CN105113539A - 一种逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒及其施工方法，包括筒体，筒体主要由数个相间隔的钢筋混凝土槽段组成，钢筋混凝土槽段为混凝土剪力墙，相邻的钢筋混凝土槽段的钢筋笼相连使各钢筋混凝土槽段成为一体围括成所述筒体，钢筋混凝土槽段之间的间隔部位为设置门洞的位置。本发明集支承桩和柱、承台、剪力墙、挡土结构四种功能于一体，本发明核心筒本身就是主体结构，因此，无需临时构筑支承桩和柱而后再拆除，本发明的筒体相当于基础、承台、剪力墙一次成型，可大大缩短施工工期、简化施工步骤、降低施工成本；另外，本发明为一整体结构，整体受力，受力方式是线受力，大大减小了核心筒的沉降。

Description

一种逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒及其施工方法

技术领域

本发明属于超高层建筑逆作法技术，尤其涉及一种逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒，还涉及该核心筒的施工方法。

背景技术

核心筒位于建筑的中央部分，是由电梯井道、楼梯、通风井、电缆井、公共卫生间、部分设备间围护形成的中央核心筒，以钢筋混凝土浇筑，与外围框架形成一个外框内筒结构。此种结构十分有利于结构受力，并具有极优的抗震性，是国际上超高层建筑广泛采用的主流结构形式。同时，这种结构的优越性还在于可争取尽量宽敞的使用空间，使各种辅助服务性空间向平面的中央集中，且使主功能空间占据最佳的采光位置，并达到视线良好、内部交通便捷的效果。

目前，基于逆作法的优势，超高层建筑通常采用逆作法施工。逆作法一般是先沿建筑物地下室外壁施工地下连续墙或沿基坑的圆周施工其它临时围护墙，同时在位于建筑物内部的相关位置浇筑或插打支承桩和柱，这些支承桩和柱作为施工期间至底板封底之前承受上部结构的自重和施工荷载的竖向支承。采用逆作法施工时，以施工地面一层的梁板结构作为地下连续墙或其它围护墙的水平支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构直至底板封底。同时以某层楼面结构作为施工平台，向上逐层进行地上结构的施工直至工程结束。由于地上结构和地下结构可以同时施工，因此，极大的缩短了施工工期，提高了社会效益。

但是，采用逆作法施工会存在以下缺陷：

⑴需要先沿建筑物地下室外壁施工地下连续墙或沿基坑的圆周施工其它临时围护墙，作为基坑支护的抗侧力挡土结构。只有完成抗侧力挡土结构的施工，才能进行其它结构的施工，灵活性差，而且施工工期长。

⑵在施工过程中，需要在位于建筑物内部的相关位置浇筑或插打支承桩和柱，作为施工期间至底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的竖向支承，这些支承桩和柱仅作为施工期间的临时支撑，完成主体结构后均需拆除，因此，不仅施工步骤繁琐，而且施工成本较高。

⑶支承桩和柱均单独设置，为点受力形式，若位于某一区域的支承桩和柱下沉，会造成与其它区域的支承桩和柱产生较大落差，从而导致核心筒不同部位落差较大，影响建筑主体结构。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可缩短施工工期、简化施工步骤、降低施工成本、大大减小核心筒沉降的逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒。

本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现：一种逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒，包括筒体，其特征在于：所述筒体主要由数个相间隔的钢筋混凝土槽段组成，所述钢筋混凝土槽段为混凝土剪力墙，相邻的钢筋混凝土槽段的钢筋笼相连使各钢筋混凝土槽段成为一体围括成所述筒体，钢筋混凝土槽段之间的间隔部位为设置门洞的位置。

本发明的筒体采用地下连续墙的设置方式，集支承桩和柱、承台、剪力墙、挡土结构四种功能于一体，摒弃了现有核心筒采用逆作法施工时需要分别浇筑抗侧力挡土结构及支承桩、柱、承台的做法，本发明核心筒本身就是主体结构，因此，无需临时构筑支承桩和柱而后再拆除，因此，本发明的筒体相当于基础、承台、剪力墙一次成型，可大大缩短施工工期、简化施工步骤、降低施工成本；另外，本发明为一整体结构，整体受力，受力方式是线受力，与现有临时构筑支承桩和柱为点受力的方式相比，大大减小了核心筒的沉降。

作为本发明的一种优选实施方式，每个钢筋混凝土槽段的两端面分别设有竖向的H型钢，H型钢的腹板面向钢筋混凝土槽段的端面，且H型钢的两翼缘内端与钢筋混凝土槽段内钢筋笼的水平筋焊接，相邻钢筋混凝土槽段的H型钢的内、外翼缘分别通过钢板对应焊接而使各钢筋混凝土槽段连成一体。在保证核心筒传力连续性的同时，可以有效调节施工误差。

作为本发明的一种改进，在每个钢筋混凝土槽段的上端沿其长度方向设置压顶梁，所述压顶梁包括钢骨和混凝土，所述钢骨采用一对平行排置的槽钢，该对槽钢的槽口均朝向筒体外，每个槽钢的腰部两端分别对应焊接在与之相邻的H型钢的翼缘上，所述钢筋混凝土槽段的纵筋向上伸入压顶梁的混凝土中锚固。本发明设置的压顶梁加强了核心筒的整体性，它作为核心筒周围及内部竖向构件的支承，对于上部竖向构件起到承台作用。

作为本发明的一种推荐的实施方式，所述筒体的横截面为“口”字形，所述筒体的转角部位采用横截面为L形的钢筋混凝土槽段。

作为本发明的进一步改进，在L形钢筋混凝土槽段的边角位置设有竖向的格构式型钢。

作为本发明的一种实施方式，所述格构式型钢主要由筒形的型钢和设于筒形的型钢内且沿其长度方向分布的数个钢筋组成，所述筒形的型钢由外侧角钢、一对钢板和内侧角钢组成，每个钢板的一侧边分别与外侧角钢的两侧板边缘焊接，每个钢板的另一侧边则分别与内侧角钢的两侧板焊接，每个钢筋的两端分别焊接在内侧角钢的两侧板端部，钢筋具有两个弯折部，该两个弯折部分别焊接在外侧角钢的两个侧板上。

本发明的另一个目的在于提供一种上述逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒的施工方法。

本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现：一种上述逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴预制各钢筋混凝土槽段的钢筋笼，将相邻的钢筋混凝土槽段的钢筋笼连接形成筒体的钢结构；

⑵根据核心筒的设置位置，开挖用于设置筒体的的坑槽至土体的持力层；

⑶将筒体的钢结构吊装于坑槽中；

⑷向坑槽中浇筑混凝土形成所述筒体。

本发明相当于建筑的基础、承台、剪力墙一次成型，力传递、受力模式和传统的核心筒受力模式不同，与现有的框架模式的抗剪、受力较差相比，综合解决了弯矩、剪力、轴力的传递问题。

本发明在所述步骤⑴中，在各钢筋混凝土槽段的两端面上焊接H型钢，将相邻钢筋混凝土槽段的H型钢的内、外翼缘分别通过钢板对应焊接形成筒体的钢结构。

作为本发明的一种改进，完成步骤⑷之后，进行步骤⑸之前，在钢筋混凝土槽段的上端沿其长度方向施工压顶梁，所述压顶梁包括钢骨和混凝土，所述钢骨采用一对平行排置的槽钢，该对槽钢的槽口相对，将每个槽钢的腰部两端分别对应焊接在与之相邻的H型钢的翼缘上，将钢筋混凝土槽段的纵筋向上伸入压顶梁的混凝土中锚固。

本发明所述筒体的横截面为“口”字形，在筒体的转角部位采用横截面为L形的钢筋混凝土槽段，在L形钢筋混凝土槽段的边角位置设置竖向的格构式型钢。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

⑴本发明的筒体采用地下连续墙的设置方式，集支承桩和柱、承台、剪力墙、挡土结构四种功能于一体，摒弃了现有核心筒采用逆作法施工时需要分别浇筑抗侧力挡土结构及支承桩、柱、承台的做法，本发明核心筒本身就是主体结构，因此，无需临时构筑支承桩和柱而后再拆除，因此，本发明的筒体相当于基础、承台、剪力墙一次成型，可大大缩短施工工期、简化施工步骤、降低施工成本。

⑵本发明相当于建筑的基础、承台、剪力墙一次成型，力传递、受力模式和传统的核心筒受力模式不同，与现有的框架模式的抗剪、受力较差相比，综合解决了弯矩、剪力、轴力的传递问题。

⑶本发明为一整体结构，受力方式是线受力，与现有临时构筑支承桩和柱为点受力的方式相比，大大减小了核心筒的沉降。

⑷核心筒内的钢筋除了满足水平和竖向分布钢筋的配筋率、约束边缘构件要求外，对其采用地下连续墙的设计，钢筋混凝土槽段的底部伸入土体的持力层，保证了核心筒竖向基础的受力要求以及水平挡土稳定性的要求。

⑸相邻钢筋混凝土槽段采用钢板将H型钢焊接，在保证核心筒传力连续性的同时，可以有效调节施工误差。

⑹本发明设置的压顶梁加强了核心筒的整体性，它作为核心筒周围及内部竖向构件的支承，对于上部竖向构件起到承台作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明筒体的平面图之一；

图2是本发明钢筋混凝土槽段的钢筋笼立面图；

图3是本发明钢筋混凝土槽段的配筋立面图；

图4是本发明的其中一个钢筋混凝土槽段的钢结构平面图；

图5是本发明筒体的平面图之二(显示压顶梁)。

具体实施方式

如图1～5所示，是本发明一种逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒，包括筒体1，在筒体1上设有各层结构，采用逆作法施工，筒体1的横截面为“口”字形，其中，各层结构中的地下结构包括底板层24、负三层25、负二层26和负一层27，筒体1主要由数个相间隔的钢筋混凝土槽段组成，钢筋混凝土槽段为混凝土剪力墙，相邻的钢筋混凝土槽段的钢筋笼相连使各钢筋混凝土槽段成为一体围括成筒体，钢筋混凝土槽段之间的间隔部位为设置门洞的位置。钢筋混凝土槽段的数量根据实际建筑规模和门洞设置位置等来确定。在本实施例中，根据门洞位置，共分8个钢筋混凝土槽段，其中，包括4个直槽段11和4个L型槽段12。

每个钢筋混凝土槽段的两端面侧分别设有竖向的H型钢13，H型钢13的腹板面向钢筋混凝土槽段的端面，且H型钢13的两翼缘内端与钢筋混凝土槽段内的钢筋笼的水平筋焊接。参见图2～4，其中，钢筋混凝土槽段内的钢筋笼主要由水平筋20、纵筋21、位于二者外侧的剪刀筋22和设于内部的桁架筋23组成，纵筋21之间设有拉筋28，相邻钢筋混凝土槽段的H型钢13的内、外翼缘分别通过钢板2对应焊接而使各钢筋混凝土槽段连成一体。

如图4所示，在筒体的转角部位采用横截面为L形的钢筋混凝土槽段(L型槽段)。在L形的钢筋混凝土槽段的边角位置设有竖向的格构式型钢。在本实施例中，格构式型钢主要由筒形的型钢和设于筒形的型钢内且沿其长度方向分布的数个钢筋3组成，筒形的型钢由外侧角钢4、一对钢板5和内侧角钢6组成，每个钢板5的一侧边分别与外侧角钢4的两侧板边缘焊接，每个钢板5的另一侧边则分别与内侧角钢6的两侧板焊接，每个钢筋3的两端分别焊接在内侧角钢6的两侧板端部，钢筋3具有两个弯折部，该两个弯折部分别焊接在外侧角钢4的两个侧板上。

如图3、5所示，在每个钢筋混凝土槽段的上端沿其长度方向设置压顶梁7，压顶梁7包括钢骨和混凝土，钢骨采用一对平行排置的槽钢71，该对槽钢71的槽口均朝向筒体外，每个槽钢71的腰部两端分别对应焊接在与之相邻的H型钢13的翼缘上，钢筋混凝土槽段的纵筋21向上伸入压顶梁7的混凝土中锚固。

一种上述逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒的施工方法，具体包括以下步骤：

⑴筒体的横截面为“口”字形，在筒体的转角部位采用横截面为L形的钢筋混凝土槽段，在L形钢筋混凝土槽段的边角位置设置竖向的格构式型钢；

预制各钢筋混凝土槽段的钢筋笼，将相邻的钢筋混凝土槽段的钢筋笼连接形成筒体的钢结构；

在各钢筋混凝土槽段的两端面上焊接H型钢，将相邻钢筋混凝土槽段的H型钢的内、外翼缘分别通过钢板对应焊接形成筒体的钢结构。

⑵根据核心筒的设置位置，开挖用于设置筒体的坑槽至土体的持力层；

⑶将筒体的钢结构吊装于坑槽中；

⑷向坑槽中浇筑混凝土形成所述筒体；

在各钢筋混凝土槽段的上端沿其长度方向施工压顶梁，压顶梁包括钢骨和混凝土，所述钢骨采用一对平行排置的槽钢，该对槽钢的槽口均朝向筒体外，将每个槽钢的腰部两端分别对应焊接在与之相邻的H型钢的翼缘上，将钢筋混凝土槽段的纵筋向上伸入压顶梁的混凝土中锚固；

采用逆作法施工构筑于筒体上的各层结构，包括地上各层结构和地下各层结构，采用逆作法施工，在施工过程中，混凝土剪力墙同时承受施工过程中和主体结构完成后施加的竖向力和水平抗侧力。

本发明的核心筒根据地质条件和具体建筑方案，可灵活地对核心筒进行分段。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明格构式型钢等具体结构还可以具有其它的实施方式。因此本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒，包括筒体，其特征在于：所述筒体主要由数个相间隔的钢筋混凝土槽段组成，所述钢筋混凝土槽段为混凝土剪力墙，相邻的钢筋混凝土槽段的钢筋笼相连使各钢筋混凝土槽段成为一体围括成所述筒体，钢筋混凝土槽段之间的间隔部位为设置门洞的位置。

2.根据权利要求1所述的逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒，其特征在于：每个钢筋混凝土槽段的两端面分别设有竖向的H型钢，H型钢的腹板面向钢筋混凝土槽段的端面，且H型钢的两翼缘内端与钢筋混凝土槽段内钢筋笼的水平筋焊接，相邻钢筋混凝土槽段的H型钢的内、外翼缘分别通过钢板对应焊接而使各钢筋混凝土槽段连成一体。

3.根据权利要求2所述的逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒，其特征在于：在每个钢筋混凝土槽段的上端沿其长度方向设置压顶梁，所述压顶梁包括钢骨和混凝土，所述钢骨采用一对平行排置的槽钢，该对槽钢的槽口均朝向筒体外，每个槽钢的腰部两端分别对应焊接在与之相邻的H型钢的翼缘上，所述钢筋混凝土槽段的纵筋向上伸入压顶梁的混凝土中锚固。

4.根据权利要求1～3任一项所述的逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒，其特征在于：所述筒体的横截面为“口”字形，在筒体的转角部位采用横截面为L形的钢筋混凝土槽段。

5.根据权利要求4所述的逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒，其特征在于：在L形钢筋混凝土槽段的边角位置设有竖向的格构式型钢。

6.根据权利要求5所述的逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒，其特征在于：所述格构式型钢主要由筒形的型钢和设于筒形的型钢内且沿其长度方向分布的数个钢筋组成，所述筒形的型钢由外侧角钢、一对钢板和内侧角钢组成，每个钢板的一侧边分别与外侧角钢的两侧板边缘焊接，每个钢板的另一侧边则分别与内侧角钢的两侧板焊接，每个钢筋的两端分别焊接在内侧角钢的两侧板端部，钢筋具有两个弯折部，该两个弯折部分别焊接在外侧角钢的两个侧板上。

7.一种权利要求1所述的逆作法中组合多功能地下连续墙核心筒的施工方法，其特征在于：

⑴预制各钢筋混凝土槽段的钢筋笼，将相邻的钢筋混凝土槽段的钢筋笼连接形成筒体的钢结构；

⑵根据核心筒的设置位置，开挖用于设置筒体的坑槽至土体的持力层；

⑶将筒体的钢结构吊装于坑槽中；

⑷向坑槽中浇筑混凝土形成所述筒体。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤⑴中，在各钢筋混凝土槽段的两端面上焊接H型钢，将相邻钢筋混凝土槽段的H型钢的内、外翼缘分别通过钢板对应焊接形成筒体的钢结构。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于：完成步骤⑷之后，进行步骤⑸之前，在各钢筋混凝土槽段的上端沿其长度方向施工压顶梁，所述压顶梁包括钢骨和混凝土，所述钢骨采用一对平行排置的槽钢，该对槽钢的槽口均朝向筒体外，将每个槽钢的腰部两端分别对应焊接在与之相邻的H型钢的翼缘上，将钢筋混凝土槽段的纵筋向上伸入压顶梁的混凝土中锚固。

10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：所述筒体的横截面为“口”字形，在筒体的转角部位采用横截面为L形的钢筋混凝土槽段，在L形钢筋混凝土槽段的边角位置设置竖向的格构式型钢。