外墙结合构成的组合外墙结构体系。[0008] 进一步地，所述剪切连接构件为剪切栓钉。[0009] 进一步地，所述步骤4包括：步骤31、在所述型钢骨架上焊接连接螺母；步骤32，临时添堵连接螺母口；步骤33、在施工SMW工法围护墙体时，将该带有连接螺母的型钢骨架，插入到临时围护墙体内；步骤34、将连接螺母口中的添堵物拿出；步骤35、每层土方开挖工程结束之后，将剪切栓钉拧紧到每层型钢骨架表面的连接螺母中，直至地下底层，以完成所有剪切栓钉与型钢骨架的连接。[0010] 进一步地，所述步骤4包括：步骤41、在钢板条上单排焊接剪切栓钉，所述剪切栓钉的大小及间距取为型钢骨架上剪切栓钉的大小及设计间距；步骤42、在施工SMW工法围护墙体时，将型钢骨架插入到临时围护墙体内；步骤43、每层土方开挖工程结束之后，将焊有剪切栓钉的钢板条焊接在每层型钢骨架表面，直至地下底层，以完成所有剪切栓钉与型钢骨架的连接施工工艺。
[0011] 本发明提供的型钢-混凝土地下组合外墙的施工工艺将SWM工法临时围护墙体中的型钢骨架与后浇注地下混凝土外墙混凝土连接起来，构成永久性地下组合外墙结构体系，实现了“两墙合一”，型钢骨架应用于地下混凝土外墙中，取消了型钢骨架的回收工序，在型钢骨架的作用下提高了临时维护墙体的强度与刚度。附图说明
[0012] [0013]
图1为本发明实施例提供的型钢-混凝土地下组合外墙的施工工艺的剪切栓钉通
过连接螺母与型钢骨架连接结构示意图；
图2为图1的型钢骨架与地下混凝土外墙的结构示意图；
[0014] 图3为本发明实施例提供的型钢-混凝土地下组合外墙的施工工艺的剪切栓钉通过钢板条与型钢骨架连接结构示意图；
[0015] 图4为图3的型钢骨架与地下混凝土外墙的结构示意图。
具体实施方式
[0016] 本发明实施例提供了一种型钢-混凝土地下组合外墙的施工工艺，将SWM工法临时围护墙体中的型钢骨架1与后浇注地下混凝土外墙7混凝土连接起来，构成永久性地下组合外墙结构体系的具体方法包括以下步骤：步骤1、依据临时围护墙体的强度及刚度要求，计算SMW工法墙体内的型钢骨架1用量，确定型钢骨架1的强度、截面大小及配置方式；步骤2、依据使用阶段地下混凝土外墙7的强度及刚度要求，设计计算地下混凝土外墙7的厚度和剪切连接构件用量，以确保型钢骨架1与后浇筑的地下混凝土外墙7连接形成的永久性组合外墙体的强度及刚度要求；步骤3、将型钢骨架1插入临时围护墙体内；步骤4、每层土方开挖工程结束之后，将剪切连接构件固定在型钢骨架1；步骤5，待底层地面工程结束之后，从底层开始自下而上配置混凝土外墙钢筋8、制作外墙模板，并浇筑外墙混凝土，以完成型钢骨架1与所述地下室混凝土外墙7结合构成的组合外墙结构体系。剪切连接构件为剪切栓钉2。
[0017] 实现步骤4可以通过两种技术方案实现。
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第一种技术方案的步骤如下：步骤31、在型钢骨架1上焊接连接螺母3；步骤32，
临时添堵连接螺母3口；步骤33、在施工SMW工法围护墙体时，将该带有连接螺母3的型钢骨架1按设计指定要求，插入到临时围护墙体内；步骤34、将连接螺母口中的添堵物拿出；步骤35、每层土方开挖工程结束之后，将剪切栓钉2拧紧到每层型钢骨架1表面的连接螺母3中，直至地下底层，以完成所有剪切栓钉2与型钢骨架1的连接。[0019] 第二种技术方案的步骤如下：步骤41、制作钢板条4，即在钢板条4上单排焊接剪切栓钉2，钢板条4上剪切栓钉2的大小及间距取为型钢骨架1上剪切栓钉2的大小及设计间距；步骤42、在施工SMW工法围护墙体时，将型钢骨架1插入到临时围护墙体内；步骤43、每层土方开挖工程结束之后，将焊有剪切栓钉2的钢板条4按设计要求焊接在每层型钢骨架1表面，直至地下底层，以完成所有剪切栓钉2与型钢骨架1的连接施工工艺。[0020] 参见图1-2，技术方案一的具体操作方式如下：[0021] （1）首先依据临时围护墙体的强度及刚度要求，计算SMW工法墙体内的型钢骨架1用量，确定型钢骨架1的强度、截面大小及配置方式。将该型钢骨架1作为组合墙体的骨架，依据使用阶段地下外墙的强度及刚度要求，设计计算混凝土外墙13的厚度和剪切连接剪切栓钉2用量，以确保型钢1与后浇筑的混凝土外墙13连接形成的永久性组合外墙体的强度及刚度要求；[0022] （2）根据设计要求在工厂下料拟插入于SMW工法临时围护墙体内的型钢骨架1；[0023] （3）在型钢骨架1表面放线标记剪切栓钉2位置；[0024] （4）标记栓钉2位置上焊接剪切栓钉2的连接螺母3，并添堵连接螺母3口，以防施工过程中土质等杂物进入螺母3口中；[0025] （5）按SMW工法施工临时围护墙体，并将带有连接螺母3的型钢1按设计间距插入SMW工法的临时围护墙体内；[0026] （6）按指定设计要求施工内部围护结构的竖向支撑；[0027] （7）施工地下一层土方开挖工程，并设置围护墙体的水平支撑；[0028] （8）清理被开挖部位围护墙体中的型钢骨架1表面，取出焊接与型钢1翼缘上的连接螺母3口的临时添堵物，将带有螺丝6的剪切栓钉2至上而下的通过拧动剪切栓钉2上的螺钉帽5，将剪切栓钉2拧紧到连接螺母3口内；[0029] （9）按上述第7步与第8步的施工顺序，进行下一层地下土方开挖工程、设置水平支撑、连接剪切栓钉2，直至最底层，完成型钢骨架1与剪切栓钉2的连接施工工艺；[0030] （10）施工地下底层地面；[0031] （11）在底层临时围护墙体内侧按设计要求配置地下混凝土外墙钢筋8，设置外墙模板，并浇注外墙混凝土；[0032] （12）自下而上循环第11步，完成每层型钢-混凝土地下组合外墙结构。[0033] 参见图3-4，技术方案二的具体操作方式如下：[0034] （1）首先依据临时围护墙体的强度及刚度要求，计算SMW工法墙体内的型钢骨架1用量，确定型钢骨架1的强度、截面大小及配置方式。将该型钢骨架1作为组合墙体的骨架，依据使用阶段地下外墙的强度及刚度要求，设计计算混凝土外墙13的厚度和剪切连接栓钉2用量，以确保型钢骨架1与后浇筑的混凝土外墙13连接形成的永久性组合外墙体的强度及刚度要求；
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[0035] （2）根据设计要求在工厂下料插入于SMW工法围护墙体内的型钢骨架1；[0036] （3）在工厂特制带剪切栓钉2的钢板条4，在钢板条4上单排焊接剪切栓钉2，钢板
条4上剪切栓钉2的间距取为型钢骨架1栓钉的设计间距；[0037] （4）按SMW工法施工围护墙体，并将型钢骨架1按照指定型号及设计间距插入于SMW工法围护墙体内；
[0038] （5）按指定设计要求施工内部围护结构的竖向支撑；
[0039] （6）施工地下一层土方开挖工程，并设置围护墙体的水平支撑；
[0040] （7）清理被开挖部位围护墙体中的型钢骨架1表面，将焊有剪切栓钉2的特制钢板
条4按设计要求焊接在每层型钢骨架1表面；[0041] （8）按上述第6步与第7步的施工顺序，进行下一层地下土方开挖工程、设置水平支撑、焊接带有剪切栓钉2的特制钢板条4，直至最底层，完成型钢骨架1与剪切栓钉2的连接施工工艺；[0042] （9）施工地下底层地面；[0043] （10）在底层临时围护墙体内侧按设计要求配置地下混凝土外墙钢筋14，设置外墙模板，并浇注外墙混凝土；[0044] （11）自下而上循环第10步，完成每层型钢-混凝土地下组合外墙结构。
[0045] 本发明型钢-混凝土地下组合外墙的施工工艺利用了剪切栓钉将SMW工法临时围护墙体中的型钢骨架与后浇注地下混凝土外墙连接起来，构成永久性地下组合外墙结构体系，实现临时维护墙体与地下混凝土外墙相结合的新型“两墙合一”地下组合外墙结构体系，节省外墙混凝土及钢筋用量，；直接将SMW工法临时围护墙体中的型钢骨架应用于地下组合外墙结构中，取消了型钢的回收工序，节省回收施工费用，同时避免了回收过程中由于型钢的变形过大而废弃所导致的材料浪费；型钢骨架不仅作为临时围护墙体骨架，同时也是地下组合外墙体的一个组成部分，因而设计计算临时围护墙体时，可以统筹考虑该型钢在地下工程施工阶段及建筑使用阶段的作用效应，最大限度地降低工程造价为前提，在临时围护墙体中可适当增加型钢量，以提高临时围护结构的强度和刚度；将连接螺母在工厂焊接在拟插入于围护墙体的型钢上，或在工厂特制焊有栓钉的钢板条，在施工现场把个个栓钉拧紧到连接螺母中，或将带有栓钉的特制钢板条直接焊接在型钢上，以实现型钢骨架与剪切栓钉的连接，大大提高施工效率，保证连接施工质量。[0046] 最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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