CN112343038A - 一种明挖隧道预制桩墙叠合结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下结构工程技术领域，具体涉及一种明挖隧道预制桩墙叠合结构及其施工方法，包括预制衬砌、预制桩以及设置于预制桩顶部的冠梁；预制桩上面向预制衬砌的衬砌侧墙的一侧固定有多根第一“L”型钢筋，衬砌侧墙上面向预制桩的位置处固定有多根第二“L”型钢筋，衬砌侧墙上面向冠梁的位置处固定有多根连接钢筋；冠梁内设有冠梁钢筋笼，冠梁钢筋笼与连接钢筋连接；衬砌侧墙与预制桩之间以及衬砌侧墙与冠梁之间均浇筑有混凝土。本发明的桩墙叠合做法可以实现围护结构的再次利用，降低对周边环境影响；同时，叠合做法形成预制桩墙叠合结构，可以进一步降低预制衬砌侧墙厚度，节省施工材料，减少预制衬砌整体重量，便于运输和现场拼装。

Description

一种明挖隧道预制桩墙叠合结构及其施工方法

技术领域

本发明属于地下结构工程技术领域，具体涉及一种明挖隧道预制桩墙叠合结构及其施工方法。

背景技术

随着我国经济的发展，人民生活的需要，我国的城市轨道交通事业不断蓬勃发展。城市轨道交通建设中面临着施工作业空间小、交通路线复杂、环境控制要求高等诸多难题，尤其是在明挖地下工程建设中。因此如何在有限的城市空间中实现明挖隧道施工并且降低对周边环境和交通线路的影响成为当前亟待解决的问题。

在明挖隧道工程中预制结构作为一种新型的结构形式，相较于现浇结构取消了现场支模浇筑工序，可以实现自动化批量生产，保证结构质量统一，提高了生产效率，具备诸多优点。预制围护桩作为前期临时围护结构，在隧道衬砌施作便失去作用，对周边环境有较大影响，并且形成了较多的材料浪费。如何在明挖隧道中将预制衬砌结构和前期预制围护结构有效结合起来，使二者成为共同受力主体，进一步降低材料用量，减少对环境影响，目前尚无较好的解决办法。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种明挖隧道预制桩墙叠合结构及其施工方法，能够实现围护结构的再次利用，降低对周边环境影响，同时进一步降低预制衬砌侧墙厚度，节省施工材料，便于运输和现场拼装。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，包括预制衬砌、预制桩以及设置于所述预制桩顶部的冠梁；所述预制桩上面向所述预制衬砌的衬砌侧墙的一侧固定有多根第一“L”型钢筋，所述衬砌侧墙上面向所述预制桩的位置处固定有多根第二“L”型钢筋，所述衬砌侧墙上面向所述冠梁的位置处固定有多根连接钢筋；所述冠梁内设有冠梁钢筋笼，所述冠梁钢筋笼与所述连接钢筋连接；所述衬砌侧墙与所述预制桩之间以及所述衬砌侧墙与所述冠梁之间均浇筑有混凝土。

进一步地，多根第一“L”型钢筋和多根第二“L”型钢筋均呈多排多列设置，且列数相对应；每一列所述第一“L”型钢筋与对应列的所述第二“L”型钢筋沿竖直方向呈交错设置。

更进一步地，所述第一“L”型钢筋和所述第二“L”型钢筋均水平布置且对向设置，且每一列所述第一“L”型钢筋与对应列的所述第二“L”型钢筋形成的竖向孔隙中插入有竖向钢筋。

更进一步地，所述竖向钢筋的顶部伸至所述冠梁与所述衬砌侧墙之间。

进一步地，所述预制桩上预留有与多根所述第一“L”型钢筋相对应的多个第一钢筋接驳器，所述第一“L”型钢筋的一端与相对应的所述第一钢筋接驳器连接。

更进一步地，所述衬砌侧墙上留有与多根所述第二“L”型钢筋和多根连接钢筋相对应的多个第二钢筋接驳器，所述第二“L”型钢筋的一端与相对应的所述第二钢筋接驳器连接，所述连接钢筋的一端与相对应的所述第二钢筋接驳器连接，所述连接钢筋的另一端与所述冠梁钢筋笼连接。

更进一步地，多个第一钢筋接驳器在所述预制桩上按照两侧密、中间疏的方式布置；多个第二钢筋接驳器在所述衬砌侧墙上按照两侧密、中间疏、角点疏的方式布置。

进一步地，所述冠梁的底部预留有面向所述衬砌侧墙的孔槽，所述冠梁钢筋笼部分暴露于所述孔槽中，所述连接钢筋与暴露于所述孔槽中的所述冠梁钢筋笼连接。

更进一步地，所述连接钢筋为L形，且所述连接钢筋的一端固定于所述衬砌侧墙内，另一端伸至所述冠梁钢筋笼内并与所述冠梁钢筋笼连接。

本发明还提供上述的明挖隧道预制桩墙叠合结构的施工方法，包括如下步骤：

1）在工厂完成预制桩的预制，同时在预制桩的侧壁上预留多个第一钢筋接驳器；然后将预制桩运输至施工现场，并将第一钢筋接驳器面向隧道开挖侧进行预制桩的沉桩施作；

2）施做冠梁，先绑扎冠梁钢筋笼，再现浇冠梁，同时预留孔槽暴露出冠梁钢筋笼；

3）在工厂完成预制衬砌的预制，同时在衬砌侧墙的外侧与预制桩相对应的位置处和与冠梁相对应的位置处分别预留多个第二钢筋接驳器，并使与预制桩相对应的多个第二钢筋接驳器在预留位置上与第一钢筋接驳器的列数相对应，且对应列的第一钢筋接驳器和第二钢筋接驳器沿竖直方向呈交错布置；

4）明挖隧道基坑开挖完成后，在预制桩上的第一钢筋接驳器上安装第一“L”型钢筋；然后将预制衬砌运输至施工现场，在衬砌侧墙上与预制桩相对应的位置处的第二钢筋接驳器上安装第二“L”型钢筋，并使第二“L”型钢筋与第一“L”型钢筋对向布置；

5）将预制衬砌安放至预定位置，在衬砌侧墙上与冠梁相对应的位置处的第二钢筋接驳器上安装连接钢筋，并将连接钢筋与暴露于孔槽中的冠梁钢筋笼连接；

6）在每一列第一“L”型钢筋与对应列的第二“L”型钢筋形成的竖向孔隙中插入竖向钢筋，然后在衬砌侧墙与预制桩之间以及衬砌侧墙与冠梁之间浇筑混凝土。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

与非叠合结构相比，本发明提供的预制桩与预制衬砌侧墙的叠合做法可以实现围护结构的再次利用，降低对周边环境影响；同时，叠合做法形成预制桩墙叠合结构，可以进一步降低预制衬砌侧墙厚度，节省施工材料，减少预制衬砌整体重量，便于运输和现场拼装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的明挖隧道预制桩墙叠合结构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的明挖隧道预制桩墙叠合结构的侧视图；

图3为本发明实施例提供的明挖隧道预制桩墙叠合结构的俯视图；

图中：1、预制桩；2、冠梁；3、预制衬砌；31、衬砌侧墙；4、第一“L”型钢筋；5、第二“L”型钢筋；6、连接钢筋；7、冠梁钢筋笼；8、混凝土；9、竖向钢筋；10、第一钢筋接驳器；11、第二钢筋接驳器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1-图3所示，本实施例提供一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，包括预制衬砌3、预制桩1以及设置于所述预制桩1顶部的冠梁2；所述预制桩1上面向所述预制衬砌3的衬砌侧墙31的一侧固定有多根第一“L”型钢筋4，所述衬砌侧墙31上面向所述预制桩1的位置处固定有多根第二“L”型钢筋5，所述衬砌侧墙31上面向所述冠梁2的位置处固定有多根连接钢筋6；所述冠梁2内设有冠梁钢筋笼7，所述冠梁钢筋笼7与所述连接钢筋6连接；所述衬砌侧墙31与所述预制桩1之间以及所述衬砌侧墙31与所述冠梁2之间均浇筑有混凝土8。本实施例中通过在预制桩1和衬砌侧墙31上分别固定第一“L”型钢筋4和第二“L”型钢筋5伸至预制桩1和衬砌侧墙31之间，以及将冠梁2内的冠梁钢筋笼7与衬砌侧墙31顶部的连接钢筋6连接，并在衬砌侧墙31与预制桩1之间以及衬砌侧墙31与冠梁2之间浇筑混凝土8，使预制桩1、冠梁2和预制衬砌3连接为一个受力整体，使得预制桩1得到再次利用，降低对周边环境影响，同时可以降低衬砌侧墙31的厚度，发挥预制桩1的支护作用，大幅节约施工材料，减少预制衬砌整体重量，便于运输和现场拼装，且施工简便快捷，节省整体施工工期。

进一步地，多根第一“L”型钢筋4和多根第二“L”型钢筋5均呈多排多列设置，且列数相对应；每一列所述第一“L”型钢筋4与对应列的所述第二“L”型钢筋5沿竖直方向呈交错设置。如图1所示，本实施例中相对应列的第一“L”型钢筋4和第二“L”型钢筋5上下交错布置。

更进一步地，所述第一“L”型钢筋4和所述第二“L”型钢筋5均水平布置且对向设置，且每一列所述第一“L”型钢筋4与对应列的所述第二“L”型钢筋5形成的竖向孔隙中插入有竖向钢筋9。本实施例中由于第一“L”型钢筋4和第二“L”型钢筋5均水平布置且对向设置，因此，相对列的第一“L”型钢筋4和第二“L”型钢筋5交叉在竖直方向上形成方形的竖向孔隙，并在该竖向孔隙中插入竖向钢筋9，提高叠合结构的强度。

更进一步地，所述竖向钢筋9的顶部伸至所述冠梁2与所述衬砌侧墙31之间。本实施例中竖向钢筋9的顶部可以伸至冠梁2与衬砌侧墙31之间与连接钢筋6连接，提高叠合结构的整体性。

进一步地，所述预制桩1上预留有与多根所述第一“L”型钢筋4相对应的多个第一钢筋接驳器10，所述第一“L”型钢筋4的一端与相对应的所述第一钢筋接驳器10连接。

更进一步地，所述衬砌侧墙31上留有与多根所述第二“L”型钢筋5和多根连接钢筋6相对应的多个第二钢筋接驳器11，所述第二“L”型钢筋5的一端与相对应的所述第二钢筋接驳器11连接，所述连接钢筋6的一端与相对应的所述第二钢筋接驳器11连接，所述连接钢筋6的另一端与所述冠梁钢筋笼7连接。本实施例中通过在预制桩1和衬砌侧墙31内分别预埋第一钢筋接驳器10和第二钢筋接驳器11，以便于后期在预制桩1上安装第一“L”型钢筋4，在衬砌侧墙31上安装第二“L”型钢筋5和连接钢筋6。

更进一步地，多个第一钢筋接驳器10在所述预制桩1上按照两侧密、中间疏的方式布置；多个第二钢筋接驳器11在所述衬砌侧墙31上按照两侧密、中间疏、角点疏的方式布置。如图1和图2所示，本实施例中预制桩1上的第一“L”型钢筋4采用两侧密、中间疏的方式布置，衬砌侧墙31上的第二“L”型钢筋5和连接钢筋6整体上采用两侧密、中间疏、角点疏的方式布置，降低侧墙中部承受弯矩。

进一步地，所述冠梁2的底部预留有面向所述衬砌侧墙31的孔槽，所述冠梁钢筋笼7部分暴露于所述孔槽中，所述连接钢筋6与暴露于所述孔槽中的所述冠梁钢筋笼7连接。本实施例在浇筑时在冠梁2的底部面向衬砌侧墙31的位置预留孔槽，不进行混凝土浇筑，并使冠梁钢筋笼7部分暴露于孔槽中以便于后期与衬砌侧墙31上连接的连接钢筋6连接，提高顶部叠合区域的强度，且孔槽内、冠梁2与预制衬砌3之间以及预制桩1与预制衬砌3之间的混凝土8可以一次浇筑，提高预制桩1、冠梁2与预制衬砌3的整体性。

更进一步地，所述连接钢筋6为L形，且所述连接钢筋6的一端固定于所述衬砌侧墙31内，另一端伸至所述冠梁钢筋笼7内并与所述冠梁钢筋笼7连接。本实施例中，连接钢筋6可以为“L”型钢筋，也可以采用其他形式的钢筋。

如图1-图3所示，本实施例还提供上述的明挖隧道预制桩墙叠合结构的施工方法，包括如下步骤：

1）在工厂完成预制桩1的预制，同时在预制桩1的侧壁上预留多个第一钢筋接驳器10，并按两侧密，中间疏方式排布；然后将预制桩1运输至施工现场，并将第一钢筋接驳器10面向隧道开挖侧进行预制桩1的沉桩施作，并且保证沉桩高度误差不能过大；

2）施做冠梁2，先将基坑开挖至冠梁2施做标高位置，绑扎冠梁钢筋笼7，再现浇冠梁2，使各预制桩1连接为一整体，同时注意在冠梁2底部正对预制衬砌3的位置预留孔槽不浇筑，以保持部分冠梁钢筋笼7外露状态，便于后期与衬砌侧墙31上的连接钢筋6连接；

3）在工厂完成预制衬砌3的预制，同时在衬砌侧墙31的外侧与预制桩1相对应的位置处和与冠梁2相对应的位置处分别预留多个第二钢筋接驳器11，第二钢筋接驳器11在衬砌侧墙31上按照两侧密、中间疏、角点疏的方式排布；并使与预制桩1相对应的多个第二钢筋接驳器11在预留位置上与第一钢筋接驳器10的列数相对应，且对应列的第一钢筋接驳器10和第二钢筋接驳器11沿竖直方向呈交错布置；

4）明挖隧道基坑开挖完成后，在预制桩1上的第一钢筋接驳器10上水平安装第一“L”型钢筋4；然后将预制衬砌3运输至施工现场并拼装完成后，在衬砌侧墙31上与预制桩1相对应的位置处的第二钢筋接驳器11上水平安装第二“L”型钢筋5，并使第二“L”型钢筋5与第一“L”型钢筋4对向布置；

5）将预制衬砌3吊装安放至预定位置，使第一“L”型钢筋4与第二“L”型钢筋5在竖直方向上交错布置；在衬砌侧墙31上与冠梁2相对应的位置处的第二钢筋接驳器11上安装连接钢筋6，并将连接钢筋6与冠梁钢筋笼7暴露在孔槽中的部分连接；

6）在每一列第一“L”型钢筋4与对应列的第二“L”型钢筋5形成的竖向孔隙中插入竖向钢筋9，然后在衬砌侧墙31与预制桩1之间以及衬砌侧墙31与冠梁2之间浇筑混凝土8，使预制桩1、冠梁2和预制衬砌3连接为一个受力整体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，其特征在于：包括预制衬砌、预制桩以及设置于所述预制桩顶部的冠梁；所述预制桩上面向所述预制衬砌的衬砌侧墙的一侧固定有多根第一“L”型钢筋，所述衬砌侧墙上面向所述预制桩的位置处固定有多根第二“L”型钢筋，所述衬砌侧墙上面向所述冠梁的位置处固定有多根连接钢筋；所述冠梁内设有冠梁钢筋笼，所述冠梁钢筋笼与所述连接钢筋连接；所述衬砌侧墙与所述预制桩之间以及所述衬砌侧墙与所述冠梁之间均浇筑有混凝土。

2.如权利要求1所述的一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，其特征在于：多根第一“L”型钢筋和多根第二“L”型钢筋均呈多排多列设置，且列数相对应；每一列所述第一“L”型钢筋与对应列的所述第二“L”型钢筋沿竖直方向呈交错设置。

3.如权利要求2所述的一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，其特征在于：所述第一“L”型钢筋和所述第二“L”型钢筋均水平布置且对向设置，且每一列所述第一“L”型钢筋与对应列的所述第二“L”型钢筋形成的竖向孔隙中插入有竖向钢筋。

4.如权利要求3所述的一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，其特征在于：所述竖向钢筋的顶部伸至所述冠梁与所述衬砌侧墙之间。

5.如权利要求1所述的一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，其特征在于：所述预制桩上预留有与多根所述第一“L”型钢筋相对应的多个第一钢筋接驳器，所述第一“L”型钢筋的一端与相对应的所述第一钢筋接驳器连接。

6.如权利要求5所述的一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，其特征在于：所述衬砌侧墙上留有与多根所述第二“L”型钢筋和多根连接钢筋相对应的多个第二钢筋接驳器，所述第二“L”型钢筋的一端与相对应的所述第二钢筋接驳器连接，所述连接钢筋的一端与相对应的所述第二钢筋接驳器连接，所述连接钢筋的另一端与所述冠梁钢筋笼连接。

7.如权利要求6所述的一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，其特征在于：多个第一钢筋接驳器在所述预制桩上按照两侧密、中间疏的方式布置；多个第二钢筋接驳器在所述衬砌侧墙上按照两侧密、中间疏、角点疏的方式布置。

8.如权利要求1所述的一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，其特征在于：所述冠梁的底部预留有面向所述衬砌侧墙的孔槽，所述冠梁钢筋笼部分暴露于所述孔槽中，所述连接钢筋与暴露于所述孔槽中的所述冠梁钢筋笼连接。

9.如权利要求8所述的一种明挖隧道预制桩墙叠合结构，其特征在于：所述连接钢筋为L形，且所述连接钢筋的一端固定于所述衬砌侧墙内，另一端伸至所述冠梁钢筋笼内并与所述冠梁钢筋笼连接。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的明挖隧道预制桩墙叠合结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在工厂完成预制桩的预制，同时在预制桩的侧壁上预留多个第一钢筋接驳器；然后将预制桩运输至施工现场，并将第一钢筋接驳器面向隧道开挖侧进行预制桩的沉桩施作；

2）施做冠梁，先绑扎冠梁钢筋笼，再现浇冠梁，同时预留孔槽暴露出冠梁钢筋笼；

3）在工厂完成预制衬砌的预制，同时在衬砌侧墙的外侧与预制桩相对应的位置处和与冠梁相对应的位置处分别预留多个第二钢筋接驳器，并使与预制桩相对应的多个第二钢筋接驳器在预留位置上与第一钢筋接驳器的列数相对应，且对应列的第一钢筋接驳器和第二钢筋接驳器沿竖直方向呈交错布置；

4）明挖隧道基坑开挖完成后，在预制桩上的第一钢筋接驳器上安装第一“L”型钢筋；然后将预制衬砌运输至施工现场，在衬砌侧墙上与预制桩相对应的位置处的第二钢筋接驳器上安装第二“L”型钢筋，并使第二“L”型钢筋与第一“L”型钢筋对向布置；

5）将预制衬砌安放至预定位置，在衬砌侧墙上与冠梁相对应的位置处的第二钢筋接驳器上安装连接钢筋，并将连接钢筋与暴露于孔槽中的冠梁钢筋笼连接；

6）在每一列第一“L”型钢筋与对应列的第二“L”型钢筋形成的竖向孔隙中插入竖向钢筋，然后在衬砌侧墙与预制桩之间以及衬砌侧墙与冠梁之间浇筑混凝土。

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