CN105113715A - 逆作法施工预制柱及地下结构逆作施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种逆作法施工预制柱以及利用所述逆作法施工预制柱的地下结构逆作施工方法，所述预制柱的下部伸入灌注桩，所述预制柱包括混凝土柱身、预留筋以及环形肋，所述预留筋预设于所述柱身的顶部，所述柱身上伸入灌注桩的部位外周以及所述柱身上对应各层结构板的部位外周分别设有至少一道环形肋。环形肋的设置可以增大预制柱与浇筑灌注桩以及各层结构板之间的咬合力，从而保证预制柱与灌注桩之间以及预制柱与各层结构板之间实现牢固连接。此外，由于本发明的预制柱采用混凝土柱身，因此消除了现有钢格构柱需要回筑混凝土的施工工序，并且相比钢格构柱，采用混凝土柱身增强了预制柱即整个梁柱体系的强度与刚度，有助于上下同步逆作的实施。

Description

逆作法施工预制柱及地下结构逆作施工方法

技术领域

本发明涉及建筑基础工程逆作法施工技术领域，特别涉及一种用于逆作法立柱的预制柱施工技术。

背景技术

地下工程施工或深基坑工程施工可分为顺作法以及逆作法两种。目前大部分工程采用顺作法施工，其通过设置水平支撑以及挡土结构围护基坑稳定，挖土至设计深度后自下而上施工地下结构部分。

相比较顺作法施工，逆作法因其在控制基坑变形、减少材料浪费、文明施工以及克服施工场地狭小等方面表现出的优势而越来越受到重视。逆作法在施工中，需先行施工灌注桩以及竖向立柱支撑系统，用以承受逆作阶段结构板的自重与施工超载等荷载。竖向支撑立柱是基坑逆作实施期间的关键构件，它要求能承受较大的荷载，同时要求断面不应过大，因此构件必须具有足够的强度和刚度。目前基本采用钢格构柱或钢管柱的形式，在地下室底板浇筑完成、逆作阶段结束以后，与底板连接成整体，回筑混凝土形成结构柱作为地下室结构的一部分，将上部结构等荷载传递给地基。

但是，采用钢格构柱或钢管柱形式需要进行结构柱回筑的工序，且钢格构柱或钢管柱的刚度与承载力限制上下同步施工的上部施工层数。此外，地下室结构柱在设计时一般并非采用钢格构柱混凝土形式的劲性混凝土形式，需进行二次修改深化设计，增加了设计成本。

发明内容

针对现有的钢格构柱或钢管柱需要回筑混凝土施工流程的麻烦，柱后回筑混凝土与先浇筑结构板的混凝土水平接缝需特殊处理措施，以及现有的钢格构柱或钢管柱由于强度不够限制上下同步逆作施工上部施工层数的问题，本发明提供一种逆作法施工预制柱及地下结构逆作施工方法，通过在预制柱的混凝土柱身上设置环形肋，增大预制柱与各层结构板以及灌注桩之间的咬合力，从而保证预制柱与灌注桩之间以及预制柱与各层结构板之间实现牢固连接，并且消除了现有钢格构柱需要回筑混凝土的施工工序。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种逆作法施工预制柱，所述预制柱的下部伸入灌注桩，包括混凝土柱身、预留筋以及环形肋，所述预留筋预设于所述柱身的顶部，所述柱身上伸入灌注桩的部位外周以及所述柱身上对应各层结构板的部位外周分别设有至少一道环形肋。

进一步的，在上述的逆作法施工预制柱中，所述柱身上对应各层结构板的部位外周分别设有3-5道环形肋。

进一步的，在上述的逆作法施工预制柱中，对应同一层结构板的环形肋的数量为两个以上，且相邻环形肋之间的间距为3-5厘米。

进一步的，在上述的逆作法施工预制柱中，所述环形肋相对所述柱身的外表面外凸20-30毫米。

进一步的，在上述的逆作法施工预制柱中，所述柱身的下端设置成尖部。

本发明还公开了一种地下结构逆作施工方法，包括如下步骤：

第一步，预制若干如上所述的逆作法施工预制柱，并进行围护结构施工；

第二步，采用先插或后插法使得预制柱插置于所述灌注桩，调整所述预制柱的竖向垂直度，待灌注桩的混凝土达到设强度要求，完成一柱一桩的施工；

第三步，向下挖土并施工首层结构板，将所述预留筋与所述首层结构板的钢筋穿插浇捣，浇筑首层结构板使得预制柱与所述浇筑首层结构板成整体；

第四步，继续向下挖土并由上至下依次施工其他各层结构板，在预制柱上对应各层结构板的部位设有上、下层同心环形筋组，所述上、下层同心环形筋组分别与对应层结构板的顶、底部钢筋绑扎固定，所述对应层结构板的顶、底部钢筋分别弯折锚固。

进一步的，在上述的地下结构逆作施工方法中，在施工底层结构板时，在所述预制柱外周对应所述底层结构板的部位设置一止水钢板。

进一步的，在上述的地下结构逆作施工方法中，在第三步中，所述上、下层同心环形筋组分别包括对应设置的至少两道基础环筋，所述至少两道基础环筋分别绑扎于对应结构板的对应钢筋上。

进一步的，在上述的地下结构逆作施工方法中，在第三步中，在所述上、下层同心环形筋组之间设有至少一道与所述上、下层同心环形筋组中最外侧的基础环筋大小相同、位置对应的中间环筋，所述上、下层同心环形筋组的最外侧基础环筋以及所述中间环筋利用若干竖向钢筋绑扎固定。

由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

综上所述，本发明提供的一种逆作法施工预制柱以及利用所述逆作法施工预制柱的地下结构逆作施工方法，所述预制柱的下部伸入灌注桩，所述预制柱包括混凝土柱身、预留筋以及环形肋，所述预留筋预设于所述柱身的顶部，所述柱身上伸入灌注桩的部位外周以及所述柱身上对应各层结构板的部位外周分别设有至少一道环形肋。在预制柱外侧分别浇筑灌注桩以及各层结构板时，由于在所述柱身上伸入灌注桩的部位外周以及所述柱身上对应各层结构板的部位外周分别设有至少一道环形肋，环形肋的设置可以增大预制柱与浇筑灌注桩以及各层结构板之间的咬合力，从而保证预制柱与灌注桩之间以及预制柱与各层结构板之间实现牢固连接。此外，由于本发明的预制柱采用混凝土柱身，因此消除了现有钢格构柱需要回筑混凝土的施工工序，并且相比钢格构柱，采用混凝土柱身增强了预制柱即整个梁柱体系的强度与刚度，有助于上下同步逆作的实施。此外，本发明的预制柱10与目前钢格构柱对比，因不再浇筑外层混凝土，因此其垂直度精度要求较高，须控制在1/500以内。

附图说明

图1为本发明一实施例的逆作法施工预制柱的使用状态示意图；

图2为本发明一实施例中逆作法施工预制柱与地下室结构板的节点示意图；

图3为本发明一实施例中预制柱止水钢板处截面示意图；

图4为本发明一实施例中预制柱上深入灌注桩部分的结构示意图；

图中：10-预制柱、11-柱身、12-预留筋、13-环形肋、20-灌注桩、30-结构板、31-首层结构梁板、32-地下室结构梁板、33-基础底板、40-止水钢板、51-顶部钢筋、52-底部钢筋、53-箍筋、61-基础环筋、62-中间环筋、63-竖向筋。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的逆作法施工预制柱作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参阅图1至图4，本实施例公开了一种逆作法施工预制柱，本发明的预制柱形式以圆柱为例(矩形柱原理及节点形式类同)。所述预制柱10的下部伸入灌注桩20，所述预制柱10包括混凝土柱身11、预留筋12以及环形肋13，所述预留筋12预设于所述柱身11的顶部，所述柱身11上伸入灌注桩20的部位外周以及所述柱身11上对应各层结构板30的部位外周分别设有至少一道所述环形肋13。所述结构板30分为首层结构梁板31、地下室结构梁板32以及基础底板33。

一方面，预制柱10采用混凝土柱身11，由于在所述预制柱10的柱身11上伸入灌注桩20的部位外周以及所述柱身11上对应各层结构板30的部位外周分别设有至少一道环形肋13，可以有效增大预制柱10与浇筑灌注桩20以及各层结构板30之间的咬合力，从而保证预制柱10与灌注桩20之间以及预制柱10与各层结构板30之间实现牢固连接。另一方面，由于本发明的预制柱10采用混凝土柱身11，因此消除了现有采用钢格构柱或钢管柱的预制柱10需要回筑混凝土的繁琐施工工序，并且相比现有的预制立柱，本发明采用混凝土柱身11增强了预制柱10的强度与刚度，有助于增加上下同步施工的上部施工层数，提高施工效率。此外，本发明的预制柱10与目前钢格构柱对比，因不再浇筑外层混凝土，因此其垂直度精度要求较高，须控制在1/500以内。

为了增加所述预制柱10与各层结构板30之间的咬合力，在上述的逆作法施工预制柱10中，所述柱身11上对应各层结构板30的部位外周分别设有3-5道环形肋13。在上述的逆作法施工预制柱10中，对应同一层结构板30的环形肋13的数量为两个以上，且相邻环形肋13之间的间距为3-5厘米。进一步的，在上述的逆作法施工预制柱10中，所述环形肋13相对所述柱身11的外表面外凸20-30毫米。

进一步的，若采取先浇捣灌注桩20混凝土后插柱法施工，可将预制柱10的柱底设置为尖端形式。也就是说，所述柱身11的下端设置成尖部，以方便预制柱10插入未完全凝固的灌注桩20内。

请继续参阅图1至图4，本实施例还公开了一种地下结构逆作施工方法，包括如下步骤：

第一步，预制若干如上所述的逆作法施工预制柱10，并进行围护结构施工。

其中，所述逆作法施工预制柱10的下部伸入灌注桩20，所述逆作法施工预制柱10包括：混凝土柱身11、预留筋12以及环形肋13，所述预留筋12预设于所述柱身11的顶部，所述预留筋12的下部预埋于所述柱身11内，所述预留筋12的上部向上延伸一定距离，所述柱身11上伸入灌注桩20的部位外周以及所述柱身11上对应各层结构板30的部位外周分别设有至少一道环形肋13。为了使得所述柱身11与各层结构板30之间具有更好的咬合力，所述柱身11上对应各层结构板30的部位外周分别设有3-5道环形肋13；对应同一层结构板30的环形肋13的数量为两个以上，且相邻环形肋13之间的间距为3-5厘米；所述环形肋13相对所述柱身11的外表面外凸20-30毫米。

第二步，采用先插或后插法使得预制柱10插置于所述灌注桩20，调整所述预制柱10的竖向垂直度，待灌注桩20的混凝土达到设强度要求，完成一柱一桩的施工。若采取先浇捣灌注桩20混凝土后插柱法施工，可将预制柱10的柱底设置为尖端形式。伸入灌注桩20的预制柱10如图4所示。

第三步，向下挖土并施工首层结构板30(具体是指首层结构梁板31)，将所述预留筋12与所述首层结构板30的钢筋穿插浇捣，浇筑首层结构板30使得预制柱10与所述浇筑首层结构板30成整体。也就是说，预制柱10的所述预留筋12与首层结构板30钢筋穿插浇捣，浇灌混凝土成为整体，同时结合预制柱10上对应首层结构板30的环形肋13的设置，可以实现预制柱10与首层结构板30的牢固结合，形式如图1所示。

第四步，继续向下挖土并由上至下依次施工其他各层结构板30，在梁柱节点处除了结构板本身所需的顶、底部钢筋51、52以及箍筋53的排布外，在预制柱10上对应各层结构板30的部位设有上、下层同心环形筋组，所述上、下层同心环形筋组分别与对应层结构板30的顶、底部钢筋51、52绑扎固定，所述对应层结构板30的顶、底部钢筋分别弯折锚固。由于立柱两侧的除了首层以外的其他结构板30被预制柱10隔开，通过在预制柱10上对应各层结构板30的部位设置上、下层同心环形筋组，浇筑后在预制柱10的外周形成与对应结构板30一体的套筒，以增大结构板30与预制柱10的整体强度。也就是说，本发明的预制柱10在各层地下室梁板位置设置环形肋13，梁柱节点处在结构板的顶部钢筋51与底部钢筋52位置围绕柱设置若干层环形筋，结构板的顶部钢筋51与底部钢筋52之间每隔一定距离设置一道环形筋，梁顶部、底部钢筋51、52在最内侧环形筋位置贴柱面分别向下、向上弯折一定距离。节点形式如图2所示。采用本措施保证梁柱节点处刚接设计的要求。

进一步的，在上述的地下结构逆作施工方法中，在第三步中，所述上、下层同心环形筋组分别包括对应设置的至少两道基础环筋61，所述至少两道基础环筋61分别绑扎于对应结构板30的对应钢筋上。本实施例中，所述上、下层同心环形筋组分别包括对应设置的三道基础环筋61，该三道基础环筋61位于同一水平面上。

为了提高立柱与结构板30连接处的强度和稳定性，进一步的，在上述的地下结构逆作施工方法中，在第三步中，在所述上、下层同心环形筋组之间设有至少一道与所述上、下层同心环形筋组中最外侧的基础环筋61大小相同、位置对应的中间环筋62，所述上、下层同心环形筋组的最外侧基础环筋61以及所述中间环筋62利用若干竖向钢筋绑扎固定。

进一步的，在上述的地下结构逆作施工方法中，在施工底层结构板30(具体是指基础底板33)时，在所述预制柱10外周对应所述底层结构板30的部位设置一止水钢板40，用以实现防水。

综上所述，本发明具有如下优点：

1.适用于逆作法施工的竖向承载柱，相较目前在逆作施工阶段格构柱承载的情况，其承载能力较大，尤其适用于上下同步逆作施工的情况；

2.预制柱的立柱形式减少了目前采用的格构柱回筑混凝土存在接缝界面的问题，先后期浇筑的混凝土界面存在安全性及密实性问题，通常需要特别的处理；

3.目前的逆作施工，钢格构柱并未计算在柱子的承载力设计中，在完成施工后，格构柱作为承载力的安全富裕度存在于柱内，与此相对比，本发明的预制柱形式立柱可减少这部分格构柱的钢材用量，减少了造价；

4.在梁板节点位置处，依靠特殊设置的节点措施保证梁柱节点的刚接实现；

5.插入灌注桩部分设置的环形肋保证先后浇筑的混凝土牢固结合；

6.在随层挖土并施工各层梁板至底板完成后，即完成了整个地下部分的施工，实现真正的“完全逆作”施工，不需另进行回筑的流程；

7.施工速度快，因减少了回筑与节点处理措施，可缩短约1/3地下逆作的工期；

8.本技术节省了后期回筑混凝土需要支模、处理接缝等工艺流程，节约地下逆作造价的1/4左右。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种逆作法施工预制柱，所述预制柱的下部伸入灌注桩，其特征在于，包括混凝土柱身、预留筋以及环形肋，所述预留筋预设于所述柱身的顶部，所述柱身上伸入灌注桩的部位外周以及所述柱身上对应各层结构板的部位外周分别设有至少一道环形肋。

2.如权利要求1所述的逆作法施工预制柱，其特征在于，所述柱身上对应各层结构板的部位外周分别设有3-5道环形肋。

3.如权利要求1所述的逆作法施工预制柱，其特征在于，对应同一层结构板的环形肋的数量为两个以上，且相邻环形肋之间的间距为3-5厘米。

4.如权利要求1所述的逆作法施工预制柱，所述环形肋相对所述柱身的外表面外凸20-30毫米。

5.如权利要求1所述的逆作法施工预制柱，所述柱身的下端设置成尖部。

6.一种地下结构逆作施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，预制若干如权利要求1-5中任意一项所述的逆作法施工预制柱，并进行围护结构施工；

第二步，采用先插或后插法使得预制柱插置于所述灌注桩，调整所述预制柱的竖向垂直度，待灌注桩的混凝土达到设强度要求，完成一柱一桩的施工；

第三步，向下挖土并施工首层结构板，将所述预留筋与所述首层结构板的钢筋穿插浇捣，浇筑首层结构板使得预制柱与所述浇筑首层结构板成整体；

第四步，继续向下挖土并由上至下依次施工其他各层结构板，在预制柱上对应各层结构板的部位设有上、下层同心环形筋组，所述上、下层同心环形筋组分别与对应层结构板的顶、底部钢筋绑扎固定，所述对应层结构板的顶、底部钢筋分别弯折锚固。

7.如权利要求6所述的地下结构逆作施工方法，其特征在于，在施工底层结构板时，在所述预制柱外周对应所述底层结构板的部位设置一止水钢板。

8.如权利要求6所述的地下结构逆作施工方法，其特征在于，在第三步中，所述上、下层同心环形筋组分别包括对应设置的至少两道基础环筋，所述至少两道基础环筋分别绑扎于对应结构板的对应钢筋上。

9.如权利要求8所述的地下结构逆作施工方法，其特征在于，在第三步中，在所述上、下层同心环形筋组之间设有至少一道与所述上、下层同心环形筋组中最外侧的基础环筋大小相同、位置对应的中间环筋，所述上、下层同心环形筋组的最外侧基础环筋以及所述中间环筋利用若干竖向钢筋绑扎固定。