CN105862990B - 一种预制装配井壁结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制装配井壁结构及其施工方法，该预制装配井壁结构由若干预制管片沿纵向和环向拼接装配而成，所述预制管片内间隔设有贯穿上下两端的若干预应力通孔、若干注浆孔和若干排浆孔，所述预应力通孔内设有预应力连接件，所述预应力连接件从所述预应力通孔的上下两端伸出，所述预制管片内侧的环向两端均设有斜内孔，所述斜内孔中预埋有斜向连接套管，沿纵向及环向相邻的两个预制管片之间设有传力衬垫和止水构造。本发明的预制装配井壁结构通过预制管片拼接而成，减少了竖井基坑开挖围护暴露时间，简化了湿作业工序的复杂过程，降低了工人的劳动强度，施工速度快、成本造价低且环境污染小，具有良好的社会效应和经济效应。

Description

一种预制装配井壁结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及地下建筑施工技术领域，具体涉及一种预制装配井壁结构及其施工方法。

背景技术

随着城市化进程加快，城市人口高度密集，生产与交通工具密集，使得北京、上海、广州等大中型城市停车难的矛盾日益突出，在中心城区和一些重点保护建筑密集的地区增建多层地下停车库是值得研究的热门问题；目前各个国家均极力推广“海绵”城市，对如何使特大型城市的蓄水功能得到提高和改善进行了一系列探索，其中日本东京建立世界最大的深部蓄水管道工程，有效改善了城市的蓄水功能。目前我国诸多大城市如上海、北京等都存在蓄水能力弱的问题，因此急需建立深部地下蓄水工程，特别是地下竖井工程的开发已是大势所趋，目前针对地下空间大型竖井井壁结构通常采用现浇式井壁结构施工，不仅施工周期长、湿作业工序复杂、基坑槽壁暴露时间长，而且质量难以保证，未能切实满足实际需求。

发明内容

本发明提供了一种预制装配井壁结构及其施工方法，以解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种预制装配井壁结构，由若干预制管片沿纵向和环向拼接装配而成，所述预制管片内间隔设有贯穿上下两端的若干预应力通孔、若干注浆孔和若干排浆孔，所述预应力通孔内设有预应力连接件，所述预应力连接件从所述预应力通孔的上下两端伸出，所述预制管片内侧的环向两端均设有斜内孔，所述斜内孔中预埋有斜向连接套或斜螺栓，沿纵向及环向两个相邻预制管片之间设有传力衬垫和止水构造。

进一步的，所述预应力通孔包括外圈通孔和内圈通孔，分别沿所述预制管片的外侧边缘和内侧边缘均匀排列。

进一步的，所述预应力通孔内还套设有薄壁钢管或塑料管，所述薄壁钢管或塑料管内浇筑由水泥砂浆，所述预应力连接件包覆于所述水泥砂浆内。

进一步的，所述预应力连接件为钢绞线或钢棒。

进一步的，所述注浆孔和排浆孔位于所述外圈通孔和内圈通孔之间，所述注浆孔和排浆孔一一间隔排列，相邻两个所述注浆孔的距离小于所述预制管片的厚度。

进一步的，环向相邻两个预制管片的斜向连接套管之间通过斜螺栓连接。

进一步的，所述止水构造为弹性密封垫。

进一步的，沿纵向相邻两个所述预制管片间还通过销钉连接。

进一步的，所述预制管片的纵截面为锲形，若干所述预制管片的厚度不同。

进一步的，所述预制管片的内侧还设有预埋钢筋接驳器。

本发明还提供一种预制装配井壁结构的施工方法，包括以下步骤：

S1:根据竖井的结构尺寸、起重运输方式、施工处的地质条件及周边环境因素对预制管片的形状和尺寸进行设计，并在工厂中进行预制，将预制出的预制管片运输至施工现场；

S2:将所述预制管片分段装配成环形，所述预制管片纵向通过预应力连接件、销钉以及传力衬垫进行连接，环向通过斜向连接套管、斜螺栓、以及传力衬垫进行连接；

S3:将所述环形管片分段吊装至竖井的沟槽内进行沉放，在沉放的过程中采用水力切削装置对槽底的土体进行水力切削，并采用泥浆循环处理装置对槽底的泥浆进行循环处理；

S4：进行槽底和槽壁泥浆固化。

进一步的，所述预制管片环向采用斜边对接和锲入式的装配方式，纵向每一层预制管片之间采用错缝对接，所述最下方的环形管片的底端以及最上方的环形管片的上端均通过锚具固定在拉力板上。

本发明提供的预制装配井壁结构及其施工方法，具有以下优点：

(1)采用预制管片依次对接拼装而成，预制管片根据设计要求在工厂分节分段预制完成，在现场仅需吊装装配即可，减少了竖井基坑开挖围护暴露时间，简化了湿作业工序的复杂过程，降低了工人的劳动强度，工程质量易于控制、施工速度快、成本造价低且环境污染小，该集中预制、现场装配的施工方法能够有效的保证施工质量，缩短工期，具有良好的社会效应和经济效应。

(2)通过在预制管片内设置预应力通孔，在通孔内设置预应力钢绞线或钢棒，使得预制管片沿纵向通过预应力钢绞线或钢棒稳定的连接在一起，同时将最下方的环形管片的底端以及最上方的环形管片的上端通过锚具固定在拉力板上，提高了围护管片结构的整体性刚度；

(3)在预制管片内设置注浆孔和排浆孔，在沉放的过程中通过水力切削装置对槽底的土体进行水力切削，便于快速下沉环形管片，同时采用泥浆循环处理装置对槽底的泥浆进行循环处理，有效解决大型预制装配水力切削垂直沉管作业时多台设备供水供浆和泥浆排放，实现泥浆的循环使用，减少环境污染，提高了资源利用率；

(4)通过预埋销钉，同时在纵向及环向预制管片之间采用斜向连接套管、传力衬垫等软性接头进行连接，用钢量少、手孔小、对截面削弱小、受力合理，同时在纵向和环形相邻两个预制管片之间设置止水构造，大大提高了预制管片的防水性能，提高了竖井施工的安全性和施工质量。

(5)通过采用不同厚度的预制管片，在沉放时，预制管片的厚度与竖井的深度成正比，既满足了水压的需求，且与传统的等厚度的地下连续墙相比，科学、合理的节省了建筑材料，达到了既安全又降低成本的目的。

(6)所述预制管片环向采用斜边对接和锲入式的装配方式，使对接边为锐角，便于中间的管片嵌入，提高可操作性和装配效率，纵向每一层预制管片之间采用错缝对接，进一步提高了井壁结构的强度。

附图说明

图1是本发明预制装配井壁结构的俯视图；

图2是本发明预制装配井壁结构的局部示意图；

图3是本发明预制管片的纵向连接示意图；

图4是本发明预制管片的环向连接示意图；

图5是本发明预制管片的装配示意图。

图中所示：1、预制管片；2、预应力通孔；21、外圈通孔；22、内圈通孔；3、注浆孔；4、排浆孔；5、预应力连接件；6、环形管片；8、传力衬垫；9、止水构造；10、斜向连接套管；11、销钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

如图1-5所示，本发明提供一种预制装配井壁结构，由若干预制管片1沿纵向和环向拼接装配而成，所述预制管片1内间隔设有贯穿上下两端的若干预应力通孔2、若干注浆孔3和若干排浆孔4，所述预应力通孔2内设有预应力连接件5，所述预应力连接件5从所述预应力通孔2的上下两端伸出，所述预制管片1内侧的环向两端均设有斜内孔，所述斜内孔中预埋有斜向连接套管10或斜螺栓12，所述斜螺栓12的外径和斜向连接套管10的内径相适配，连接环向相邻的两个预制管片1。纵向及环向两个相邻的预制管片1之间设有传力衬垫8和止水构造9。优选的，所述预制管片1的纵截面为锲形，且若干所述预制管片1的厚度不同，具体的，所述预制管片1纵向(即上下预制管片1之间)通过预应力连接件5、销钉11以及传力衬垫8连接，环向(即左右相邻的预制管片1之间)通过斜向套管10和斜螺栓12进行连接，形成分段的环形管片6，环形管片6上的所述预制管片1采用沿环向斜边对接和锲入式的装配方式，如图4所示，纵向每一层预制管片1之间采用错缝对接，所述最下方的环形管片6的底端以及最上方的环形管片6的上端均通过锚具固定在拉力板上，即将预应力连接件5的一端通过锚具固定在拉力板上。

请继续参照图1，所述预应力通孔2包括外圈通孔21和内圈通孔22，分别沿所述预制管片1的外侧边缘和内侧边缘均匀排列。优选的，所述预应力通孔2内还套设有薄壁钢管或塑料管，所述薄壁钢管或塑料管内浇筑有水泥砂浆，所述预应力连接件5包覆于所述水泥砂浆内。优选的，所述预应力连接件5为钢绞线或钢棒，具体的，预应力钢绞线或钢棒采用高强度精轧钢材制成，强度大，所述水泥砂浆由强度等级高于M30的水泥砂浆注入薄壁钢管或塑料管内而成。对预应力钢绞线或钢棒进行有效固定，防止其上下移动，同时提高钢绞线或钢棒与水泥砂浆的粘结力，提高管片的整体刚度。

请继续参照图2，所述注浆孔3和排浆孔4位于所述外圈通孔21和内圈通孔22之间，所述注浆孔3和排浆孔4一一间隔排列，即两个相邻的注浆孔3之间设有一个排浆孔4，两个相邻的排浆孔4之间设有一个注浆孔3，相邻两个所述注浆孔3的距离小于所述预制管片1的厚度，以保证具体的相邻两个所述注浆孔3的距离小于水力切削装置的切削直径，即图2中虚线圆圈的直径，在环形管片6下沉的过程中，需要采用水力切削装置中的水利切削钻杆由上而下伸至注浆孔3的底端，对下方的土体进行切割，以便于环形管片6下沉，同时采用泥浆循环处理装置中的注浆设备对注浆孔3内注入泥浆进行护壁，同时通过排浆设备将排浆孔4中泥浆吸出并对其进行循环处理。

如图3所示，所述沿纵向相邻两个所述预制管片1间还通过销钉11连接。在施工时首先对销钉11的一头进行防水和防腐处理。

请继续参照图3，所述传力衬垫8用于上下预制管片1以及左右预制管片1之间的连接，设于预制管片1上下两端靠近内侧的位置以及预制管片左右两端靠下方的位置。所述止水构造9包括为弹性密封胶，设于预制管片1外侧的位置，用于防止漏水。纵向和环形相邻两个预制管片1之间采用斜向连接套管10、传力衬垫8等进行连接，用钢量少、手孔小、对截面削弱小、受力合理，同时在纵向和环形相邻两个预制管片1之间设置止水构造9，大大提高了管片的防水性能，提高了竖井施工的安全性和施工质量。

优选的，所述预制管片1的内侧还设有预埋有钢筋接驳器，用于连接井壁内衬墙。

本发明还提供一种预制装配井壁结构的施工方法，包括以下步骤：

S1:根据竖井的结构尺寸、起重运输方式、施工处的地质条件及周边环境因素对预制管片1的形状和尺寸进行设计，并在工厂中进行预制，将预制的预制管片1运输至施工现场；

S2:将所述预制管片1分段装配成环形管片6，所述预制管片1纵向通过预应力连接件5、销钉11以及传力衬垫8进行连接，环向通过斜向连接套管10和斜螺栓12进行连接，具体的，将上下预制管片1中的预应力钢绞线或钢棒进行首尾固定，即将上方预制管片1中预应力钢绞线或钢棒的下端与下方预应力钢绞线或钢棒的上端进行连接固定，将上下预制管片1之间的缝隙采用传力衬垫8连接，同时采用弹性密封垫进行密封。预制管片1环向通过斜内孔中的斜向连接套管10和斜螺栓12进行连接，同时采用斜边对接和锲入式的装配方式，而纵向每一层预制管片1之间采用错缝对接，如图4所示。所述最下方的环形管片6的底端以及最上方的环形管片6的上端均通过锚具进行紧固，即将预应力连接件5的一端通过锚具固定在拉力板上。

S3:将所述环形管片6通过多功能起重设备分段吊装至竖井的沟槽内进行沉放，在沉放的过程中通过水力切削装置对槽底的土体进行水力切削，并采用泥浆循环处理装置对槽底的泥浆进行循环处理；具体的，水力切削装置中的水利切削钻杆由上而下伸至注浆孔3的底端，对下方的土体进行切割，以便于环形管片6下沉，同时泥浆循环处理装置中的注浆设备对注浆孔3内注入泥浆进行护壁，同时通过排浆设备将排浆孔4中泥浆吸出并对其进行循环处理。

S4：进行槽底和槽壁泥浆固化。

综上所述，本发明提供的预制装配井壁结构及其施工方法，具有以下优点：

(1)采用预制管片1依次对接拼装而成，预制管片1根据设计要求在工厂分节分段预制完成，在现场仅需吊装装配即可，减少了竖井基坑开挖围护暴露时间，简化了湿作业工序的复杂过程，降低了工人的劳动强度，工程质量易于控制、施工速度快、成本造价低且环境污染小，该集中预制、现场装配的施工方法能够有效的保证施工质量，缩短工期，具有良好的社会效应和经济效应。

(2)通过在预制管片1内设置预应力通孔2，在预应力通孔2内设置预应力钢绞线或钢棒，使得预制管片1沿纵向通过预应力钢绞线或钢棒稳定的连接在一起，同时将最下方的环形管片6的底端以及最上方的环形管片6的上端通过锚具固定在拉力板上，提高了围护管片结构的整体性刚度；

(3)在预制管片1内设置注浆孔3和排浆孔4，在沉放的过程中通过水力切削装置对槽底的土体进行水力切削，便于快速下沉环形管片6，同时采用泥浆循环处理装置对槽底的泥浆进行循环处理，有效解决大型预制装配水力切削垂直沉管作业时多台设备供水供浆和泥浆排放，实现泥浆的循环使用，减少环境污染，提高了资源利用率；

(4)通过预埋销钉11，同时在纵向和环向两个相邻预制管片1之间采用斜向连接套管10、传力衬垫8等软性接头进行连接，用钢量少、手孔小、对截面削弱小、受力合理，同时在环向和纵向相邻两个预制管片1之间设置止水构造9，大大提高了预制管片1的防水性能，提高了竖井施工的安全性和施工质量。

(5)通过采用不同厚度的预制管片1，在沉放时，预制管片1的厚度与竖井的深度成正比，既满足了水土压力的需求，且与传统的等厚度的地下连续墙相比，科学、合理的节省了建筑材料，达到了既安全又降低成本的目的。

(6)所述预制管片1环向采用斜边对接和锲入式的装配方式，使对接边为锐角，便于中间的管片嵌入，提高可操作性和装配效率，纵向每一层预制管片1之间采用错缝对接，进一步提高了井壁结构的强度。

虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种预制装配井壁结构，其特征在于，由若干预制管片沿纵向和环向拼接装配而成，所述预制管片内间隔设有贯穿上下两端的若干预应力通孔、若干注浆孔和若干排浆孔，所述预应力通孔内设有预应力连接件，所述预应力连接件从所述预应力通孔的上下两端伸出，所述预制管片内侧的环向两端均设有斜内孔，所述斜内孔中预埋有斜向连接套管和斜螺栓，沿纵向及环向两个相邻预制管片之间设有传力衬垫和止水构造，所述预应力通孔包括外圈通孔和内圈通孔，分别沿所述预制管片的外侧边缘和内侧边缘均匀排列，所述注浆孔和排浆孔位于所述外圈通孔和内圈通孔之间，所述注浆孔和排浆孔一一间隔排列，相邻两个所述注浆孔的距离小于所述预制管片的厚度，所述预制管片的纵截面为楔形，若干所述预制管片的厚度不同。

2.根据权利要求1所述的预制装配井壁结构，其特征在于，所述预应力通孔内还套设有薄壁钢管或塑料管，所述薄壁钢管或塑料管内浇筑有水泥砂浆，所述预应力连接件包覆于所述水泥砂浆内。

3.根据权利要求2所述的预制装配井壁结构，其特征在于，所述预应力连接件为钢绞线或钢棒。

4.根据权利要求1所述的预制装配井壁结构，其特征在于，所述斜螺栓和斜向连接套管的内径相适配。

5.根据权利要求1所述的预制装配井壁结构，其特征在于，所述止水构造为弹性密封垫。

6.根据权利要求1所述的预制装配井壁结构，其特征在于，沿纵向相邻两个所述预制管片间还通过销钉连接。

7.根据权利要求1所述的预制装配井壁结构，其特征在于，所述预制管片的内侧还设有预埋钢筋接驳器。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的预制装配井壁结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:根据竖井的结构尺寸、起重运输方式、施工处的地质条件及周边环境因素对预制管片的形状和尺寸进行设计，并在工厂中进行预制，将预制出的预制管片运输至施工现场；

S2:将所述预制管片分段装配成环形管片，所述预制管片纵向通过预应力连接件、销钉以及传力衬垫进行连接，环向通过斜向连接套管、斜螺栓、以及传力衬垫进行连接；

S3:将所述环形管片分段吊装至竖井的沟槽内进行沉放，在沉放的过程中采用水力切削装置对槽底的土体进行水力切削，并采用泥浆循环处理装置对槽底的泥浆进行循环处理；

S4：进行槽底和槽壁泥浆固化。

9.根据权利要求8所述的施工方法，所述步骤S2中，所述预制管片环向采用斜边对接和楔入式的装配方式，纵向每一层预制管片之间采用错缝对接，所述最下方的环形管片的底端以及最上方的环形管片的上端均通过锚具固定在拉力板上。