CN109680841A - 混合式预制多腔钢筋混凝土墙、地下空间结构体系及施工方法 - Google Patents

混合式预制多腔钢筋混凝土墙、地下空间结构体系及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种混合式预制多腔钢筋混凝土墙、地下空间结构体系及施工方法。所述混合式预制多腔钢筋混凝土墙包括预制钢筋混凝土外包部和预制钢筋混凝土内板，所述预制钢筋混凝土外包部内部形成腔室，所述预制钢筋混凝土内板设置在所述腔室内并将所述腔室分隔为若干个全闭合或半封闭闭合后浇腔室，所述预制钢筋混凝土外包部的竖向钢筋一端露出其本体端面，另一端套有套筒，所述套筒端部与本体端面平齐。本结构较普通的钢筋混凝土地下车站其结构整体性大大增强，抗震性能大幅度提高，使得房屋在地震中不易倒塌。且防水、防渗漏效果好。可广泛应用于地下车站的施工中。

Description

混合式预制多腔钢筋混凝土墙、地下空间结构体系及施工 方法
技术领域
本发明涉及一种预制结构中的多腔钢筋混凝土墙以及预制多腔钢筋混凝土墙在地下空间结构结构中的应用及其施工方法，属于结构施工领域。
背景技术
现有的地下空间结构预制混凝土结构体系的通常为预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁、预制混凝土墙组成的纯粹的预制结构体系，预制混凝土外墙通常存在节点连接困难、吊装困难、容易渗漏水，结构整体性较差等问题。尤其当遭遇地震荷载时，地下空间结构预制混凝土结构体系作为大型地下公共场所，预制混凝土外墙存在重大安全隐患。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种混合式预制多腔钢筋混凝土墙、地下空间结构体系及施工方法，通过改变结构体系，设置预制混合式预制多腔钢筋混凝土墙，并在预制混合式预制多腔钢筋混凝土墙内预留后浇腔室，实现预制和现浇的完美结合，避免了单纯的预制结构体系存在的上述问题。
本发明的技术方案如下：
一种混合式预制多腔钢筋混凝土墙，其特征在于：由若干个预制多腔钢筋混凝土墙板拼合而成，所述预制多腔钢筋混凝土墙板包括预制钢筋混凝土外包部和预制钢筋混凝土内板，所述预制钢筋混凝土外包部内部形成腔室，所述预制钢筋混凝土内板设置在所述腔室内并将所述腔室分隔为若干个全闭合或全封闭与半封闭相结合的后浇腔室，所述后浇腔室内浇筑有素混凝土和/或钢筋混凝土和/或钢骨钢筋混凝土和/或局部有加强钢筋笼的素混凝土，所述预制钢筋混凝土外包部的竖向钢筋一端露出其本体端面和/或埋设有竖向钢连接件。
进一步地，所述预制钢筋混凝土外包部的水平钢筋一端或两端露出其本体侧面。水平钢筋伸出本体的有益效果为：利于与水平趋于现浇的混凝土行程整体，提升竖向抗剪性能。
进一步地，所述预制钢筋混凝土外包部为倒U型，所述预制钢筋混凝土内板连接在倒U型的两肢，将所述预制钢筋混凝土外包部分隔为若干个全封闭的后浇腔室和一个半封闭的后浇腔室。所述预制钢筋混凝土外包部为倒U型的好处是，便于两个不同预制多腔混凝土墙板对接，形成水平连接处的外模板的一部分，在水平连接处减少外侧的模板，通过浇筑混凝土连接为整体。
进一步地，所述半封闭的后浇腔室在拼接时，在拼接位置设置有竖向现浇钢筋混凝土板，所述竖向现浇钢筋混凝土板和半封闭的后浇腔室围合成的全封闭腔室；所述竖向现浇钢筋混凝土板对应位置的全封闭腔室内设置有附加钢筋，竖向现浇钢筋混凝土板通过附加钢筋和现浇混凝土连接为一体。
进一步地，所述钢筋笼内的竖向钢筋两端或一端伸出预制钢筋混凝土外包部的端面。上述结构的好处是，通过竖向现浇钢筋混凝土板部分，使得连接区做到加强节点处的抗弯、抗剪承载力，减少上下连接处的渗漏，通过浇筑混凝土连接为整体。
进一步地，所述预制钢筋混凝土外包部和预制钢筋混凝土内板内同时或分别预设有钢骨。设置钢骨的好处是，通过钢骨，进一步提升多腔预制混凝土墙的抗弯、抗剪承载力，减少上下连接处的渗漏，通过浇筑混凝土连接为整体。
进一步地，包括至少两个的混合式预制多腔钢筋混凝土墙和/或钢筋混凝土墙，所述混合式预制多腔钢筋混凝土墙和所述钢筋混凝土墙围合成地下空间结构空间，所述混合式预制多腔钢筋混凝土墙和/或所述钢筋混凝土墙顶面搭设有楼板。
进一步地，所述地下空间结构空间内设置有柱，所述柱顶面搭设有横梁、纵梁或纵横梁。
所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙的施工方法，其特征在于步骤如下：
步骤一、制作预制钢筋混凝土外包部和预制钢筋混凝土内板的水平钢筋和竖向钢筋构成的钢筋网片；
步骤二、制作模具并支模；
步骤三、在模具形成的空间内浇筑混凝土形成带有后浇腔室的预制多腔钢筋混凝土墙板；
步骤四、将预制多腔钢筋混凝土墙板运送至现场；
步骤五、预制多腔钢筋混凝土墙板现场拼装并在水平节点区进行钢筋或钢筋笼的初步连接，在竖向节点区设置附加钢筋；
步骤六、在后浇腔室内放置钢筋笼或钢骨；
步骤七、整体浇筑后浇腔室、水平节点区及竖向节点区形成混合式预制多腔钢筋混凝土墙。
所述的地下空间结构结构体系的施工方法，其特征在于：步骤如下，
步骤一、施工混合式预制多腔钢筋混凝土墙的基础；
步骤二、按照所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙的施工方法分段施工混合式预制多腔钢筋混凝土墙，直至达到地下空间结构设计高度；
步骤三、在混合式预制多腔钢筋混凝土墙及其两端的墙体围合的空间内根据空间划分需求施工柱，柱顶面施工梁，梁和混合式预制多腔钢筋混凝土墙顶面之间搭设楼板。
采用本发明的混合式预制多腔钢筋混凝土墙、及其形成的地下空间结构结构体系取得了以下有益效果：
1、本结构较普通的钢筋混凝土地下空间结构由于预制多腔钢筋混凝土墙，通过分腔有效减少混凝土收缩变形带来的裂缝。另外，多腔钢筋混凝土墙可形成后浇腔室，在预制安装完成后可通过后浇腔室实现现浇，其结构整体性大大增强，抗震性能大幅度提高，使得房屋在地震中不易倒塌。且防水、防渗漏效果好。
2、预制多腔钢筋混凝土墙的外表面被混凝土包裹，其相对于采用钢结构来说防火性能好。当发生火灾时，由于混凝土的耐火性能远高于钢结构为人员在火灾中逃生提供良好的条件。
3、本结构由于预制多腔钢筋混凝土墙，施工相对于整体现浇结构来说，工业化程度高，对环境的适应性较强，绝大部分工作可以通过预制方法完成，缩短工期，提高施工质量。
4、预制的钢骨可以重复再利用，粉煤灰混凝土有利于粉煤灰的二次利用绿色、节能环保。
附图说明
图1为本发明实施例一结构示意图；
图2为图1中后浇混凝土后结构示意图；
图3为本发明实施例二、实施例三、实施例四预制结构示意图；
图4为实施例二后浇混凝土后结构示意图；
图5为实施例三后浇混凝土使用结构示意图；
图6为实施例四后浇混凝土使用结构示意图；
图7为实施例五结构示意图；
图8为图7中后浇混凝土后结构示意图；
图9为实施例一的竖向连接示意图；
图10为实施例二的竖向连接示意图；
图11为实施例三的竖向连接示意图；
图12为后浇腔室内局部设置加强钢筋笼结构示意图；
图13为实施例四的竖向连接示意图；
图14为实施例五的竖向连接示意图；
图15为采用混合式多腔预制钢筋混凝土墙板形成的地下空间结构结构体系第一种实施方式示意图；
图16为采用混合式多腔预制钢筋混凝土墙板形成的地下空间结构结构体系第二种实施方式示意图；
图17为采用混合式多腔预制钢筋混凝土墙板形成的地下空间结构结构体系第三种实施方式示意图；
图18为采用混合式多腔预制钢筋混凝土墙板形成的地下空间结构结构体系第四种实施方式示意图；
图中，1-预制钢筋混凝土外包部；2-预制钢筋混凝土内板；3-后浇腔室；4-竖向现浇钢筋混凝土板；5-附加钢筋；6-素混凝土；7-钢筋混凝土；8-第一钢骨；9-第二钢骨；10-竖向钢筋；11-套筒；12-现浇节点区；13-后浇部分的竖向钢筋；14-后浇部分的横向钢筋；15-局部加强竖向钢筋；16-局部加强横向钢筋；17-混合式多腔预制钢筋混凝土墙、18-钢筋混凝土墙、19-柱、20-梁、21-楼板、22-内墙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一如图1-2所示，图1和图2显示的是一种混合式多腔预制钢筋混凝土墙板的水平连接示意图，混合式多腔预制钢筋混凝土墙板包括预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2，所述预制钢筋混凝土外包部1为端部开放的倒U型，预制钢筋混凝土内板2位于倒U型两肢之间，支撑于倒U型两肢肢长约三分之一处；预制钢筋混凝土内板2并与预制钢筋混凝土外包部1共同围合成密闭的后浇腔室3，预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2一体成型。使用时，两个倒U型预制多腔钢筋混凝土构件槽口相对设置，倒U型肢尖相对位置设置有竖向现浇钢筋混凝土板4，竖向现浇钢筋混凝土板4、预制钢筋混凝土内板2和预制钢筋混凝土内板2外端的肢共同围合成又一个后浇腔室3，为了确保竖向现浇钢筋混凝土板4位置的强度，腔室内可预设附加钢筋5，最后在所有的后浇腔室3内后浇素混凝土6。如图9所示，图9显示的预制钢筋混凝土墙板竖向拼装示意图，竖向连接时，上部的预制钢筋混凝土墙板和下部的预制钢筋混凝土墙板之间预留有一定的间隙，预留的间隙在后浇腔室3灌注混凝土后形成整体的现浇节点区12。预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2内的竖向钢筋10一端伸出预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2的本体，另一端端头预设有套筒11，竖向连接时，位于下部的伸出预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2的本体的竖向钢筋插入位于上部的竖向钢筋端部的套筒11内实现连接。
实施例二，如图3-4所示，实施例二和实施例不同的是，预制钢筋混凝土外包部1为闭合的长方形或正方形，预制钢筋混凝土内板2间隔设置在预制钢筋混凝土外包部1围合成的腔体内，将腔体隔离为若干个后浇腔室3，使用时，在后浇腔室3浇筑有后浇素混凝土6。如图10所示，图10显示的预制钢筋混凝土墙板竖向拼装示意图，竖向连接时，上部的预制钢筋混凝土墙板和下部的预制钢筋混凝土墙板之间预留有一定的间隙，预留的间隙在后浇腔室3灌注混凝土后形成整体的现浇节点区12。预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2内的竖向钢筋10一端伸出预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2的本体，另一端端头预设有套筒11，竖向连接时，位于下部的伸出预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2的本体的竖向钢筋插入位于上部的竖向钢筋端部的套筒11内实现连接。
实施例三，如图3和5所示，实施例三与实施例二的预制部分相同，预制钢筋混凝土外包部1为闭合的长方形或正方形，预制钢筋混凝土内板2间隔设置在预制钢筋混凝土外包部1围合成的腔体内，将腔体隔离为若干个后浇腔室3，区别在于，使用时，在后浇腔室3浇筑有后浇钢筋混凝土7。如图11所示，图11显示的预制钢筋混凝土墙板竖向拼装示意图，竖向连接时，上部的预制钢筋混凝土墙板和下部的预制钢筋混凝土墙板之间预留有一定的间隙，预留的间隙在后浇腔室3灌注混凝土后形成整体的现浇节点区12。预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2内的竖向钢筋10的一端伸出预制钢筋混凝土墙板；后浇钢筋混凝土7中的后浇部分的竖向钢筋12和后浇部分的横向钢筋13形成的钢筋笼的两端均伸出预制钢筋混凝土墙板，钢筋笼沿预制钢筋混凝土墙板通常设置。竖向钢筋10的另一端有套筒11，竖向连接时，位于下部的伸出预制钢筋混凝土外包部1和预制钢筋混凝土内板2本体的竖向钢筋插入位于上部的竖向钢筋端部的套筒11内实现连接，上部和下部的后浇钢筋混凝土7的竖向钢筋12在现浇节点区12搭接，并通过现浇混凝土连接成整体。如图12所示，图12为后浇腔室3内局部设置加强钢筋笼结构示意图，后浇腔室3内也可仅在靠近现浇节点区12的局部位置设置由局部加强竖向钢筋15和局部加强横向钢筋16形成的钢筋笼，位于上部的局部加强竖向钢筋15下端伸出上部预制钢筋混凝土墙板，位于下部的局部加强竖向钢筋15上端伸出下部预制钢筋混凝土墙板两者在现浇节点区12搭接或绑扎。
实施例四，如图3和6所示，实施例三和实施例三及实施例二的预制部分相同，区别在于，使用时，现在后浇腔室3内预设第一钢骨8，之后浇筑后浇钢筋混凝土7。后浇腔室3内可均预设或个别腔室内预设第一钢骨8，设置第一钢骨8的数量根据结构设计强度要求具体确定。第一钢骨8可为各类型钢或组合钢构，如本例中采用工字型。图13为后浇腔室3内设置第一钢骨8结构示意图，第一钢骨8的两端伸出预制钢筋混凝土墙板。竖向连接时，上部的预制钢筋混凝土墙板和下部的预制钢筋混凝土墙板之间预留有一定的间隙，预留的间隙在后浇腔室3灌注混凝土后形成整体的现浇节点区12。上部的第一钢骨8和下部的第一钢骨8之间在现浇节点区12焊接或栓接。
实施例五，如图7和8所示，实施例五的预制结构与实施例二、三、四相比，去区别在于，预制钢筋混凝土内板2内设置有第二钢骨9。第二钢骨9可在每一个预制钢筋混凝土内板2内设置，也可在其中几个预制钢筋混凝土内板2内设置，设置第二钢骨9的数量根据结构设计强度要求具体确定。第二钢骨9可为各类型钢或组合钢构，如本例中采用工字型。图15为预制钢筋混凝土内板2内设置有第二钢骨9结构示意图，竖向连接时，上部的预制钢筋混凝土墙板和下部的预制钢筋混凝土墙板之间预留有一定的间隙，预留的间隙在后浇腔室3灌注混凝土后形成整体的现浇节点区12。后浇腔室3内预设的钢筋笼、第二钢骨9和预制钢筋混凝土内板2内的竖向钢筋均两端伸出预制钢筋混凝土墙板。上部的第二钢骨9和与下部的第二钢骨9对应在现浇节点区12焊接或栓接。上部的预制钢筋混凝土内板2内的竖向钢筋和下部的竖向钢筋在现浇节点区12内套筒连接、焊接或搭接。
采用上述任意一种采用混合式多腔预制钢筋混凝土墙板形成的地下空间结构结构体系的第一种实施方式如图15所示，由平行设置的两个混合式多腔预制钢筋混凝土墙17、平行设置的两个钢筋混凝土墙18围合成的地下空间、地下空间内设置有柱19、柱19顶端横向和纵向搭设有梁20、相邻梁之间铺设有楼板21。
采用上述任意一种采用混合式多腔预制钢筋混凝土墙板形成的地下空间结构结构体系的第二种实施方式如图16所示，由平行设置的两个混合式多腔预制钢筋混凝土墙17、平行设置的两个钢筋混凝土墙18围合成的地下空间、地下空间内设置有柱19、两个混合式多腔预制钢筋混凝土墙17之间铺设有楼板21。
采用上述任意一种采用混合式多腔预制钢筋混凝土墙板形成的地下空间结构结构体系的第三种实施方式如图17所示，由平行设置的两个混合式多腔预制钢筋混凝土墙17、平行设置的两个钢筋混凝土墙18围合成的地下空间、地下空间内设置有柱19、柱19之间设置有内墙22，两个混合式多腔预制钢筋混凝土墙17之间铺设有楼板21。
采用上述任意一种采用混合式多腔预制钢筋混凝土墙板形成的地下空间结构结构体系的第四种实施方式如图18所示，由四个混合式多腔预制钢筋混凝土墙17两两平行设置的围合成的地下空间，地下空间内设置有柱19，相对设置的两个混合式多腔预制钢筋混凝土墙17之间铺设有楼板21。
在具体实施时，柱可以为钢管混凝土柱或钢管钢筋混凝土柱或预制钢骨钢筋混凝土柱或预制混凝土柱；梁可以为钢梁或钢骨混凝土梁或预制混凝土梁或变截面钢-混凝土组合梁；楼板为预制钢筋混凝土楼板，或者钢筋桁架楼板，或者压型钢板现浇钢筋混凝土楼板，基础为现浇的钢筋混凝土基础，钢筋混凝土基础为筏板基础、箱型基础。
在具体实施时，车站内部可以增加预制混凝土墙或/和现浇混凝土墙。
在具体实施时，可以在柱梁框架增加耗能支撑或耗能墙板。
在具体实施时，柱、梁、墙、楼板填充的混凝土可以为普通混凝土，也可以为再生混凝土，或者高粉煤灰混凝土。钢管钢筋混凝土柱的钢筋可以为搭接、焊接、机械连接。
所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙的施工方法，其特征在于步骤如下：
步骤一、制作预制钢筋混凝土外包部和预制钢筋混凝土内板的水平钢筋和竖向钢筋构成的钢筋网片；
步骤二、制作模具并支模；
步骤三、在模具形成的空间内浇筑混凝土形成带有后浇腔室的预制多腔钢筋混凝土墙板；
步骤四、将预制多腔钢筋混凝土墙板运送至现场；
步骤五、预制多腔钢筋混凝土墙板现场拼装并在水平节点区进行钢筋或钢筋笼的初步连接，在竖向节点区设置附加钢筋；
步骤六、在后浇腔室内放置钢筋笼或钢骨；
步骤七、整体浇筑后浇腔室、水平节点区及竖向节点区形成混合式预制多腔钢筋混凝土墙。
所述的地下空间结构结构体系的施工方法，其特征在于：步骤如下，
步骤一、施工混合式预制多腔钢筋混凝土墙的基础；
步骤二、按照所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙的施工方法分段施工混合式预制多腔钢筋混凝土墙，直至达到地下空间结构设计高度；
步骤三、在混合式预制多腔钢筋混凝土墙及其两端的墙体围合的空间内根据空间划分需求施工柱，柱顶面施工梁，梁和混合式预制多腔钢筋混凝土墙顶面之间搭设楼板。
上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对本发明的限定，本发明的保护范围仍以所附权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种混合式预制多腔钢筋混凝土墙，其特征在于：由若干个预制多腔钢筋混凝土墙板拼合而成，所述预制多腔钢筋混凝土墙板包括预制钢筋混凝土外包部和预制钢筋混凝土内板，所述预制钢筋混凝土外包部内部形成腔室，所述预制钢筋混凝土内板设置在所述腔室内并将所述腔室分隔为若干个全闭合或全封闭与半封闭相结合的后浇腔室，所述后浇腔室内浇筑有素混凝土和/或钢筋混凝土和/或钢骨钢筋混凝土和/或局部有加强钢筋笼的素混凝土，所述预制钢筋混凝土外包部的竖向钢筋一端露出其本体端面和/或埋设有竖向钢连接件。
2.根据权利要求1所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙，其特征在于：所述预制钢筋混凝土外包部的水平钢筋一端或两端露出其本体侧面。
3.根据权利要求1所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙，其特征在于：所述预制钢筋混凝土外包部为倒U型，所述预制钢筋混凝土内板连接在倒U型的两肢，将所述预制钢筋混凝土外包部分隔为若干个全封闭的后浇腔室和一个半封闭的后浇腔室。
4.根据权利要求3所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙，其特征在于：所述半封闭的后浇腔室在拼接时，在拼接位置设置有竖向现浇钢筋混凝土板，所述竖向现浇钢筋混凝土板和半封闭的后浇腔室围合成的全封闭腔室；所述竖向现浇钢筋混凝土板对应位置的全封闭腔室内设置有附加钢筋，竖向现浇钢筋混凝土板通过附加钢筋和现浇混凝土连接为一体。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙，其特征在于：所述钢筋笼内的竖向钢筋两端或一端伸出预制钢筋混凝土外包部的端面。
6.根据权利要求4所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙，其特征在于：所述预制钢筋混凝土外包部和预制钢筋混凝土内板内同时或分别预设有钢骨。
7.根据权利要求1至6任一所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙形成的地下空间结构体系，其特征在于：包括至少两个的混合式预制多腔钢筋混凝土墙和/或钢筋混凝土墙，所述混合式预制多腔钢筋混凝土墙和所述钢筋混凝土墙围合成地下车站空间，所述混合式预制多腔钢筋混凝土墙和/或所述钢筋混凝土墙顶面搭设有楼板。
8.根据权利要求7所述的地下空间结构体系，其特征在于：所述地下车站空间内设置有柱，所述柱顶面搭设有横梁、纵梁或纵横梁。
9.权利要求1至6任意一项所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙的施工方法，其特征在于步骤如下：
步骤一、制作预制钢筋混凝土外包部和预制钢筋混凝土内板的水平钢筋和竖向钢筋构成的钢筋网片；
步骤二、制作模具并支模；
步骤三、在模具形成的空间内浇筑混凝土形成带有后浇腔室的预制多腔钢筋混凝土墙板；
步骤四、将预制多腔钢筋混凝土墙板运送至现场；
步骤五、预制多腔钢筋混凝土墙板现场拼装并在水平节点区进行钢筋或钢筋笼的初步连接，在竖向节点区设置附加钢筋；
步骤六、在后浇腔室内放置钢筋笼或钢骨；
步骤七、整体浇筑后浇腔室、水平节点区及竖向节点区形成混合式预制多腔钢筋混凝土墙。
10.权利要求7或8所述的地下空间结构体系的施工方法，其特征在于：步骤如下，
步骤一、施工混合式预制多腔钢筋混凝土墙的基础；
步骤二、按照权利要求9所述的混合式预制多腔钢筋混凝土墙的施工方法分段施工混合式预制多腔钢筋混凝土墙，直至达到地下车站设计高度；步骤三、在混合式预制多腔钢筋混凝土墙及其两端的墙体围合的空间内根据空间划分需求施工柱，柱顶面施工梁，梁和混合式预制多腔钢筋混凝土墙顶面之间搭设楼板。
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