1.本发明涉及土木工程中的基坑围护工程、围堰工程和挡土墙工程领域，特别涉及一种全回收钢桩组合连续墙。
背景技术：
2.钢管桩连续墙（wsp）工法是利用大直径钢管桩承担水土压力的新型深基坑围护技术，其施工工艺是将相邻钢管桩套接用以阻挡桩间土，在接缝部位设置止水空腔，通过在止水空腔内安装弹性袋并充水来密封邻桩接缝，实现“以水堵漏”的目的，形成连续墙体进行基坑围护。此围护结构通过“以水堵漏”方式解决了钢管桩接缝止水问题，通过“土塞补偿”方式实现了钢管桩连续墙微扰动全回收。围护的形式有“半放坡”、“钢墙斜桩”、“钢墙斜锚”、“钢墙排桩”、“钢墙内支撑”等，相比于地下连续墙、smw工法、钻孔灌注桩等支护结构具有施工速度快、强度高、造价省、环保等优点，为深基坑围护技术的发展提供了一个全新的方向。
3.pc（pipe-combination的缩写，即钢管桩组合）工法桩通过焊接在钢管桩上的锁扣与一个或多个拉森桩连接形成钢质连续墙。目前国内常用的 pc 工法钢管桩型号为 915 mm
×
14 mm（外径
×
壁厚）和630 mm
×
14 mm（外径
×
壁厚），拉森桩型号有400 mm 和 600 mm 的拉森桩，以及 900 mm 超宽的帽型拉森桩。pc 工法桩是一种新型绿色围护工艺，pc 工法桩具有如下突出优点：（1）施工速度快；（2）无需水泥和无需养护；（3）围护刚度大，受力好；（4）无泥浆、无大噪音和大震动；（5）重复利用可回收；（6）用电量较小；（7）适用软土、粉砂、黏土、卵石、淤填土、吹填土；（8）止水效果好。
4.上述2种围护结构，前者以水堵漏工艺较复杂；后者依靠钢板桩的咬合进行止水，当基坑内外水土压力差较大时，会导致钢板桩咬合部分的张开变形，不利于止水。
技术实现要素：
5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、施工方便、能够降低支护成本、工期短的全回收自动止水钢管桩连续墙。
6.本发明采用的技术方案是：一种全回收钢桩组合连续墙，包括若干子构件及母构件，所述的子构件包括工字型钢桩及焊接在工字型钢桩侧壁上的两个钢板，两个钢板位于同一平面内，两钢板相背的端部设有钢管卯头；母构件为包括钢管桩和钢管的圆柱形结构，其侧壁上设有若干榫槽；相邻子构件的相对的一端的卯头分别插装在母构件的两个榫槽内；母构件和卯头竖直设置。
7.进一步的，所述的母构件包括钢管桩，榫槽由榫槽钢管焊接在钢管桩内壁上，榫槽钢管和钢管桩相切处设置插槽形成；榫槽钢管选用q235b材质钢管；插槽的上端口呈上大下小的v型，槽口平直顺滑，便于子构件的卯头插入；所述的子构件中钢板的设置深度不大于钢管桩和工字型钢桩的设置深度；而工字型钢桩与钢管桩的插入深度相同。
8.进一步的，卯头的侧面、母构件榫槽内侧面和插槽的侧面上设有环氧树脂疏水性
涂层，子构件的钢板与插槽过赢配合。
9.进一步的，所述的子构件的钢板与插槽之间的咬合力大小与钢管桩外与钢管桩内的水土压力差正相关；子构件的卯头长度大于钢板长度；母构件插槽的长度与钢管桩和榫槽钢管的长度相等。
10.进一步的，连续墙转角时，转角处的母构件上的连接钢管桩连续墙相邻两子构件的两榫槽夹角为连续墙的转角角度。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明由子母构件通过榫卯结构连接，结构简单，且能够被全回收再利用，降低了支护成本；2、本发明的母构件中榫槽钢管设置于钢管桩的内壁，使得钢管桩在贯入和拔桩时阻力减小。而对于不对称开槽的钢管桩（如转角钢管桩）在贯入时不会产生偏心荷载而影响桩身垂直度。
11.3、本发明的母构件的插槽与子构件钢板之间的咬合力大小受到钢管弹性、钢管桩内外水土压力的多重制约，能保持与插隼钢板的紧密接触状态，可以在钢管桩发生水平位移的情况下保持稳定。可以通过在钢管桩内用螺旋钻杆取土、松土来增加插槽槽口对卯头钢板的咬合力而提高止水效果，方法简单可靠。
12.4、本发明的槽口宽度与插入的钢板厚度一致，卯头插入榫槽后，槽口被钢板堵死，连续墙内外的渗水通路被自动阻断；在榫卯结合处设置憎水性环氧树脂涂层后止水效果更好，且使得涂层覆盖部分具有防锈蚀、防污等功能。
13.5、本发明的子构件用工字型钢桩取代wsp工法中的钢管桩和pc工法桩中的钢板桩，用材更少，打桩和拔桩的阻力减小；连续墙中工字型钢板桩的宽度与钢管桩的直径相同，便于设置工字钢腰梁与内支撑相接。
附图说明
14.图1是本发明的俯视图。
15.图2是图1中a-a’剖视图。
16.图3是图1中b-b’剖视图。
17.图4是本发明的子构件、母构件截面图：（a）本发明的子构件的结构图，（b）本发明的连续墙不转角时母构件的结构图，（c）本发明的连续墙转角时母构件的结构图，图中：1—工字型钢桩；2—钢板；3—卯头；4—钢管桩；5—榫槽钢管；6—插槽。
18.图5是图1中的局部渗水通路俯视大样图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明做进一步的说明。
20.如图1-4所示，本发明包括若干子构件及母构件，所述的子构件包括宽度920mm的工字型钢桩1和焊接在工字型钢桩1侧壁上两个钢板2，两个钢板2位于同一平面内，两钢板2相背的端部设有卯头3。母构件为圆柱形结构，其侧面上设有两个榫槽（榫槽数量不限于两个，可以多于两个）。相邻的两子构件相对的一端的卯头3分别插装在母构件的两榫槽内，母构件和卯头3竖直设置。当连续墙需要转角时，其用于连接子构件的母构件上的两榫槽的相
位角根据转角设计，如图4（c）所示，母构件的两个榫槽的相位角为90
°
，用于90
°
转角的连续墙。连续墙需转角120
°
时，母构件的两个榫槽的相位角为120
°
。
21.所述的母构件包括钢管桩4，钢管桩4采用q235b材质的直径为920mm的钢管，钢管桩4壁厚为10mm。母构件的榫槽由榫槽钢管5焊接在钢管桩4内壁上，榫槽钢管5和钢管桩4相切处设置插槽6而成。榫槽钢管5选用q235b材质的直径为76mm的钢管。钢板选用q235b材质厚度为8mm的钢板。母构件的插槽6的上端口呈上大下小的v型，便于卯头3和钢板2的插入。卯头采用的是q235b材质直径57mm钢管。为了更好的止水，在插槽6的槽口、榫槽钢管5的内侧壁及卯头3外侧壁设有憎水性环氧树脂涂层，且插槽宽度与子构件的钢板厚度相同，均为8mm。子构件的卯头3和母构件的榫槽相互咬合套接。卯头3的侧面、母构件榫槽的内侧面和插槽的侧面上设有环氧树脂疏水性涂层，子构件的钢板2与插槽6过盈配合。所述的子构件的钢板2与插槽6之间的咬合力大小与钢管桩外与钢管桩内的水土压力差正相关；子构件的卯头3的长度大于钢板2长度；母构件插槽6的长度与钢管桩和榫槽钢管的长度相等。如图5所示，地下水自基坑外向基坑内的渗透通路被阻断，地下水只有绕流钢管连续墙下端才能渗入基坑内。
技术特征：
1.一种全回收钢桩组合连续墙，包括若干子构件及母构件，所述的子构件包括工字型钢桩及焊接在工字型钢桩侧壁上的两个钢板，两个钢板位于同一平面内，两钢板相背的端部设有钢管卯头；母构件为包括钢管桩和钢管的圆柱形结构，其侧壁上设有若干榫槽；相邻子构件的相对的一端的卯头分别插装在母构件的两个榫槽内；母构件和卯头竖直设置。2.根据权利要求1所述的全回收钢桩组合连续墙，其特征是：所述的母构件包括钢管桩，榫槽由榫槽钢管焊接在钢管桩内壁上，榫槽钢管和钢管桩相切处设置插槽形成；榫槽钢管选用q235b材质钢管；插槽的上端口呈上大下小的v型，槽口平直顺滑，便于子构件的卯头插入；所述的子构件中钢板的设置深度不大于钢管桩和工字型钢桩的设置深度；而工字型钢桩与钢管桩的插入深度相同。3.根据权利要求2所述的全回收钢桩组合连续墙，其特征是：卯头的侧面、母构件榫槽内侧面和插槽的侧面上设有环氧树脂疏水性涂层，子构件的钢板与插槽过盈配合。4.根据权利要求3所述的全回收钢桩组合连续墙，其特征是：所述的子构件的钢板与插槽之间的咬合力大小与钢管桩外与钢管桩内的水土压力差正相关；子构件的卯头长度大于钢板长度；母构件插槽的长度与钢管桩和榫槽钢管的长度相等。5.根据权利要求1所述的全回收钢桩组合连续墙，其特征是：连续墙转角时，转角处的母构件上的连接钢管桩连续墙相邻两子构件的两榫槽夹角为连续墙的转角角度。
技术总结
本发明公开了一种全回收钢桩组合连续墙，包括若干子构件及母构件，所述的子构件包括工字型钢桩及焊接在工字型钢桩侧壁上的两个钢板，两个钢板位于同一平面内，两钢板相背的端部设有钢管卯头；母构件为包括钢管桩和钢管的圆柱形结构，其侧壁上设有若干榫槽；榫槽槽口宽度等于子构件钢板厚度；相邻子构件的相对的一端的卯头分别插装在母构件的两个榫槽内；母构件和卯头竖直设置。本发明结构简单、止水效果好、可回收重复使用、造价低、工期短，可作为支护结构应用于深基坑支护或围堰工程。支护结构应用于深基坑支护或围堰工程。支护结构应用于深基坑支护或围堰工程。
技术研发人员：李仁平 唐军峰 唐雪梅 孙明 李喆 周基
受保护的技术使用者：湖南科技学院
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/1/28