CN116043916A - 装配式地下结构盖挖逆作施工方法以及装配式地下结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是提供一种装配式地下结构盖挖逆作施工方法以及装配式地下结构，以解决装配式难以采用盖挖逆作法施工的问题，降低装配式地下结构施工周期，涉及地下结构工程领域。一种装配式地下结构盖挖逆作施工方法，包括：以地下结构顶板上缘、底板下一定距离为分界线将地下结构的地连墙从上至下依次分成围护段、侧墙段和现浇嵌固段；施工连续墙安装槽；先将预制围护段预制块可拆卸安装在侧墙段预制块上，再将侧墙段预制块安装在连续墙安装槽内，调整侧墙段预制块的安装位置，使其符合要求后将所述侧墙段预制块固定在续墙安装槽内，通过侧墙段预制块和预制围护段预制块上的竖向通孔向下浇注混凝土，再浇注连接头。本发明简化施工、降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及地下结构工程领域，具体涉及装配式地下结构盖挖逆作施工方法以及装配式地下结构。
背景技术
在地下结构工程，如：地铁车站，主要采用现浇结构或预制装配式结构两种。其中，预制装配式结构具有环境友好、节约资源、缩短施工时间、减少噪音污染等优点，在工程中的运用程度越来越高。
盖挖逆作法施工是地下工程施工的一种常用方法，盖挖逆作法的施工顺序为先施工连续墙，后依次开挖土方和自上而下施做结构，最终形成完整的永久结构。由于盖挖逆作法采用的从上到下开挖一层施工一层，随着施工的进行主体结构侧墙所受载荷会逐渐增大，容易产生侧墙位置变动，对于装配式地下结构，由于结构的各主体部分均采用预制的方式，尺寸固定，一旦侧墙位置变动将导致后续预制结构施工困难。因此，现装配式地结构主要采用先施工底板后再施工中板、顶板的顺作法施工。如：申请号为202210883520.6的中国专利公开的一种永临结合的装配式车站及其施工方法；申请号为202210740080.9中国专利公开的一种围护与主体永临结合的装配式地铁车站的施工方法。这种方法需要设置大量临时支撑，对施工周期有不利影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种装配式地下结构盖挖逆作施工方法以及装配式地下结构，以解决装配式难以采用盖挖逆作法施工的问题，降低装配式地下结构施工周期。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：装配式地下结构盖挖逆作施工方法，包括以下步骤：
以地下结构顶板上缘、底板下一定距离为分界线将地下结构的地连墙从上至下依次分成围护段、侧墙段和现浇嵌固段，并根据围护段和侧墙段的高度分别预制围护段预制块和侧墙段预制块，所述侧墙段预制块和围护段预制块均上预留有浇注现浇嵌固段用竖向通孔；
施工连续墙安装槽；
先将预制围护段预制块可拆卸安装在侧墙段预制块上，再将侧墙段预制块安装在连续墙安装槽内，调整侧墙段预制块的安装位置，使其符合要求后将所述侧墙段预制块固定在续墙安装槽内，通过侧墙段预制块和预制围护段预制块上的竖向通孔向下浇注混凝土，以在侧墙段预制块下方形成现浇嵌固段以嵌固预制围护段预制块，再浇注侧墙段预制块之间以及预制围护段预制块之间的连接头，以拼接形成侧墙段和围护段，再对侧墙段以及围护段与连续墙安装槽的槽壁间空隙进行注浆或泥浆改良固化，完成地连墙施工；
施工中柱孔，下放中柱和桩基钢筋笼，使中柱***中柱桩基钢筋笼中，再浇注桩基混凝土；
开挖至顶板、顶纵梁底，安装冠梁预制钢筋笼、预制顶板纵梁，预制顶板，冠梁、预制顶板纵梁叠合层、预制顶板叠合层以及各连接节点一并现浇，完成顶板施工；
开挖至中板、中纵梁底，安装预制中纵梁和预制中板，预制中纵梁叠合层、预制中板叠合层以及各连接节点一并现浇，完成中板施工；
开挖至基底，施工接地、底板下垫层和防水层，安装底板预制钢筋笼、底纵梁预制钢筋笼，浇筑底板、底纵梁现浇结构，完成底板施工
地下结构覆土，拆除地连墙的围护段并回填。
进一步地，所述中柱上的中纵梁连接点处以及底纵梁预制钢筋笼连接点处均设有环形钢筋笼，所述预制中纵梁的连接筋连接在中纵梁连接点处的环形钢筋笼上，所述底纵梁预制钢筋笼的钢筋连接在底纵梁预制钢筋笼连接点处的环形钢筋笼上。
进一步地，所述中柱上的中纵梁连接点处以及底纵梁预制钢筋笼连接点处均设有抗剪环。
进一步地，所述将侧墙段预制块安装在连续墙安装槽内，调整侧墙段预制块的安装位置，使其符合要求包括：
初步安装：根据侧墙段预制块的安装位置设置起吊装置，所述起吊装置包括支架、竖向调整装置、水平调整装置和提升装置，所述水平调整装置安装在支架上，所述竖向调整装置安装在水平调整装置上，所述提升装置安装在竖向调整装置上，安装时，利用提升装置通过吊绳将侧墙段预制块初步安装在连续墙安装槽内的安装位置处；
精确位置调整：在侧墙段预制块的两端的两侧分别设置多个沿连续墙安装槽的高度方向设置的顶推机构，在侧墙段预制块的两端的一侧设置多个沿连续墙安装槽的高度方向设置的测距装置，精确调节时，通过所述水平调整装置精确调整侧墙段预制块与前期侧墙段预制块之间的水平位置，使其符合要，通过竖向调整装置精确调整侧墙段预制块的标高，使其符合要求，利用所述测距装置测量侧墙段预制块两端不同高度位置与连续墙安装槽的槽壁距离，然后根据所述测距装置测量的侧墙段预制块两端不同高度位置与连续墙安装槽的槽壁距离数据利用顶推机构调整侧墙段预制块两端不同高度位置与连续墙安装槽的槽壁距离，使侧墙段预制块的平面定位和垂直度符合要求。
进一步地，所述竖向调整装置和水平调整装置均为电动丝杆滑台。
进一步地，预制中纵梁和预制中板是通过设置在预制顶板上的吊轨实现吊装安装；所述底板预制钢筋笼和底纵梁预制钢筋笼是通过设置在预制中板上的吊轨实现吊装安装。
装配式地下结构，所述装配式地下结构采用上述所述的装配式地下结构盖挖逆作施工方法施工。
本发明的有益效果是：本发明的装配式地下结构盖挖逆作施工方法以及装配式地下结构，以地下结构顶板上缘、底板下一定距离将地下结构的地连墙从上至下依次分成围护段、侧墙段和现浇嵌固段，然后根据围护段、侧墙段的高度预制相应的侧墙段预制块和围护段预制块，再采用根据安装位置先调整固定好侧墙段预制块的位置后，先通过侧墙段预制块和围护段预制块的通孔向下浇注混凝土形成现浇嵌固段，使侧墙段预制块固定在现浇嵌固段上，再以现浇的方式浇注侧墙段预制块之间以及预制围护段预制块之间的连接头，最后再对侧墙段和围护段与连续墙安装槽的槽壁间空隙进行注浆或泥浆改良固化的方式施工，这样保证了后期作为地下结构侧墙的侧墙段的位置准确性，且不会发生变化，形成的侧墙段防水好，因此使得装配式地下结构可采用从上至下的盖挖逆作法施工，可以以顶板和中板兼做支撑，顶板、中板的预制叠合构件无需分为支撑和主体结构板两种类型，只需要一种预制叠合板类型即可，减少了预制构件类型，简化施工、降低成本；
本施工方法实现并采用逆作法施工后，所有预制叠合结构均在开挖阶段施工，可以利用开挖位置地面作为地膜或搭设矮支架承受施工荷载，预制构件受力简单、配筋可适当优化，无需在板与地连墙连接处设置牛腿，且还可以将预制构件尺寸和重量可以进一步优化，更有利于施工和成本控制；
本施工方法实现并采用逆作法施工后，各层连接节点实现了同时捆绑施工并一次性浇筑施工，大大减少了钢筋接头、简化了施工工序、加强了结构的整体性。
附图说明
图1至图4是本发明的方法的施工示意图；
图5是侧墙段预制块的横断面图；
图6是围护段预制块的横断面图；
图7是本发明的装配式地下结构柱位断面图；
图8是本发明的装配式地下结构柱间断面图；
图9是本发明的装配式地下结构顶板平面布置图；
图10是本发明的装配式地下结构的中板平面布置图；
图11是本发明的装配式地下结构的跨中纵断面图；
图12是本发明的装配式地下结构柱位处纵断面图；
图13是预制中纵梁与中柱的连接结构示意图；
图14是侧墙段预制块安装施工示意图；
图15是图14沿A-A的剖视图；
图中所示：围护段1，侧墙段2，现浇嵌固段3，连续墙安装槽4，竖向通孔5，中柱6，起吊装置7，顶推机构8，测距装置9，围护段预制块11，侧墙段预制块21，预制顶板纵梁22，冠梁预制钢筋笼23、预制顶板24，预制中板25，预制中纵梁26，底纵梁预制钢筋笼27，底板预制钢筋笼28，底板29，底纵梁30，环形钢筋笼61，抗剪环62，支架71，竖向调整装置72，水平调整装置73，提升装置74，支撑架81。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图12所示，本发明的装配式地下结构盖挖逆作施工方法，包括以下步骤：
步骤一、以地下结构顶板上缘、底板下一定距离为分界线将地下结构的地连墙从上至下依次分成围护段1、侧墙段2和现浇嵌固段3，并根据围护段1和侧墙段2的高度分别预制相应高度的围护段预制块11和侧墙段预制块21，所述侧墙段预制块21和围护段预制块11均上预留有浇注现浇嵌固段用竖向通孔5；
步骤二、施工连续墙安装槽4；
步骤三、在连续墙安装槽4内安装现浇嵌固段钢筋笼，将预制围护段预制块11可拆卸安装在侧墙段预制块21上，具体可以采用螺栓连接、卡接等，再将侧墙段预制块21安装在连续墙安装槽4内，根据安装位置调整侧墙段预制块21的位置，使其符合要求后将所述侧墙段预制块21固定在续墙安装槽4内，通过侧墙段预制块21和预制围护段预制块11上的竖向通孔5向下浇注混凝土，以在侧墙段预制块21下方形成现浇嵌固段3以嵌固预制围护段预制块11，再浇注侧墙段预制块21之间以及预制围护段预制块11之间的接头，以形成侧墙段2和围护段1，再对侧墙段2以及围护段1与连续墙安装槽4的槽壁间空隙进行注浆或泥浆改良固化，完成地连墙施工；
步骤四、施工中柱孔，下放中柱6和桩基钢筋笼，中柱6一般为钢管(圆管或方管)混凝土柱，从地面施工中柱时，完成中柱内混凝土浇筑并预留顶部与顶纵梁连接钢筋，中柱***主体结构底板下桩基钢筋笼中，再浇注桩基混凝土，这样中柱既可以在施工阶段承受逆筑过程中上部结构的自重及施工荷载，又可以在施工完成、永久受力工况作为车站抗拔桩使用；
步骤五、开挖至顶板、顶纵梁底，安装冠梁预制钢筋笼23、预制顶板纵梁22，预制顶板24，冠梁、预制顶板纵梁叠合层、预制顶板叠合层、冠梁与预制顶板连接点、预制顶板纵梁与中柱连接点、冠梁与侧墙段连接点等各连接节点一并现浇，完成顶板施工，从而使顶板形成连续墙的第一支撑；
步骤六、开挖至中板、中纵梁底，安装预制中纵梁26和预制中板25，预制中纵梁叠合层、预制中板叠合层以及相应的上述构件之间的各连接节点一并现浇，完成中板施工，使中板形成连续墙的中间支撑；
步骤七、开挖至基底，施工接地、底板下垫层和防水层，安装底板预制钢筋笼28、底纵梁预制钢筋笼27，浇筑底,29、底纵梁30现浇结构，完成底板施工；
步骤八、地下结构覆土，拆除地连墙的围护段1并回填。
其中，底板下一定距离为分界线，该距离可以根据实际情况设置，以便于固定围护段预制块11为准，本发明实施例中为底板下1.5米为分界线。
上述步骤中，步骤二和步骤四可以同时进行或步骤四先进行。
本发明的装配式地下结构盖挖逆作施工方法以地下结构顶板上缘、底板下一定距离将地下结构的地连墙从上至下依次分成围护段1、侧墙段2和现浇嵌固段3，然后根据围护段1、侧墙段2的高度预制相应的侧墙段预制块21和围护段预制块11，这样，在施工时由侧墙段预制块21拼接而成的侧墙段在高度方向上不分段。而在施工时，本方法采用根据安装位置先调整固定好侧墙段预制块21的位置后，再通过侧墙段预制块21和围护段预制块11的通孔5向下浇注混凝土形成现浇嵌固段3，使侧墙段预制块21固定在现浇嵌固段3上，再以现浇的方式浇注侧墙段预制块21之间以及预制围护段预制块11之间的连接头，最后再对侧墙段2和围护段1与连续墙安装槽4的槽壁间空隙进行注浆或泥浆改良固化，这样保证了后期作为地下结构侧墙的侧墙段的位置准确性，且不会发生变化，形成的侧墙段防水好，因此使得装配式地下结构可采用从上至下的盖挖逆作法施工，可以以顶板和中板兼做支撑，顶板、中板的预制叠合构件无需分为支撑和主体结构板两种类型，只需要一种预制叠合板类型即可，减少了预制构件类型，简化施工、降低成本(参见图9、图10)。另外，本方法实现并采用逆作法施工后，所有预制叠合结构均在开挖阶段施工，可以利用开挖位置地面作为地膜或搭设矮支架承受施工荷载，因此预制构件受力简单、配筋可适当优化，无需在板与地连墙连接处设置牛腿，且还可以将预制构件尺寸和重量可以进一步优化，更有利于施工便利和成本控制；实现了各层连接节点同时捆绑施工，一次性浇筑施工，即，不需要先施工一部分，而另一部分需要待下层结构施工完成后才能施工，大大减少了钢筋接头、简化了施工工序、加强了结构的整体性。
浇注现浇嵌固段3具体方式为：将混凝土导管伸入通孔5内，使混凝土导管的下端伸入到连续墙安装槽4的底部，边浇注混凝土边往上移，使得连续墙安装槽4内的泥浆可以从通孔5排出。侧墙段预制块21和围护段预制块11均上预留有浇注现浇嵌固段用竖向通孔5，还可减小预制块自重。
为了保证纵梁与中柱的连接强度和刚度，本发明中所述中柱6上的中纵梁连接点处以及底纵梁预制钢筋笼27连接点处均套设有环形钢筋笼61，所述预制中纵梁26的连接筋连接在中纵梁连接点处的环形钢筋笼61上(参见图13)，所述底纵梁预制钢筋笼27的钢筋连接在底纵梁预制钢筋笼连接点处的环形钢筋笼61上。进一步地，所述中柱6上的中纵梁连接点处以及底纵梁预制钢筋笼连接点处均设有抗剪环62，以增强连接点处的抗剪性。
侧墙段预制块21可以通过起吊装置进行直接调整，但由于常规的起吊装置调整精度有限，不便于调整侧墙段预制块21的位置，且难以保证侧墙段预制块21与前期安装的侧墙段预制块21的平面度。为此，如图14、图15所示，为了提高侧墙段预制块21的安装效率以及保证安装精度，本发明实施例中，将侧墙段预制块21安装在连续墙安装槽4内，调整侧墙段预制块21的安装位置，使其符合要求具体采用以下方法：
A、初步安装：根据侧墙段预制块21的安装位置设置起吊装置7，所述起吊装置7包括支架71、竖向调整装置72、水平调整装置73和提升装置74，所述水平调整装置71安装在支架1上，所述竖向调整装置72安装在水平调整装置71上，所述提升装置74安装在竖向调整装置72上，安装时，利用提升装置74通过吊绳将侧墙段预制块21初步安装在连续墙安装槽4内的安装位置处，即，使侧墙段预制块21的位置大致在安装尺寸要求范围内；
B、精确位置调整：在侧墙段预制块21的两端的两侧分别设置多个沿连续墙安装槽4的高度方向设置的顶推机构8，在侧墙段预制块21的两端的一侧设置多个沿连续墙安装槽4的高度方向设置的测距装置9，精确位置调整时，通过所述水平调整装置71精确调整侧墙段预制块21与前期侧墙段预制块21之间的水平位置，使其符合要，通过竖向调整装置72精确调整侧墙段预制块21的标高，使其符合要求，利用所述测距装置9测量侧墙段预制块21两端不同高度位置与连续墙安装槽4的槽壁距离，根据所述测距装置9测量的侧墙段预制块21两端不同高度位置与连续墙安装槽4的槽壁距离数据超作各位置的顶推机构8使其伸出、缩回或不动作，以调整侧墙段预制块21两端不同高度位置与连续墙安装槽4的槽壁距离，从而可以使侧墙段预制块21摆动，进而使侧墙段预制块21的平面定位和垂直度符合要求。最后可以通过两侧的顶推机构8将侧墙段预制块21夹紧固定在连续墙安装槽4内，以便后续施工。
具体而言，竖向调整装置72、水平调整装置73均为电动丝杆滑台，当然也可以是气动滑动或液动滑台，也可易齿轮齿条直线移动机构等；顶推机构8可以是气缸、液压缸或者电动推杆等；
为了方便施工以及重复利用，测距装置9和顶推机构8可以安装在支撑架81上，再通过支撑架81深入连续墙安装槽4内的方式将其设置在续墙安装槽4内。
为了方便预制中纵梁26、预制中板25、底板预制钢筋笼28和底纵梁预制钢筋笼27得安装，本发明实施例中，预制中纵梁26和预制中板25是通过设置在预制顶板24上的吊轨实现吊装安装；所述底板预制钢筋笼28和底纵梁预制钢筋笼27是通过设置在预制中板25上的吊轨实现吊装安装。为了方便吊轨的安装，预制中板25和预制顶板24上可以预埋设置相应的吊轨安装连接件。
本发明还提供一种装配式地下结构，其采用上述的装配式地下结构盖挖逆作施工方法施工而成。采用上述方法的施工的装配式地下结构，无需分为支撑和主体结构板两种类型，只需要一种预制叠合板类型即可，减少了预制构件类型，简化施工、降低成本。另外，实现了各层连接节点同时捆绑施工，一次性浇筑施工，即，不需要先施工一部分，而另一部分需要待下层结构施工完成后才能施工，大大减少了地下结构的钢筋接头、简化了施工工序、加强了结构的整体性。
Claims (7)
1.装配式地下结构盖挖逆作施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
以地下结构顶板上缘、底板下一定距离为分界线将地下结构的地连墙从上至下依次分成围护段(1)、侧墙段(2)和现浇嵌固段(3)，并根据围护段(1)和侧墙段(2)的高度分别预制围护段预制块(11)和侧墙段预制块(21)，所述侧墙段预制块(21)和围护段预制块(11)均上预留有浇注现浇嵌固段用竖向通孔(5)；
施工连续墙安装槽(4)；
先将预制围护段预制块(11)可拆卸安装在侧墙段预制块(21)上，再将侧墙段预制块(21)安装在连续墙安装槽(4)内，调整侧墙段预制块(21)的安装位置，使其符合要求后将所述侧墙段预制块(21)固定在续墙安装槽(4)内，通过侧墙段预制块(21)和预制围护段预制块(11)上的竖向通孔(5)向下浇注混凝土，以在侧墙段预制块(21)下方形成现浇嵌固段(3)以嵌固预制围护段预制块(11)，再浇注侧墙段预制块(21)之间以及预制围护段预制块(11)之间的连接头，以拼接形成侧墙段(2)和围护段(1)，再对侧墙段(2)以及围护段(1)与连续墙安装槽(4)的槽壁间空隙进行注浆或泥浆改良固化，完成地连墙施工；
施工中柱孔，下放中柱(6)和桩基钢筋笼，使中柱(6)***中柱桩基钢筋笼中，再浇注桩基混凝土；
开挖至顶板、顶纵梁底，安装冠梁预制钢筋笼(23)、预制顶板纵梁(22)，预制顶板(24)，冠梁、预制顶板纵梁叠合层、预制顶板叠合层以及各连接节点一并现浇，完成顶板施工；
开挖至中板、中纵梁底，安装预制中纵梁(26)和预制中板(25)，预制中纵梁叠合层、预制中板叠合层以及各连接节点一并现浇，完成中板施工；
开挖至基底，施工接地、底板下垫层和防水层，安装底板预制钢筋笼(28)、底纵梁预制钢筋笼(27)，浇筑底板、底纵梁现浇结构，完成底板施工
地下结构覆土，拆除地连墙的围护段(1)并回填。
2.如权利要求1所述的装配式地下结构盖挖逆作施工方法，其特征在于，所述中柱(6)上的中纵梁连接点处以及底纵梁预制钢筋笼(27)连接点处均设有环形钢筋笼(61)，所述预制中纵梁(26)的连接筋连接在中纵梁连接点处的环形钢筋笼(61)上，所述底纵梁预制钢筋笼(27)的钢筋连接在底纵梁预制钢筋笼连接点处的环形钢筋笼(61)上。
3.如权利要求1或2所述的装配式地下结构盖挖逆作施工方法，其特征在于，所述中柱(6)上的中纵梁连接点处以及底纵梁预制钢筋笼连接点处均设有抗剪环(62)。
4.如权利要求1所述的装配式地下结构盖挖逆作施工方法，其特征在于，所述将侧墙段预制块(21)安装在连续墙安装槽(4)内，调整侧墙段预制块(21)的安装位置，使其符合要求包括：
初步安装：根据侧墙段预制块(21)的安装位置设置起吊装置(7)，所述起吊装置(7)包括支架(71)、竖向调整装置(72)、水平调整装置(73)和提升装置(74)，所述水平调整装置(71)安装在支架(1)上，所述竖向调整装置(72)安装在水平调整装置(71)上，所述提升装置(74)安装在竖向调整装置(72)上，安装时，利用提升装置(74)通过吊绳将侧墙段预制块(21)初步安装在连续墙安装槽(4)内的安装位置处；
精确位置调整：在侧墙段预制块(21)的两端的两侧分别设置多个沿连续墙安装槽(4)的高度方向设置的顶推机构(8)，在侧墙段预制块(21)的两端的一侧设置多个沿连续墙安装槽(4)的高度方向设置的测距装置(9)，精确调节时，通过所述水平调整装置(71)精确调整侧墙段预制块(21)与前期侧墙段预制块(21)之间的水平位置，使其符合要，通过竖向调整装置(72)精确调整侧墙段预制块(21)的标高，使其符合要求，利用所述测距装置(9)测量侧墙段预制块(21)两端不同高度位置与连续墙安装槽(4)的槽壁距离，然后根据所述测距装置(9)测量的侧墙段预制块(21)两端不同高度位置与连续墙安装槽(4)的槽壁距离数据利用顶推机构(8)调整侧墙段预制块(21)两端不同高度位置与连续墙安装槽(4)的槽壁距离，使侧墙段预制块(21)的平面定位和垂直度符合要求。
5.如权利要求4所述的装配式地下结构盖挖逆作施工方法，其特征在于，所述竖向调整装置(72)和水平调整装置(73)均为电动丝杆滑台。
6.如权利要求4所述的装配式地下结构盖挖逆作施工方法，其特征在于，预制中纵梁(26)和预制中板(25)是通过设置在预制顶板(24)上的吊轨实现吊装安装；所述底板预制钢筋笼(28)和底纵梁预制钢筋笼(27)是通过设置在预制中板(25)上的吊轨实现吊装安装。
7.装配式地下结构，其特征在于，所述装配式地下结构采用上述权利要求1至6中任一权利要求所述的装配式地下结构盖挖逆作施工方法施工。
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