CN115030220B - 一种地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，属于建筑结构减震技术领域，包括设置地下结构，将桥墩穿设在地下结构内，使得桥墩底部抵接地下结构底板上，在桥墩顶部架设高架桥；制备防水减震层，在地下结构侧板与土体之间设置防水减震层，在桥墩与地下结构顶板与底板连接处设置防水减震层，在地下结构顶板与底板外铺设防水卷材。本申请中地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其通过在泡沫混凝土中掺入防水剂，使得减震层兼具防水功能，同时采用防水涂料、复合高分子自粘胶膜防水卷材、遇水膨胀止水环和镀锌钢板止水带以及聚硫密封胶等进行联合防水，保证了合建结构的长期耐久性，具备较好的可实施性、经济性和可靠性。

Description

一种地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法

技术领域

本发明属于建筑结构减震技术领域，具体涉及一种地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法。

背景技术

在一些旧城区的改造地段，为了缓解城市交通日趋紧张的局面以及节约城市建筑空间，地下结构和高架桥合建结构也被越来越多的城市采用。

地下结构和高架桥合建工程作为城市的交通枢纽，其上部为桥跨结构，而下部为框架结构，二者的受力和传力方式都有着显著差异，组合结构的受力机理也更为复杂，目前关于地下结构与高架桥合建结构抗震性能的研究也较少。

现有的地下结构与高架桥采用刚节点连接方式，导致其竖向跨度较大，其水平抗震能力较弱，在发生地震时，容易发生上部桥梁整体坍塌并导致地下结构破坏的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种地下结构与高架桥合建抗震结构，用以解决现有地下结构与高架桥合建结构不稳定且遇到地震容易破坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，包括如下步骤：

S1、设置地下结构，将桥墩穿设在地下结构内，使得桥墩底部抵接在地下结构的底板上，在桥墩顶部架设高架桥；

S2、制备防水减震层；

S3、在桥墩与地下结构的顶板与底板连接处设置防水减震层；

S4、在地下结构的顶板与底板外侧铺设防水卷材；

S5、在地下结构侧板与土体之间设置防水减震层。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中防水减震层的制备方式为：

将水泥、石灰、水、骨料、外加剂和防水剂在搅拌机内混合搅拌制成水泥石灰膏砂浆；

将水泥石灰膏砂浆质量计百分之十的发泡剂水溶液搅拌形成粒径0.8~1.2mm的泡沫颗粒；

将泡沫颗粒与水泥石灰膏砂浆搅拌混合，制得泡沫混凝土；

将泡沫混凝土涂覆在地下结构表面形成防水减震层。

作为本发明的进一步改进，步骤S5中地下结构侧板与土体之间的防水减震层的设置方式为：

在侧板制备成型过程中预埋连接钢筋，连接钢筋部分伸入到侧板内，且部分向外伸出；

将制备得到的泡沫混凝土涂覆在侧板靠近土体一侧，且泡沫混凝土将连接钢筋伸出部分全部包覆，泡沫混凝土在侧板上固化成型为防水减震层。

作为本发明的进一步改进，所述连接钢筋伸入侧板内的深度为8~15cm，所述连接钢筋伸入防水减震层内的深度为8~15cm。

作为本发明的进一步改进，所述连接钢筋伸入侧板的一端还套设有遇水膨胀止水环。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中桥墩与地下结构的顶板与底板连接处防水减震层设置方式为：

在桥墩与地下结构的顶板、底板的连接处预留20~30cm的浇筑间隙；

在桥墩与地下结构的顶板、底板间的浇筑间隙内浇筑泡沫混凝土，在桥墩外周形成防水减震层；

在桥墩与防水减震层埋置连接钢筋，连接钢筋伸入桥墩和防水减震层内的深度为8~15cm。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中在桥墩与地下结构顶板连接节点处还预埋有膨胀止水带。

作为本发明的进一步改进，步骤S4中地下结构的顶板与底板外侧铺设防水卷材的方式为：

在地下结构顶板外铺设防水卷材，防水卷材至桥墩与地下结构顶板连接节点处铺设至地下结构顶板与侧板连接处，并朝向地下结构侧板延伸1~1.5m，并在防水卷材端部采用聚硫密封胶收口。

作为本发明的进一步改进，地下结构侧板及底板与周围土体之间的防水减震层的厚度为40~60cm。

作为本发明的进一步改进，在地下结构侧板与周围土体之间设置防水减震层之前，在侧板朝向土体一侧还涂刷有防水涂料。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

（1）本发明中的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其通过在泡沫混凝土中掺入防水剂，使得减震层兼具防水功能，同时采用防水涂料、复合高分子自粘胶膜防水卷材、遇水膨胀止水环和镀锌钢板止水带以及聚硫密封胶等进行联合防水，解决了地下结构与高架桥合建结构的主体和连接节点处的渗漏水问题，保证了合建结构的长期耐久性，具备较好的可实施性、经济性和可靠性。

（2）本发明的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其通过在桥墩与地下结构的连接处设置防水减震层，通过在防水减震层内添加防水剂，使得该防水减震层具备低弹减震性并具备防水性能，其能够在桥墩与地下结构的连接节点处形成有效防水，并能够对震动产生的冲击载荷起到良好的吸收和分散，以降低震动时候地下结构与桥墩连接处的破坏情况，提高该地下结构与高架桥合建抗震结构的安全性。

（3）本发明的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其通过在桥墩与地下结构的连接处设置防水减震层，并在二者之间设置膨胀止水带，并在地下结构顶板外铺设高分子自粘胶膜防水卷材，在保证桥墩与地下结构之间良好的抗震缓冲能力的同时，在二者连接处形成有效防水结构，保证了该地下结构与高架桥合建抗震结构的防水性能。

附图说明

图1是本发明实施例中地下结构与高架桥合建抗震结构的施工流程示意图；

图2是本发明实施例中地下结构与高架桥合建抗震结构的剖面结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、地下结构；2、桥墩；3、高架桥；4、防水减震层；5、防水卷材。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

本申请包括一种地下结构1与高架桥3合建抗震结构的施工方法，如图1、2所示，其设置在地下结构1与高架桥3合建结构上，该合建结构包括高架桥3，设置在高架桥3底部的桥墩2，设置在土体内部的地下结构1，该地下结构1包括顶板、底板和两个侧门，两个侧板与顶板、底板合围形成地下结构1的通行空间。具体地，该抗震结构的施工方法如下：

S1、设置地下结构1，将桥墩2穿设在地下结构1内，使得桥墩2底部抵接在地下结构1的底板上，在桥墩2顶部架设高架桥3；

S2、制备防水减震层4；

S3、在桥墩2与地下结构1的顶板与底板连接处设置防水减震层4；

S4、在地下结构1的顶板与底板外侧铺设防水卷材5；

S5、在地下结构1侧板与土体之间设置防水减震层4。

本申请在原有地下结构1与高架桥3合建结构的基础上，通过在地下结构1与其侧向接触的土体之间设置防水减震层4，以降低四周土体对地下结构1的挤压；同时通过在地下结构1的顶板与底板处铺设防水卷材5，提高了地下结构1本身防水能力，并在桥墩2与地下结构1的接触端面处设置防水减震层4，既能避免桥墩2与地下结构1接触的间隙处发生渗漏问题，又能通过防水减震层4降低在地震时地下结构1与桥墩2的剪切破坏，极大程度提高原有地下结构1与高架桥3合建结构的防水性和抗震性，具备较好的可实施性、经济性和可靠性。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请步骤S2中的防水减震层4为自行制备，其制备过程如下：

将水泥、石灰、水、骨料、外加剂和防水剂在搅拌机内混合搅拌制成水泥石灰膏砂浆；

将水泥石灰膏砂浆总质量百分之十的发泡剂水溶液搅拌形成粒径为0.8~1.2mm的泡沫颗粒；

将泡沫颗粒与水泥石灰膏砂浆加入搅拌机混合，制得泡沫混凝土。

具体地，上述防水减震层4的制备主要是在原有的泡沫混凝土中掺杂防水剂成分，使得该泡沫混凝土具备了一定的防水能力。此处原有泡沫混凝土的制备工艺参数及各组分比例在此不再赘述，且发泡剂水溶液制备的泡沫颗粒通常在1mm左右，其粒径范围仅作为优选限定，在实际产生的泡沫颗粒中其尺寸可能在0.5~2mm之间。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请步骤S5中地下结构1的侧板与土体之间的防水减震层4的设置方式为：

在侧板制备成形过程中预埋连接钢筋，并使得连接钢筋部分伸入到侧板内，且部分向外伸出，将制备得到的泡沫混凝土涂覆在侧板外侧，泡沫混凝土固化成型为防水减震层4，防水减震层4粘接在侧板外侧，并使得连接钢筋伸出侧板的一端嵌设在该防水减震层4内。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中连接钢筋预埋在侧板内的深度为8~15cm；同时该连接钢筋预埋在防水减震层4内的深度同样在8~15cm，该深度下的连接钢筋能够很好地将侧板与防水减震层4进行连接，避免了二者因材料不同而出现分离的问题，确保二者连接稳定性。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的连接钢筋预埋到侧板内的一端还套设有遇水膨胀止水环，其能进一步提高连接钢筋与侧板之间的连接稳定性。并且，遇水膨胀止水环能够避免连接钢筋与地下结构1连接处发生锈蚀问题，提高连接钢筋与地下结构1连接的稳定性。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中步骤S3中桥墩2与地下结构1的顶板与底板连接处防水减震层4的设置方式为：

在桥墩2与地下结构1的顶板、底板的连接处预留20~30cm的浇筑间隙；

在桥墩2与地下结构1的顶板、底板间的浇筑间隙内浇筑泡沫混凝土，在桥墩2外周形成防水减震层4；

在桥墩2与防水减震层4之间埋置连接钢筋，连接钢筋两端分别伸入到桥墩2和防水减震层4内，且连接钢筋伸入桥墩2和防水减震层4内的深度为8~15cm。

为了确保桥墩2与地下结构1连接处的稳定性，桥墩2与地下结构1的顶板、底板的连接处不能采用刚性连接，因此需要在二者的连接处填充防水减震层4，以使得二者具备一定弹性。因此在桥墩2与地下结构1的连接处预留20~30cm的浇筑间隙，然后在浇注间隙内填充防水减震层4，并通过连接钢筋加强二者的连接。

进一步地，作为本发明的优选实施例，该桥墩2与地下结构1顶板连接节点处还预埋有膨胀止水带。具体地，该膨胀止水带设置在防水减震层4与桥墩2之间，以进一步加强桥墩2与地下结构1连接处的防水性能。优选地，该膨胀止水带优选为镀锌钢板止水带。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请步骤S4中地下结构1的顶板与底板外侧铺设防水卷材5的方式为：

在地下结构1顶板外铺设防水卷材5，防水卷材5至桥墩2与地下结构1顶板外侧连接节点的转折处向外延伸1~1.5m并部分覆盖地下结构1侧板，并在防水卷材5端部采用聚硫密封胶收口。

在地下结构1与桥墩2连接处设置防水减震层4以及遇水膨胀止水带虽然能够在一定程度上确保二者连接处的防水性能，但是由于地下结构1的顶板在使用过程中会承受更多的雨水渗漏问题。为此，在地下结构1的顶板处覆盖防水卷材5，通过防水卷材5进一步提高其防水性能。进一步地，防水卷材5从地下结构1与桥墩2连接处开始向外铺设，且防水卷材5铺设至地下结构1顶板外端后朝向外延伸1~1.5m，以对地下结构1的顶板与侧板连接处进行防水密封，避免二者连接处发生渗漏问题。优选地，此处防水卷材5优选为复合高分子自粘胶膜防水卷材5，其具备较佳的防水性能和粘接性能。

作为本发明的优选实施例，本申请中地下结构1侧板及底板与周围土体之间的防水减震层4厚度为40~60cm，减震层与侧板间设置连接钢筋，连接钢筋长度伸入侧板和防水减震层48~15cm，连接钢筋在侧板内预埋遇水膨胀止水环，同时侧板外侧在浇筑防水泡沫混凝土前涂刷防水涂料，防水涂料可增强侧板与防水减震层4之间的防水性能，并且由于地下结构1顶板的防水卷材5朝向侧板延伸1~1.5m，该防水卷材5与该防水涂料之间的有效搭接距离同样在1~1.5m之间。值得注意的是，此处防水卷材5优先搭接在地下结构1的侧板上，然后侧板外部浇筑防水泡沫混凝土以形成防水减震层4。

优选地，地下结构1的顶板与底板均朝向侧板延伸防水卷材5，使得地下结构1的顶部与底部同步包裹防水卷材5，确保其连接处的防水性能。

本发明中的地下结构1与高架桥3合建抗震结构的施工方法其通过在地下结构1与桥墩2连接处设置防水减震层4，并在地下结构1外周设置防水减震层4，并配合在防水减震层4与地下结构1、桥墩2的连接处设置连接钢筋、遇水膨胀止水环、涂刷防水涂料，并在地下结构1的顶板、底板上铺设防水卷材5等，以此在保证地下结构1与桥墩2之间良好的抗震缓冲性能的同时，有效避免二者连接处的渗水问题。克服了地下结构1与高架桥3合建结构设置了泡沫混凝土后，因连接钢筋存在无法实施结构全包防水的问题，解决了合建结构主体及特殊节点的渗漏水问题，保证合建结构的长期耐久性。

本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、设置地下结构，将桥墩穿设在地下结构内，使得桥墩底部抵接在地下结构的底板上，在桥墩顶部架设高架桥；

S2、制备防水减震层；所述防水减震层的制备方式为：将水泥、石灰、水、骨料、外加剂和防水剂在搅拌机内混合搅拌制成水泥石灰膏砂浆；将水泥石灰膏砂浆质量计百分之十的发泡剂水溶液搅拌形成粒径0.8~1.2mm的泡沫颗粒；将泡沫颗粒与水泥石灰膏砂浆搅拌混合，制得泡沫混凝土；将泡沫混凝土涂覆在地下结构表面形成防水减震层；

S3、在桥墩与地下结构的顶板与底板连接处设置防水减震层；所述桥墩与地下结构的顶板与底板连接处防水减震层的设置方式为：在桥墩与地下结构的顶板、底板的连接处预留20~30cm的浇筑间隙；在桥墩与地下结构的顶板、底板间的浇筑间隙内浇筑泡沫混凝土，在桥墩外周形成防水减震层；在桥墩与防水减震层之间埋置连接钢筋，连接钢筋伸入桥墩和防水减震层内的深度为8~15cm；

S4、在地下结构的顶板与底板外侧铺设防水卷材；

S5、在地下结构侧板与土体之间设置防水减震层。

2.根据权利要求1所述的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其特征在于，步骤S5中地下结构侧板与土体之间的防水减震层的设置方式为：

在侧板制备成型过程中预埋连接钢筋，连接钢筋部分伸入到侧板内，且部分向外伸出；

将制备得到的泡沫混凝土涂覆在侧板靠近土体一侧，且泡沫混凝土将连接钢筋伸出部分全部包覆，泡沫混凝土在侧板上固化成型为防水减震层。

3.根据权利要求2所述的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其特征在于，所述连接钢筋伸入侧板内的深度为8~15cm，所述连接钢筋伸入防水减震层内的深度为8~15cm。

4.根据权利要求2所述的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其特征在于，所述连接钢筋伸入侧板的一端还套设有遇水膨胀止水环。

5.根据权利要求1所述的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其特征在于，步骤S3中在桥墩与地下结构顶板连接节点处还预埋有膨胀止水带。

6.根据权利要求1所述的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其特征在于，步骤S4中地下结构的顶板与底板外侧铺设防水卷材的方式为：

在地下结构顶板外铺设防水卷材，防水卷材至桥墩与地下结构顶板连接节点处铺设至地下结构顶板与侧板连接处，并朝向地下结构侧板延伸1~1.5m，并在防水卷材端部采用聚硫密封胶收口。

7.根据权利要求1所述的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其特征在于，地下结构侧板及底板与周围土体之间的防水减震层的厚度为40~60cm。

8.根据权利要求2所述的地下结构与高架桥合建抗震结构的施工方法，其特征在于，在地下结构侧板与周围土体之间设置防水减震层之前，在侧板朝向土体一侧还涂刷有防水涂料。