CN103912010A - 明挖预制装配式地下结构施工方法 - Google Patents

Abstract

一种明挖预制装配式地下结构施工方法，它包括下列步骤：1、平整场地，施作基坑支护结构和基底垫层；2、在拼装起始端安装固定支架；3、吊运预制构件，拼装结构底板；4、在结构底板上组装专用拼装台车；5、拼装预制构件侧墙和顶板；6、在结构侧墙外部及顶板上部回填材料，完成地下结构拼装。本发明的有益效果是：提高施工机械化水平；大大减少作业人员数量、提升作业效率、提高工程的施工质量、减少资源消耗和降低环境的影响，并可大幅缩短建设工期；大幅度减少现浇结构的模板、外围防护物、脚手架和废弃物的数量，以减轻现场作业强度和施工投入；可在寒冷的冬季施工，提高工程施工质量，可避免传统现浇结构冬季施工存在的火灾等安全隐患。

Description

明挖预制装配式地下结构施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程建造技术领域，尤其涉及在明挖基坑条件下采用多块预制构件装配形成地下结构的施工方法。

背景技术

随着国家城市化进程的不断推进，土地资源日渐紧张，人们越来越重视土地的多重利用。开发和利用地下空间是充分利用宝贵的土地资源实现可持续发展的重要方向之一。伴随着国民环保意识的增强、人口老龄化问题以及大量地下工程建设需求，传统的地下工程结构的施工方法已不能满足人们和社会发展的需求。预制装配技术实现建设工程的高效率、高品质、低资源消耗和低环境影响，具有显著的经济效益和社会效益，是地下工程的发展趋势。

传统明挖法是在地面开挖形成的基坑内，现浇钢筋混凝土结构形成地下空间结构，其特点是施工占地时间长、噪声大、粉尘严重，对城市的道路交通和环境影响极大，严重影响了居民的正常工作和生活，同时，混凝土浇筑受制于气候环境、施工工艺等因素的制约，混凝土浇筑质量难于保证。

目前地下工程的预制技术主要应用在盾构法和顶进法修建的地下隧道工程，一般为小型的圆形隧道或矩形单洞隧道。通过盾构机等设备建造的结构空间较小，很难满足大型地下工程使用功能的要求。

采用预制装配式构件修建明挖条件下的地下结构，不仅可以满足大型地下工程，如地铁车站、地下商场、停车场的功能需求，还可以有效缩短施工工期，减小施工对城市环境和居民的影响，避免气候环境影响和冬季施工的困扰，并较大程度上提高工程施工质量，因此利用预制装配式构件修建明挖地下工程的施工方法具有明显的应用优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种明挖预制装配式地下结构施工方法，它提高施工机械化水平，促进相关产业的发展；大大减少作业人员数量、提升作业效率、提高工程的施工质量、减少资源消耗和降低环境的影响，并可大幅缩短建设工期；大幅度减少现浇结构的模板、外围防护物、脚手架和废弃物的数量，以减轻现场作业强度和施工投入；可在寒冷的冬季施工，有效提高工程冬季施工质量，同时还可避免传统现浇结构冬季施工存在的火灾等安全隐患。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种明挖预制装配式地下结构施工方法，它包括下列步骤：

（1）平整场地，施作基坑支护结构和基底垫层；预制装配式构件的吊运采用龙门吊、汽车吊专用起重设备；明挖基坑的围护结构采用放坡、土钉墙支护、桩或墙+锚杆体系以及桩或墙+内支撑体系成熟支护方案；待基坑开挖至坑底后，浇筑混凝土垫层，确保垫层顶面具有一定的平整度；基坑底部的垫层顶面全面精密平整，根据需要在垫层顶面上制作若干局部凸起的精密平整条带基础；基础形式采用现浇混凝土，预铺定位型钢+现浇混凝土或钢轨+现浇混凝土多种形式；

（2）在拼装起始端安装固定支架；在基坑端部安装可微量调整位置的固定支架，确保首环拼装的精确定位和可靠连接；首环构件与固定支架之间通过纵向预应力张拉锚栓进行固定锁紧，支架通过微量调整的方式确保首环构件的精确定位；整体拼装完成后拆除定位固定支架，并进行端头封堵；

（3）吊运预制构件，拼装结构底板；

（4）在结构底板上组装专用拼装台车；待结构底板的首环与固定支架连接为一体后，迅速地在高平整度基础上拼装结构底板至一定规模，然后在其上安装专用拼装台车；

（5）拼装预制构件侧墙和顶板；专用拼装台车上部具有水平双向可移动机构，并设置有多组竖向可升降千斤顶，拼装顶板时通过移动和升降机构可实现顶板构件就位、对正、拼装和锁紧操作；拼装时在已拼装构件上安装专用辅助定位装置实现构件初期快速就位，榫槽的插入或端面的挤紧可由预应力钢棒通过中空千斤顶张拉完成，通过外置千斤顶压紧；预制构件底板拼装完成后，通过液压千斤顶与基坑侧壁对顶支撑提供结构轴力，由内置式预应力锁紧装置张拉提供轴力，并及时进行侧壁空隙回填；预制构件侧墙与基坑侧壁和拼装台车通过专用限位装置进行临时固定，同时实现预制构件的纠偏调整；预制构件之间的对位拼装通过预埋定位销棒实现精确、便捷的拼装；

（6）在结构侧墙外部及顶板上部回填材料，完成地下结构拼装；对预制构件连接节点的间隙以及结构底板和垫层之间的空隙进行必要的注浆填充；地下工程的内部结构采用现浇结构，待主体结构拼装完成后进行施做；或采用预制构件，与主体结构同时拼装。

本发明的有益效果是：

(1)提高施工机械化水平，促进相关产业的发展；

(2)大大减少作业人员数量、提升作业效率、提高工程的施工质量、减少资源消耗和降低环境的影响，并可大幅缩短建设工期；

(3)大幅度减少现浇结构的模板、外围防护物、脚手架和废弃物的数量，以减轻现场作业强度和施工投入；

(4)可在寒冷的冬季施工，有效提高工程冬季施工质量，同时还可避免传统现浇结构冬季施工存在的火灾等安全隐患。

附图说明

图1是预制装配式地下结构基坑横剖面示意图。

图2是预制构件底板拼装平移就位升降系统示意图。

图3是预制构件底板拼装横剖面示意图。

图4是预制构件连接元件剖面示意图。

图5是专用拼装台车横剖面示意图。

图6是预制构件顶板拼装完成示意图。

图7-1是预制构件接头注浆剖面示意图。

图7-2是图7-1的左视示意图。

图8是预制装配式地下结构横剖面示意图。

附图标记说明：

1、基坑支护结构；

2、垫层；

3、龙门吊；

4、固定支架；

5、平移就位升降系统；

6、底板；

7、连接元件；

8、回填材料；

9、专用拼装台车；

10、侧墙；

11、平移小车；

12、顶板；

13、限位装置；

14、注浆管；

15、排气管；

16、注浆材料。

具体实施方式

参见图1至图8所示：以桩+锚杆基坑结构为例对本发明的具体实施方式作如下说明：

（1）平整场地，施作基坑支护结构1，开挖至坑底设计标高处施作基底垫层2，安装调试龙门吊3就位；

（2）通过经纬仪或全站仪精确放点，在基底垫层上人工放线或激光仪器定点放线，确保预制构件底板6精确就位；

（3）预先在拼装起始端面安装固定支架4，保证首环预制构件准确就位和锁紧固定；

（4）通过龙门吊3或基底平移就位升降系统5（可托运构件在基坑垫层沟槽内定向平移，到达预定位置后下落移出）实现预制构件底板6的准确就位；

（5）预制构件准确就位后，通过千斤顶等设备提供外力张拉或顶进至接缝达到设计要求后，在构件体内或体外采用接头连接元件7将构件锁定；

（6）预制构件底板6拼装完成后与基坑侧壁对顶支撑，并在基底和侧向空隙回填材料8；

（7）预制构件底板6连续拼装一段后组装专用拼装台车9，龙门吊3吊装侧墙10准确就位，通过专用拼装台车9辅助作业校正侧墙10位置，采用侧向限位装置13（可伸缩定位）将侧墙10与基坑临时固定；

（8）专用拼装台车9上部平移小车11具备纵向、横向平移功能，采用龙门吊3吊装顶板12就位于平移小车11后下落至顶板12就位于侧墙10上，通过连接元件7锁定，完成拼装；

（9）预制构件接头拼接锁紧完成后，通过预埋注浆管14和排气管15对接缝进行加压填充注浆材料16；

（11）结构拼装完成后回填覆土，施作内部构件。中板、纵梁、中柱等内部构件可以是预制或现浇结构，可随主体结构拼装同步进行。

对于其他形式的预制装配式明挖地下结构，上述施工方法思想同样适用，具体施工过程中略有差异。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.一种明挖预制装配式地下结构施工方法，它包括下列步骤：

（1）平整场地，施作基坑支护结构和基底垫层；预制装配式构件的吊运采用龙门吊、汽车吊专用起重设备；明挖基坑的围护结构采用放坡、土钉墙支护、桩或墙+锚杆体系以及桩或墙+内支撑体系成熟支护方案；待基坑开挖至坑底后，浇筑混凝土垫层，确保垫层顶面具有一定的平整度；基坑底部的垫层顶面全面精密平整，根据需要在垫层顶面上制作若干局部凸起的精密平整条带基础；基础形式采用现浇混凝土，预铺定位型钢+现浇混凝土或钢轨+现浇混凝土多种形式；

（2）在拼装起始端安装固定支架；在基坑端部安装可微量调整位置的固定支架，确保首环拼装的精确定位和可靠连接；首环构件与固定支架之间通过纵向预应力张拉锚栓进行固定锁紧，支架通过微量调整的方式确保首环构件的精确定位；整体拼装完成后拆除定位固定支架，并进行端头封堵；

（3）吊运预制构件，拼装结构底板；

（4）在结构底板上组装专用拼装台车；待结构底板的首环与固定支架连接为一体后，迅速地在高平整度基础上拼装结构底板至一定规模，然后在其上安装专用拼装台车；

（5）拼装预制构件侧墙和顶板；专用拼装台车上部具有水平双向可移动机构，并设置有多组竖向可升降千斤顶，拼装顶板时通过移动和升降机构可实现顶板构件就位、对正、拼装和锁紧操作；拼装时在已拼装构件上安装专用辅助定位装置实现构件初期快速就位，榫槽的插入或端面的挤紧可由预应力钢棒通过中空千斤顶张拉完成，通过外置千斤顶压紧；预制构件底板拼装完成后，通过液压千斤顶与基坑侧壁对顶支撑提供结构轴力，由内置式预应力锁紧装置张拉提供轴力，并及时进行侧壁空隙回填；预制构件侧墙与基坑侧壁和拼装台车通过专用限位装置进行临时固定，同时实现预制构件的纠偏调整；预制构件之间的对位拼装通过预埋定位销棒实现精确、便捷的拼装；

（6）在结构侧墙外部及顶板上部回填材料，完成地下结构拼装；对预制构件连接节点的间隙以及结构底板和垫层之间的空隙进行必要的注浆填充；地下工程的内部结构采用现浇结构，待主体结构拼装完成后进行施做；或采用预制构件，与主体结构同时拼装。