CN108560585B - 地下室外墙全装配结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下室外墙全装配结构，由预制墙板、预制柱、预制梁组成；预制墙板位于预制柱的外侧，由跨中板、支座板组成，并与预制柱、预制梁连成整体，跨中板上端与地下室顶板相连，下端与地下室底板相连，左右侧板端分别与支座板连接；支座板是一块板，或者由两块板组成，两块板左右分布，或两块板上下分布，支座板的左右侧板端分别与跨中板连接，支座板与跨中板的左右侧板端的翼板分别扣合，翼板之间的空腔内灌浆填实。本发明还涉及一种该地下室外墙全装配结构的施工方法，包括预制构件制作、构件吊装、节点连接、灌浆嵌缝。用该地下室外墙全装配结构及其施工方法进行施工，外墙防水性能更好，施工速度更快，更加绿色环保，应用前景广阔。

Description

地下室外墙全装配结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程中混凝土结构技术领域内的地下室外墙全装配结构，具体是指一种采用混凝土预制构件现场装配完成地下室外墙的结构技术。

背景技术

当前，装配式建筑作为国家发展战略，预制混凝土结构取代现浇混凝土结构已成为建筑行业发展的必然趋势。在高水位地区，混凝土地下室结构外墙，由于忌惮渗水，目前都为现浇混凝土结构，现浇结构不仅现场脚手架密密麻麻，而且施工现场脏乱不堪，而装配式混凝土结构现场施工却整洁有序，让人耳目一新，更为重要的是装配式结构施工速度快，对于减少基坑安全风险和降低基坑围护成本也是有利的。因此，研究地下室外墙的全装配结构技术更加有利于装配式建筑在地下空间的推广。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的缺点，提供一种能够提高地下结构的建造速度、降低工程成本的地下室外墙全装配结构及其施工方法。

为达到上述目的，本发明提供的地下室外墙全装配结构及其施工方法采用以下技术方案：

所述的地下室外墙全装配结构由预制墙板、预制柱、预制梁组成，所述的预制墙板（即竖向设置的混凝土墙）位于预制柱的外侧，所述的预制墙板由跨中板、支座板组成，所述的支座板、预制柱、预制梁连成整体。跨中板是指位于两个外墙柱子跨度中间的预制墙板，支座板是指紧靠柱子的预制墙板。

对于常规地下框架结构，外墙板大部分接近于单向板，水平方向的弯矩和剪力比竖向相对较小，预制墙板在水平方向分为跨中板和支座板，跨中板与支座板的竖向拼接缝位置在板的1/3水平跨度（即两个外墙柱子间的三分点）附近，此处接近于零弯矩位置，板缝处弯曲受力较小，外墙板拆分最为合理有利。设置竖向拼接缝也有利于外墙板的防水、疏水。

支座板位于预制柱的外侧，是指相对于地下室室内位置而言，靠近地下室的位置是内，远离地下室的位置是外。支座板位于预制柱的外侧，更有利于将外面的土压力通过支座板传到预制柱上，而且相对于支座板和预制柱在一条线上的拼接方法，不仅受力更为合理，而且少了一道拼接缝，降低结构安全和渗水的风险，也同时降低了建造成本。

所述的支座板、预制柱、预制梁通过现浇节点连成整体，有利于所述的预制外墙板和预制柱、预制梁协同受力。在现浇节点内设置连通预制外墙板和预制柱、预制梁的柱板环箍（即水平设置的封闭箍筋）。

所述的跨中板上端与地下室顶板相连（对于多层地下室也同时与上一层的墙板相连），下端与地下室底板相连，左右侧板端分别与所述的支座板连接，所述的左右侧板端形状为有缺口的“L”形，缺口位于内侧，翼板位于外侧。

所述的左右侧板端，是指一块预制外墙板的竖向的两条边的板端，该板端垂直于地下室顶板和底板。所述的翼板是指板在端部的厚度变薄，板面在板的一个面上直线延伸，而在另一个面上突变，板端断面形状为“L”形，板的厚度较薄的那部分称为翼板，翼板比外墙板缺失的那部分，称为缺口。跨中板的翼板在外侧，有利于将作用在跨中板上的土压力通过支座板传到预制柱上。

所述的支座板可以是一块板，也可以由两块板组成。考虑预制和运输的方便可行，支座板尺寸较小时，为一块板；支座板尺寸较大时，为两块板；当支座板采用两块板时，两块板水平分布，或者两块板上下分布，所述的支座板的左右侧板端分别与所述的跨中板连接，所述的支座板的左右侧板端为有缺口的“L”形，缺口位于外侧，翼板位于内侧，所述的支座板与所述的跨中板的左右侧板端的翼板分别扣合，翼板之间形成板缝空腔，空腔内灌浆填实。所述的水平分布是指两块板在水平方向分布，板缝是竖直的。角柱支座板在角柱位置，由三块板组成，为了构件标准化，采用两块水平分布的支座板，之间连接一个角柱板，所述的角柱板为“L”形，板厚同支座板。

跨中板和支座板的连接处，弯矩接近于零，而剪力并不如此，因此支座板翼板在内、跨中板翼板在外有利于传递剪力，从构造上保证了剪力传递的可靠性。

支座板与跨中板，支座板和支座板，以及支座板与预制柱的连接处的板缝空腔内，灌入或注入灌缝浆液形成灌缝浆体。灌缝浆液为微膨胀水泥基粘结材料，或者为其它类型的浆体。每一处板缝空腔内，在靠近室外填土的那侧至少有一个止水条（遇水膨胀橡胶条等）竖向贯通，在靠近室内的一侧，由外向内，至少有一个竖向贯通的止水条、一个疏水管和一道封闭条（橡胶棒或封闭胶或封闭砂浆）。

在防水方面，预制外墙相对于现浇外墙的优点是：现浇外墙虽然整体性好，但是由于温度变化、结构受力以及混凝土收缩等原因产生的裂缝位置无法预计，因此防水措施无法有的放矢；而预制外墙板本体质量是优于现浇外墙的，不易开裂也不会漏水，而其拼接缝位置是已知的、可人为确定的，因此可以有针对性的处理拼接缝的渗水问题。板缝空腔的内外两侧分别设置止水条（可采用遇水膨胀橡胶条等材料），止水条之间是微膨胀灌缝浆体，三者一起形成堵水机制形成有效的“堵”，即第一条防线。而即使一旦局部预制墙板拼接缝堵水失效，还可以通过竖向设置的疏水管将墙体内的渗水引流到地下室内的排水沟和积水坑内，即防水的第二条防线。疏水管也就是引流管，其作用是将墙体内渗水有方向的可控的引走。这样“堵疏结合、两道防线”的防水方式非常适合地下室外墙全装配结构，使得全装配结构的地下室外墙防水性能并不低于现浇结构。

所述的预制梁、预制柱、支座板在柱顶分别有出露钢筋，所述的出露钢筋现浇在一个现浇节点内。出露钢筋是指钢筋一部分预埋在预制混凝土构件内，另一部分留在构件外面，构件外面的钢筋称为出露钢筋。

所述的预制墙板之间通过环销连接结构连接。

所述的环销连接结构，是由环和销栓组成，所述的环为环筋或环套，预连接的两个环重叠后，销栓置于重叠的环内。所述的环筋是由钢筋加工成的环，可以是开口的环筋，也可以是封闭环筋；所述的环套是在钢筋的端部连接的一个封闭环（一般是钢环）。预连接的两块预制外墙板，预制时预留好用来设置环筋或环套的凹槽和用于插销栓的预留销栓孔，预制构件吊装到位后，将环筋和环套插入预留凹槽，将销栓插入预留销栓孔，然后在预留凹槽和预留销栓孔内灌浆充填。

所述的支座板与跨中板、预制柱的另一种连接方法是：通过垂直于预制墙板的对拉螺栓连接支座板和跨中板、预制柱，即对拉螺栓连接结构。所述的对拉螺栓连接结构由螺栓、螺帽、止水垫（橡胶垫等）和封口体组成。外墙板预制时，提前在外墙板内预留螺帽、螺栓孔、螺帽空间（用于安装螺帽的预留空间），螺栓安装时，可以在螺栓上缠上遇水膨胀的材料（如遇水膨胀橡胶、生胶带等材料）。螺栓、螺帽以封口体封闭，所述的封口体为砂浆、封闭胶等材料。

本发明还涉及一种地下室外墙全装配结构的施工方法，其主要特点是，所述的施工方法包括以下步骤：

（1）分别制作预制构件；

（2）吊装并拼合预制构件；

（3）在拼接缝内安装止水条、疏水管和封闭条；

（4）通过环销连接结构或对拉螺栓将构件连接起来，灌浆嵌缝。

本发明的有益效果是，与现浇混凝土结构地下室外墙相比，所述的地下室外墙全装配结构具有以下优点：

1、施工速度快，节省工期，有利于基坑围护的安全；

2、降低成本，采用环销连接结构技术可降低装配式施工的成本，而且工期减少有利于基坑围护桩的选用和成本降低，而且预制构件精密度高，可免粉刷，从而降低成本；

3、绿色环保，施工现场整洁有序，减少现场操作工人人数，有利于建筑工业化；

4、防水性能更好。

附图说明

图1为本发明的地下室外墙全装配结构的平面关系图。

图2为本发明的预制外墙板的跨中板的水平断面图。

图3为本发明的预制外墙板的（水平两块）支座板的水平断面图。

图4为本发明的预制外墙板的（竖向两块）支座板的外侧立面图。

图5为本发明的预制外墙板的（角柱）支座板的水平断面图。

图6为本发明的（对拉螺栓连接）支座板与跨中板连接的水平断面图。

图7为本发明的（对拉螺栓连接）支座板与跨中板连接的竖直断面图。

图8为本发明的（环销连接）支座板与跨中板连接的水平断面图。

图9为本发明的（环销连接）支座板与跨中板连接的竖直断面图。

图10为本发明的（装配前的环销连接的竖向两块）支座板的正立面图。

图11为本发明的（装配前的环销连接的竖向两块）支座板的竖直断面图。

图12为本发明的（装配后的环销连接的竖向两块）支座板的竖直断面图。

图13为本发明的支座板与预制柱（环筋、环套结合的环销）连接节点的水平断面图。

图14为本发明的支座板与预制柱（环筋、环套结合的环销）连接节点的竖直断面图。

图15为本发明的支座板与预制柱（环筋环销）连接节点的水平断面图。

图16为本发明的支座板与预制柱（单侧环筋环销）连接节点的竖直断面图。

图17为本发明的支座板与预制（角）柱（环筋环套结合的环销）连接节点的水平断面图。

图18为本发明的预制外墙板、预制梁、现浇板相互关系的竖直断面图。

图19为本发明的预制外墙板、预制梁、叠合板相互关系的竖直断面图。

图20为本发明的预制外墙板、预制梁、预制柱相互关系的竖直断面图。

图21为本发明的预制外墙板、预制梁、预制柱相互关系的水平断面图。

附图标记

1 支座板

10 回填土

11 水平分布支座板

111 水平分布支座板翼板

12 上下分布支座板上板

13 上下分布支座板下板

14 封闭环筋

15 预留凹槽

16 预留销栓孔

17 销栓

2 跨中板

21 跨中板翼板

3 角柱支座板

31 角柱板

4 预制柱

40 U形环筋

41 环套

45 现浇节点

5 框架梁

51 柱板环箍

52 出露钢筋

60 板缝空腔

61 止水条

62 疏水管

63 封闭条

64 封口体

71 螺栓

72 螺帽

73 止水垫

8 预制梁

91 现浇板

92 预制板

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1～21所示，所述的地下室外墙全装配结构由预制墙板、预制柱、预制梁组成，所述的预制墙板（即竖向设置的混凝土墙）位于预制柱的外侧，所述的预制墙板由跨中板、支座板组成，所述的支座板、预制柱、预制梁连成整体。跨中板是指位于两个外墙柱子跨度中间的预制墙板，支座板是指紧靠柱子的预制墙板。

对于常规地下框架结构，外墙板大部分接近于单向板，水平方向的弯矩和剪力比竖向相对较小，预制墙板在水平方向分为跨中板和支座板，跨中板与支座板的竖向拼接缝位置在板的1/3水平跨度（即两个外墙柱子间的三分点）附近，此处接近于零弯矩位置，板缝处弯曲受力较小，外墙板拆分最为合理有利。设置竖向拼接缝也有利于外墙板的防水、疏水。

支座板位于预制柱的外侧，是指相对于地下室室内位置而言，靠近地下室的位置是内，远离地下室的位置是外。支座板位于预制柱的外侧，更有利于将外面的土压力通过支座板传到预制柱上，而且相对于支座板和预制柱在一条线上的拼接方法，不仅受力更为合理，而且少了一道拼接缝，降低结构安全和渗水的风险，也同时降低了建造成本。

所述的支座板、预制柱、预制梁通过现浇节点连成整体，有利于所述的预制外墙板和预制柱、预制梁协同受力。在现浇节点内设置连通预制外墙板和预制柱、预制梁的柱板环箍（即水平设置的封闭箍筋）。

所述的跨中板上端与地下室顶板相连（对于多层地下室也同时与上一层的墙板相连），下端与地下室底板相连，左右侧板端分别与所述的支座板连接，所述的左右侧板端形状为有缺口的“L”形，缺口位于内侧，翼板位于外侧。

所述的左右侧板端，是指一块预制外墙板的竖向的两条边的板端，该板端垂直于地下室顶板和底板。所述的翼板是指板在端部的厚度变薄，板面在板的一个面上直线延伸，而在另一个面上突变，板端断面形状为“L”形，板的厚度较薄的那部分称为翼板，翼板比外墙板缺失的那部分，称为缺口。跨中板的翼板在外侧，有利于将作用在跨中板上的土压力通过支座板传到预制柱上。

所述的支座板可以是一块板，也可以由两块板组成。考虑预制和运输的方便可行，支座板尺寸较小时，为一块板；支座板尺寸较大时，为两块板；当支座板采用两块板时，两块板水平分布，或者两块板上下分布，所述的支座板的左右侧板端分别与所述的跨中板连接，所述的支座板的左右侧板端为有缺口的“L”形，缺口位于外侧，翼板位于内侧，所述的支座板与所述的跨中板的左右侧板端的翼板分别扣合，翼板之间形成板缝空腔，空腔内灌浆填实。所述的水平分布是指两块板在水平方向分布，板缝是竖直的。角柱支座板在角柱位置，由三块板组成，为了构件标准化，采用两块水平分布的支座板，之间连接一个角柱板，所述的角柱板为“L”形，板厚同支座板。

跨中板和支座板的连接处，弯矩接近于零，而剪力并不如此，因此支座板翼板在内、跨中板翼板在外有利于传递剪力，从构造上保证了剪力传递的可靠性。

支座板与跨中板，支座板和支座板，以及支座板与预制柱的连接处的板缝空腔内，灌入或注入灌缝浆液形成灌缝浆体。灌缝浆液为微膨胀水泥基粘结材料，或者为其它类型的浆体。每一处板缝空腔内，在靠近室外填土的那侧至少有一个止水条（遇水膨胀橡胶条等）竖向贯通，在靠近室内的一侧，由外向内，至少有一个竖向贯通的止水条、一个疏水管和一道封闭条（橡胶棒或封闭胶或封闭砂浆）。

在防水方面，预制外墙相对于现浇外墙的优点是：现浇外墙虽然整体性好，但是由于温度变化、结构受力以及混凝土收缩等原因产生的裂缝位置无法预计，因此防水措施无法有的放矢；而预制外墙板本体质量是优于现浇外墙的，不易开裂也不会漏水，而其拼接缝位置是已知的、可人为确定的，因此可以有针对性的处理拼接缝的渗水问题。板缝空腔的内外两侧分别设置止水条（可采用遇水膨胀橡胶条等材料），止水条之间是微膨胀灌缝浆体，三者一起形成堵水机制形成有效的“堵”，即第一条防线。而即使一旦局部预制墙板拼接缝堵水失效，还可以通过竖向设置的疏水管将墙体内的渗水引流到地下室内的排水沟和积水坑内，即防水的第二条防线，疏水管也就是引流管，其作用是将墙体内渗水有方向的可控的引走。这样“堵疏结合、两道防线”的防水方式非常适合地下室外墙全装配结构，使得全装配结构的地下室外墙防水性能并不低于现浇结构。

所述的预制梁、预制柱、支座板在柱顶分别有出露钢筋，所述的出露钢筋现浇在一个现浇节点内。出露钢筋是指钢筋一部分预埋在预制混凝土构件内，另一部分留在构件外面，构件外面的钢筋称为出露钢筋。

所述的预制墙板之间通过环销连接结构连接。

所述的环销连接结构，是由环和销栓组成，所述的环为环筋或环套，预连接的两个环重叠后，销栓置于重叠的环内。所述的环筋是由钢筋加工成的环，可以是开口的环筋，也可以是封闭环筋；所述的环套是在钢筋的端部连接的一个封闭环（一般是钢环）。预连接的两块预制外墙板，预制时预留好用来设置环筋或环套的凹槽和用于插销栓的预留销栓孔，预制构件吊装到位后，将环筋和环套插入预留凹槽，将销栓插入预留销栓孔，然后在预留凹槽和预留销栓孔内灌浆充填。

所述的支座板与跨中板、预制柱的另一种连接方法是：通过垂直于预制墙板的对拉螺栓连接支座板和跨中板、预制柱，即对拉螺栓连接结构。所述的对拉螺栓连接结构由螺栓、螺帽、止水垫（橡胶垫等）和封口体组成。外墙板预制时，提前在外墙板内预留螺帽、螺栓孔、螺帽空间（用于安装螺帽的预留空间），螺栓安装时，可以在螺栓上缠上遇水膨胀的材料（如遇水膨胀橡胶、生胶带等材料）。螺栓、螺帽以封口体封闭，所述的封口体为砂浆、封闭胶等材料。

本发明的该种地下室外墙全装配结构的施工方法，其中所述的施工方法包括以下步骤：

（1）分别制作预制构件；

（2）吊装并拼合预制构件；

（3）在拼接缝内安装止水条、疏水管和封闭条；

（4）通过环销连接结构或对拉螺栓将构件连接起来，灌浆嵌缝。

实施例

第一步：分别制作预制构件支座板1、跨中板2、预制柱4、预制梁8、角柱支座板3、角柱板31；

第二步：吊装预制构件到预定位置，装配水平分布支座板11、预制柱4、跨中板2、角柱板31；

第三步：在板缝空腔60内部端头分别填塞止水条61、疏水管62、封闭条63；

第四步：用螺栓71、螺帽72、止水垫73连接水平分布支座板11的水平分布支座板翼板111和跨中板2的跨中板翼板21（或者用封闭环筋14或U形环筋40和环套41、销栓17通过预留凹槽15和预留销栓孔16连接水平分布支座板11的水平分布支座板翼板111和跨中板2的跨中板翼板21），用U形环筋40或封闭环筋14或环套41、销栓17连接水平分布支座板11和预制柱4，用U形环筋40或环套41、销栓17连接水平分布支座板11、预制柱4和角柱板31；

第五步：用工程模板夹住预制外墙板的板缝和预留凹槽15，在板缝空腔60、预留凹槽15和预留销栓孔16内灌入粘结浆液（可用微膨胀水泥基粘结材料等），完成灌浆嵌缝，满足养护期要求后，取下工程模板。在螺栓孔端部空腔内填充封口体64（水泥砂浆、封闭胶等材料）。

第六步：吊装、装配预制梁8、预制板92，安装柱板环箍51，施工现浇板91、框架梁5、浇筑混凝土形成现浇节点45。

实施例

第一步：分别制作预制构件支座板1、跨中板2、预制柱4、预制梁8、角柱板31；

第二步：吊装预制构件到预定位置，装配预制柱4，然后装配上下分布支座板下板13、上下分布支座板上板12，装配跨中板2；

第三步：同实施例1第三步；

第四步：同实施例1第四步；

第五步：同实施例1第五步；

第六步：同实施例1第六步。

本发明提出的地下室外墙全装配结构及施工方法，在绿色环保、施工速度、建设成本和防水效果等方面，都比传统地下室外墙现浇结构具有显著的创新性和有益性，将会给装配式建筑的应用领域的扩展，带来巨大的积极作用和推动力。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种混凝土地下室外墙全装配结构，其特征在于，所述的地下室外墙全装配结构由预制墙板、预制柱、预制梁组成，所述的预制墙板位于预制柱的外侧，所述的预制墙板在水平方向由跨中板、支座板组成，所述的支座板、预制柱、预制梁连成整体；所述的预制墙板外侧为土体，内侧为地下室；

所述的跨中板是指位于两个预制柱跨度中间的预制墙板，所述的支座板是指紧靠预制柱的预制墙板；所述的跨中板与支座板的竖向拼接缝位置在两个预制柱间的三分点位置，位于预制墙板的1/3水平跨度附近，此处接近于零弯矩位置；所设置的竖向拼接缝有利于预制墙板的防水、疏水；

所述的地下室外墙全装配结构设置有“堵疏结合、两道防线”的防水方式，所述的竖向拼接缝内设置有止水条和止水条之间的灌缝浆体，构成堵水机制形成防水的第一条防线；所述的竖向拼接缝内竖向设置有疏水管将墙体内的渗水引流到地下室内的排水沟和积水坑内，形成疏水的防水的第二条防线；

所述的支座板位于预制柱的外侧，有利于将外面的土压力通过支座板传到预制柱上；

所述的支座板、预制柱、预制梁通过现浇节点连成整体，有利于所述的预制墙板和预制柱、预制梁协同受力；在现浇节点内设置连通预制墙板和预制柱、预制梁的柱板环箍；

所述的跨中板的左右侧板端分别与所述的支座板相连接，所述的左右侧板端为有缺口的“L”形，缺口位于内侧，翼板位于外侧；所述的支座板左右侧板端分别与所述的跨中板连接，所述的支座板的左右侧板端为有缺口的“L”形，缺口位于外侧，翼板位于内侧，所述的支座板与所述的跨中板的左右侧板端的翼板分别扣合；角柱支座板在角柱位置，由三块板组成，采用两块水平分布的支座板，之间连接一个角柱板，所述的角柱板为“L”形，板厚同支座板。

2.根据权利要求1所述的地下室外墙全装配结构，其特征在于，所述的跨中板的上端与地下室顶板相连，且该跨中板的下端与地下室底板相连。

3.根据权利要求1所述的地下室外墙全装配结构，其特征在于，所述的支座板与所述的跨中板的左右侧板端的翼板之间形成空腔，空腔内灌浆填实。

4.根据权利要求1所述的地下室外墙全装配结构，其特征在于，所述的支座板为一块整体板。

5.根据权利要求1所述的地下室外墙全装配结构，其特征在于，所述的预制梁、预制柱、支座板在柱顶分别有出露钢筋，且所述的出露钢筋现浇于一个现浇节点内。

6.根据权利要求1所述的地下室外墙全装配结构，其特征在于，所述的预制墙板之间通过环销连接结构连接，所述的环销连接结构，是由环和销栓组成，所述的环为环筋或环套，预连接的环局部重叠，且所述的销栓置于重叠的环内。

7.根据权利要求1所述的地下室外墙全装配结构，其特征在于，所述的支座板与跨中板、预制柱通过对拉螺栓相连接。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的地下室外墙全装配结构的施工方法，其特征在于，所述的施工方法包括以下步骤：

（1）分别制作预制构件；

（2）吊装并拼合预制构件；

（3）在拼接缝内安装止水条和疏水管；

（4）通过环销或对拉螺栓将构件连接起来，灌浆嵌缝。