CN112681494A - 景观截流井井体的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种景观截流井井体的制作方法，包括以下步骤，(1)、用混凝土3D打印出用于拼接的复数个第一、第二井体构件以及底部的井底构件，(2)、按序将井底构件、多个第二井体构件以及多个第一井体构件逐一从下至上拼装到设定高度，并保持所有第一空腔与所有第二空腔贯通；(3)、将多个竖筋分别放置在第一井体构件的各第一空腔和第二井体构件的各第二空腔并由井底构件支承，向第一空腔及第二空腔灌入高强无收缩的灌浆料，并充满第一空腔和第二空腔以及各第一凹部和各第二凹部，将井底构件、第二井体构件以及第一井体构件固定和止水。本发明整体性能较好，施工周期短，外观造型更加丰富多样，大大减轻交通运输及土建安装。

Description

景观截流井井体的制作方法

技术领域

本发明涉及一种景观截流井井体的制作方法，属于城市雨水管道系统技术领域。

背景技术

目前，城市排水管网体制一般分为两种：合流制排水管网和分流制排水管网。合流制排水系统有两个主要功能，一是截流污水，使进入水体的污水尽可能少，二是在雨天泄洪，实现上述功能的设施成为截流井，岸上没有实施条件的时候截流井是在河道中实施的，而在老城区历史文化街区等部分场景对河道中截流井有外观要求。

传统截流井井体采用普通钢筋混凝土结构，需要浇筑基础，扎钢筋笼，制模板等施工程序，费时费力，制造成本高，效率低。由于截流井需要受到水流冲击，为了满足支模和其他需要，井壁厚构造为250mm，截流井制造为钢筋混凝土现场浇筑，存在不美观、施工周期长、质量不稳定等诸多弊端。

3D打印技术即快速形成技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用多种材料，例如粉末状金属或者塑料或者水泥等可粘合材料，利用通层打印方法来构造物体的技术。3D打印技术是集数控、机械CAD/CAM技术、激光加工、新材料科学等多种新型技术为一体的新技术，通过设计建模和打印两个阶段，精确、快捷地制造各种建(构)筑物或其构件。3D打印技术与传统相比，其优势不仅体现在速度快，可以比传统技术快数倍到数十倍以上；不需要使用模板，可以大幅节约成本，并且具有低碳、绿色、环保的特点；与传统相比，3D打印的不但建材质量可靠，还可节约材料30％-60％、缩短工期50％-70％、减少人工50％-80％。

现有采用3D打印截流井的井体结构，采用多个竖梁及多个水平肋梁，可在工厂或现场制作，将水平钢筋及竖钢筋对应穿设在竖梁及多个水平肋梁所预留筋孔，再通过粘接材料固定制框架，最后用井壁材料沿框架打印形成井壁，使井壁与水平肋梁和竖梁连接，在使用相同的材料、满足相同结构性能的前提下，能减少构件的体积，减轻构件质量。但种截流井井体是采用整体打印成型，实施难度较大，不仅对打印的支撑材料要求非常高，而且对打印设备要求也较高，还易受交通运输的限制。其次，在制作时，还需人工将水平钢筋及竖钢筋穿设竖梁及水平肋梁相应的预留筋孔，安装的工作量较大，效率无法进一步提高。随着人们对城市化美化要求日益提高，要求截流井外壁的美观也提出了要求，通常是将装饰层锚固在井体的外壁，造成施工工期更久，费用更高，且安全性和稳定性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能预先打印出各井体构件并能现场拼接组装，通过一次灌浆进行整体固定和止水，整体性能较好，外观造型更加丰富多样，施工周期短，大大减轻交通运输及土建安装的景观截流井井体的制作方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种景观截流井井体的制作方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)、打印井体构件：

用混凝土3D打印出用于拼接的复数个第一井体构件、复数个第二井体构件以及底部的井底构件；

制作第一井体构件，打印出由内向外的第一内套、第一外套和装饰圈、以及连接在第一内套、第一外套和装饰圈上的多个第一肋板构成的第一井壁，两两第一肋板与第一内套和第一外套形成用于灌浆的第一空腔及与第一外套和装饰圈形成的架空腔，在打印中放置第一钢筋横筋架，将第一钢筋横筋架上的第一内圈筋、第一连接圈筋、第一外圈筋及装饰筋分别放置在各自对应的第一内套、第一内套与第一外套之间以及第一外套和装饰圈处，将与第一内圈筋、第一连接圈筋、第一外圈筋及装饰筋连接的多个第一肋筋放置在对应的第一肋板处，继续打印到顶部，在各第一肋板处预留与第一空腔相通并用于充填灌浆料的第一凹部；

制作第二井体构件，打印出由内向外的第二内套、第二外套以及连接在第二内套和第二外套上的多个第二肋板构成的第二井壁，两两第二肋板与第二内套和第二外套形成用于灌浆的第二空腔，在打印接中放置第二钢筋横筋架，将第二钢筋横筋架上的第二内圈筋、第二连接圈筋和第二外圈筋分别放置在各自对应的第二内套、第二内套与第二外套之间以及第二外套处，将与第二内圈筋、第二连接圈筋、第二外圈筋连接的多个第二肋筋放置在对应的第二肋板处，继续打印到顶部，在各第二肋板处预留用于充填灌浆料的第二凹部；

制作井底构件，打印座体底部后，放置第三钢筋横筋架下层的网格横筋，继续打印到上部再放置上层的网格横筋，继续打印到顶部；

(2)、井体构件拼装：

按序将井底构件、多个第二井体构件以及多个第一井体构件逐一从下至上拼装到设定高度，将第二内套和第二外套与第一内套和第二外套对齐，并保持所有第一空腔与所有第二空腔贯通；

(3)、灌浆：

将多个竖筋分别放置在第一井体构件的各第一空腔和第二井体构件的各第二空腔并由井底构件支承，向第一空腔及第二空腔灌入高强无收缩的灌浆料，并充满第一空腔和第二空腔以及各第一凹部和各第二凹部，将井底构件、第二井体构件以及第一井体构件固定和止水。

本发明的景观截流井井体采用模块化装配式设计，将井体分解为三个井体构件，通过3D打印制得具有装饰圈的第一井体构件以及第二井体构件和井底构件，所形成模块化构件提升了井体3D打印效率，不仅整体性能较好，且无需对打印设备的要求。本发明通过三D打印出的第一井体构件具有一体的装饰圈，能缩施工周期，降低制作成本，提高了井体的安全性和稳定性，加之装饰圈能制成不同外观形状，并在拼接时还能组合成不同的造型，使装饰圈灵活多变，实现截流井各种景观造型，满足截流井景观要求。本发明在打印第一井体构件和第二井体构件，将钢筋横筋架设置内、外套以及肋板，尤其在内、外套之间用于灌浆的空腔处也设有连接圈筋是在打印过程就植入，拼接后进行灌浆前，又将多个竖筋分别放置该空腔内，再用高强无收缩的灌浆料灌入内外套的腔内，并通过灌浆料将连接圈筋及竖筋固定，井体通过浆灌工艺一次成型，而井壁由内外套以及中间的灌浆料构成，井体强度高，井体包含有横筋和竖筋，能满足截留井的抗压、抗拉等强度要求。本发明在第一及第二井体构件各肋板处预留用于充填水泥浆料的凹部，在灌浆时能增加浆料的流动性，确保各井体构件内充入浆料，实现可靠的连接，具有较强的抗渗性能。本发明采用多个第一井体构件以及多个第二井体构件与井底构件拼接而成，装配时可灵活调节井体高度，大大减轻交通运输及土建安装的限制，扩充了应用场景。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明第一井体构件制作中间放置第一钢筋横筋架的结构示意图。

图2是本发明第一井体构件的结构示意图。

图3是图2的A-A剖视结构示意图。

图4是本发明第二井体构件制作中间第二钢筋横筋架的结构示意图。

图5是本发明第二井体构件的结构示意图。

图6是图5的A-A剖视结构示意图。

图7是本发明井体构件采用承插口拼装的结构示意图。

图8是本发明井底构件的结构示意图。

图9是本发明景观截流井井体构件拼装后的结构示意图。

图10是图9的C-C剖视结构示意图。

图11是图9的D-D剖视结构示意图。

图12是本发明景观截流井井体结构示意图。

图13是图12的俯视结构示意图。

其中：1—第一井体构件，1-1—第一井壁，1-11—第一内套，1-12—第一外套，1-13装饰圈，1-14—第一肋板，1-15—第一空腔，1-16—架空腔，1-17—第一凹部，1-18—第一承插口，1-2—第一钢筋横筋架，1-21—第一内圈筋，1-22—第一连接圈筋，1-23—第一外圈筋，1-24—装饰筋，1-25—第一肋筋，2—第二井体构件，2-1—第二井壁，2-11—第二内套，2-12—第二外套，2-13—第二肋板，2-14—第二空腔，2-15—第二凹部，2-16—第二承插口，2-2—第二钢筋横筋架，2-21—第二内圈筋，2-22—第二连接圈筋，2-23—第二外圈筋，2-24—第二肋筋，3—井底构件，3-1—座体，3-11—凸环，3-2—第三钢筋横筋架，3-21—网格横筋，3-22—钢筋框，4—竖筋，5—灌浆料。

具体实施方式

见图1～13所示，本发明景观截流井井体的制作方法，包括以下步骤。

(1)、打印井体构件：用混凝土3D打印出用于拼接的复数个第一井体构件1，复数个第二井体构件2和井底构件3，该混凝土可采用不低于C30砼强度的打印材料。

制作第一井体构件1，见图1～3所示，用混凝土3D打印出由内向外的第一内套1-11、第一外套1-12和装饰圈1-13，以及连接在第一内套1-11、第一外套1-12和装饰圈1-13上的多个第一肋板1-14构成的第一井壁1-1，两两第一肋板1-14与第一内套1-11和第一外套1-12形成用于灌浆的第一空腔及与第一外套1-12和装饰圈1-13形成的架空腔1-16，在打印中放置第一钢筋横筋架1-2，将第一钢筋横筋架1-2上的第一内圈筋1-21、第一连接圈筋1-22、第一外圈筋1-23及装饰筋1-24分别放置在各自对应的第一内套1-11、第一内套1-11与第一外套1-12之间以及第一外套1-12和装饰圈1-13处，将与第一内圈筋1-21、第一连接圈筋1-22、第一外圈筋1-23及装饰筋1-24连接的多个第一肋筋1-25放置在对应的第一肋板1-14处，最好将第一内圈筋1-21、第一连接圈筋1-22、第一外圈筋1-23以及装饰筋1-24与多个第一肋筋1-25预先捆扎固定，而装饰筋1-24可为圈筋或为短筋，可根据装饰圈1-13的形状设置，钢筋采用HRB400级，继续打印到顶部，并在各第一肋板1-14处预留与第一空腔相通并用于充填灌浆料5的第一凹部1-17，使通过植入横筋架，并与竖筋4配合能满足截留井的抗压、抗拉等结构强度要求，通过第一凹部1-17增加灌浆料5的流动性，同时也增加接触连接面，使井体具有较好的防渗效果。

见图1～3所示，本发明第一井体构件1高度在10-30cm，第一钢筋横筋架1-2位于第一井体构件1的中部，且第一井体构件1上的第一肋板1-14均布设置，当井体为圆形时，可沿圆周方向均布，当井体为矩形时按其长度均布，第一空腔1-15的长度是第一肋板1-14的长度的5～10倍，可根据井体高度可调整第一井体构件1的数量，并通过控制的第一井体构件1位置，如各层装饰筋1-24相错或对齐设置，就得到不同的外观的装饰效果。

制作第二井体构件2，见图4～6所示，本发明用混凝土3D打印出由内向外的第二内套2-11、第二外套2-12以及连接在第二内套2-11和第二外套2-12上的多个第二肋板2-13形成的第二井壁2-1，两两第二肋板2-13与第二内套2-11和第二外套2-12形成用于灌浆的第二空腔2-14，第二内套2-11和第二外套2-12与第一内套1-11、第一外套1-12尺寸完全相同，在打印接中放置第二钢筋横筋架2-2，将第二钢筋横筋架2-2上的第二内圈筋2-21、第二连接圈筋2-22及第二外圈筋2-23分别放置在各自对应的第二内套2-11、第二内套2-11与第二外套2-12之间以及第二外套2-12处，将与第二内圈筋2-21、第二连接圈筋2-22和第二外圈筋2-23连接的多个第二肋筋2-24放置在对应的第二肋板2-13处，最好将第二内圈筋2-21、第二连接圈筋2-22、第二外圈筋2-23与多个第二肋筋2-24预先捆扎固定，钢筋采用HRB400级，继续打印到顶部，并在各肋板处预留用于充填灌浆料5的第二凹部2-15，通过打印植入横筋架，并与竖筋4配合能满足截留井的抗压、抗拉等结构强度要求，并通过第二凹部2-15增加相邻井体构成的连接接触面，具有较好的防渗效果。

见图4～6所示，本发明第二井体构件2高度在10-30cm，第二钢筋横筋架2-2位于第二井体构件2的中部，第二井体构件2上的第二肋板2-13均布设置，且第二空腔2-14的长度是第二肋板2-13的长度的5～10倍，根据井体设计高度，调整第二井体构件2的数量，装配时可灵活调节其高度。

本发明为快速拼装，见图7所示，在打印第一井体构件1时，第一内套1-11及第一外套1-12的底部和顶部分别打印出用于凹凸插接的环形或半环形的第一承插口1-18；在打印第二井体构件2时，第二内套2-11及第二外套2-12的底部和顶部分别打印出用于凹凸插接的环形或半环形的第二承插口2-16，且井底构件3上设有与第二井体构件2的第二承插口2-16相配的凹槽或凸环3-11，使上下的井体构件均能快速定位而提高拼装效率。

制作井底构件3，见图8所示，用混凝土3D打印座体3-1底部，放置第三钢筋横筋架3-2下层的网格横筋3-21，继续打印到上部再放置上层的网格横筋3-21，网格横筋3-21由多条横向和纵向钢筋与圈筋固定而成，继续打印到顶部。本发明为进一步提高井底的承压能力，井底构件3打印时，在放置下层的网格横筋3-21时，同时放置钢筋框3-22，继续打印到钢筋框3-22上部时再放置上层的网格横筋3-21，继续打印到顶部，且井底构件3预留出用于放置竖筋4的多个插筋孔。

(2)、井体构件拼装：

见图9～11所示，本发明按序将井底构件3、多个第二井体构件2以及多个第一井体构件1逐一从下至上拼装到设定高度，将第二内套2-11和第二外套2-12与第一内套1-11和第二外套2-12对齐，并保持所有第一空腔1-15与所有第二空腔2-14贯通，方便灌浆料5均能充满空腔内。

当第一井体构件1和第二井体构件2的上下端面具有承插口时，在井体构件拼装时，通过井底构件3上的凹槽或凸环3-11、第二井体构件2上的第二承插口2-16以及第一井体构件1上的第一承插口1-18逐一连接。本发明为进一步提高井体的止水性能，在拼接时，井底构件3、第二井体构2以及第一井体构1的拼装接触面均涂有止水材料，井底构件3、第二内套2-11和第二外套2-12及第一内套1-11和第二外套2-12接触面均涂有止水材料，采用高性能8防渗胶水，止水性能更加可靠。

(3)、灌浆：

见图9～11所示，将多个竖筋4分别放置在第一井体构件1的各第一空腔1-15和第二井体构件2的各第二空腔2-14并由井底构件3支承。本发明还可在竖筋4放置时，将各竖筋4插接在对应的插筋孔内，竖筋4位于第一连接圈筋1-22和第二连接圈筋2-22的一侧，各竖筋4与顶部的第一井体构件1的第一连接圈筋1-22固定。见图12、13所示，向第一空腔1-15及第二空腔2-14灌入高强无收缩的灌浆料5，采用高强无收缩水泥灌浆料灌浆，并充满第一空腔1-15和第二空腔2-14以及各第一凹部1-17和各第二凹部2-15，将井底构件3、第二井体构件2以及第一井体构件1固定和止水。本发明在井体构件的内套及外套之间采用灌浆工艺一次成型，并与各连接圈筋及各竖筋4固定连接，井体强度高，抗渗性强。

Claims (8)

1.一种景观截流井井体的制作方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)、打印井体构件：

用混凝土3D打印出用于拼接的复数个第一井体构件、复数个第二井体构件以及底部的井底构件；

制作第一井体构件，打印出由内向外的第一内套、第一外套和装饰圈、以及连接在第一内套、第一外套和装饰圈上的多个第一肋板构成的第一井壁，两两第一肋板与第一内套和第一外套形成用于灌浆的第一空腔及与第一外套和装饰圈形成的架空腔，在打印中放置第一钢筋横筋架，将第一钢筋横筋架上的第一内圈筋、第一连接圈筋、第一外圈筋及装饰筋分别放置在各自对应的第一内套、第一内套与第一外套之间以及第一外套和装饰圈处，将与第一内圈筋、第一连接圈筋、第一外圈筋及装饰筋连接的多个第一肋筋放置在对应的第一肋板处，继续打印到顶部，在各第一肋板处预留与第一空腔相通并用于充填灌浆料的第一凹部；

制作第二井体构件，打印出由内向外的第二内套、第二外套以及连接在第二内套和第二外套上的多个第二肋板构成的第二井壁，两两第二肋板与第二内套和第二外套形成用于灌浆的第二空腔，在打印接中放置第二钢筋横筋架，将第二钢筋横筋架上的第二内圈筋、第二连接圈筋和第二外圈筋分别放置在各自对应的第二内套、第二内套与第二外套之间以及第二外套处，将与第二内圈筋、第二连接圈筋、第二外圈筋连接的多个第二肋筋放置在对应的第二肋板处，继续打印到顶部，在各第二肋板处预留用于充填灌浆料的第二凹部；

制作井底构件，打印座体底部后，放置第三钢筋横筋架下层的网格横筋，继续打印到上部再放置上层的网格横筋，继续打印到顶部；

(2)、井体构件拼装：

按序将井底构件、多个第二井体构件以及多个第一井体构件逐一从下至上拼装到设定高度，将第二内套和第二外套与第一内套和第二外套对齐，并保持所有第一空腔与所有第二空腔贯通；

(3)、灌浆：

将多个竖筋分别放置在第一井体构件的各第一空腔和第二井体构件的各第二空腔并由井底构件支承，向第一空腔及第二空腔灌入高强无收缩的灌浆料，并充满第一空腔和第二空腔以及各第一凹部和各第二凹部，将井底构件、第二井体构件以及第一井体构件固定和止水。

2.根据权利要求1所述的景观截流井井体的制作方法，其特征在于：在打印第一井体构件时，第一内套及第一外套的底部和顶部分别打印出用于凹凸插接的环形或半环形的第一承插口；在打印第一井体构件时，第二内套及第二外套的底部和顶部分别打印出用于凹凸插接的环形或半环形的第二承插口，且井底构件上设有与第二井体构件的第二承插口相配的凹槽或凸环，井体构件拼装时，通过井底构件上的凹槽或凸环、第二井体构件上的第二承插口以及第一井体构件上的第一承插口逐一连接。

3.根据权利要求1或2所述的景观截流井井体的制作方法，其特征在于：所述井底构件、第二井体构以及第一井体构的拼装接触面均涂有止水材料。

4.根据权利要求1所述的景观截流井井体的制作方法，其特征在于：在井底构件打印时，在放置下层的网格横筋时，同时放置钢筋框，打印到钢筋框上部时再放置上层的网格横筋，继续打印到顶部，且井底构件预留出用于放置竖筋的多个插筋孔，在竖筋放置时，将竖筋插接在插筋孔内，竖筋位于第一连接圈筋和第二连接圈筋的一侧，各竖筋与顶部的第一井体构件的第一连接圈筋固定。

5.根据权利要求1所述的景观截流井井体的制作方法，其特征在于：所述第一井体构件高度在10-30cm，且第一钢筋横筋架位于第一井体构件的中部。

6.根据权利要求1所述的景观截流井井体的制作方法，其特征在于：第一井体构件的第一肋板均布设置，且第一空腔的长度是第一肋板的长度的5～10倍。

7.根据权利要求1所述的景观截流井井体的制作方法，其特征在于：所述的第二井体构件高度在10-30cm，第二钢筋横筋架位于第二井体构件的中部。

8.根据权利要求1所述的景观截流井井体的制作方法，其特征在于：第二井体构件的第二肋板均布设置，且第二空腔的长度是第二肋板的长度的5～10倍。

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