CN206070725U - 主体结构墙预应力结构 - Google Patents

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黄�俊
李宏
马波
杨奎
郭映飞
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本实用新型涉及地下工程施工技术领域,尤其涉及主体结构墙结构改进。主体结构墙预应力结构,包括侧墙和底板,还包括预埋于侧墙和底板中的呈中空结构的套管,套管的第一端伸出底板,套管的第二端伸出侧墙;套管中穿设有钢绞线,钢绞线能够从套管中抽出;钢绞线上施加有预应力,施加的预应力用于抵抗侧墙变形。本实用新型中的主体结构墙预应力结构,不仅结构简单,而且能够有效减少回筑作业过程中的干扰,大大降低了工人的劳动作业强度。使用主体结构墙预应力结构代替钢管换撑作业,解决了钢管换撑过程中顶板未浇筑前,因直接拆除钢管支撑造成的侧向水、土压力大导致基坑变形过大、侧墙外侧受拉而破坏侧墙结构的问题。

Description

主体结构墙预应力结构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及地下工程施工技术领域,尤其涉及主体结构墙结构改进。
背景技术
[0002] 在地下工程明挖法施工过程中,较大比例的深基坑支护采用"垂直支挡结构+多道 支撑"的设计方案,例如:垂直支挡结构采用SMW工法桩、钻孔灌注桩或地下连续墙,其中,支 撑通常采用钢筋混凝土支撑或钢管支撑。基坑开挖阶段,一般自上而下分层开挖土体并及 时架设支撑。主体结构回筑阶段,自下而上浇筑主体结构板、墙结构,并逐层拆除支撑。一般 深基坑深度约10~20米,个别深基坑超过30米,支撑布设竖向间距约3~5米,主体结构回筑 受支撑的影响分成多段施工。主体结构分段回筑施工中,主体结构尚未形成有效的受力体 系,从安全性、经济性角度出发,通常采用换撑作业,换撑作业的工序如图1至图4。
[0003] 图1是基坑开挖支护完成后浇筑隧道结构底板的结构图,其中,基底坑400的两侧 设置有围护结构100,两围护结构100之间设有砼支撑300、第一支撑钢管601和第二支撑钢 管602,在两围护结构100之间的预定位置处还设置有立柱桩500。施工过程中,在完成上述 结构架设后,首先进行隧道底板200的浇筑。
[0004] 图2是拆除第二支撑钢管后浇筑隧道侧墙的结构图。在完成隧道底板200浇筑后, 拆除起到支撑作用的第二支撑钢管602,接着进行隧道侧墙700的浇筑。隧道底板200与隧道 侧墙700之间的施工缝应保证平整光滑。
[0005] 图3是安装换撑钢管后拆除第一支撑钢管的结构图。隧道侧墙700浇筑完毕后,在 两隧道侧墙700之间安装换撑钢管900,而后将第一支撑钢管601拆除。
[0006] 图4是隧道顶板浇筑完成后拆除换撑钢管的结构图。安装好换撑钢管900后,进行 隧道顶板800的浇筑,浇筑完成后将换撑钢管900拆除。
[0007] 上述地下工程主体结构回筑阶段采用的换撑操作法存在以下问题:
[0008] 1)换撑安装作业采用的换撑钢管与主体结构施工脚手架存在干扰,影响主体结构 回筑作业,部分施工单位存在抵触情绪,进而带来安全隐患;
[0009] 2)换撑钢管拆除作业在主体结构完成后实施,不仅作业空间小、运输条件差,而且 由于难以使用大型机械,造成操作人员的劳动强度大、施工风险高。
[0010] 基于上述原因,从充分利用已完成主体结构墙、板承载能力的角度,提出在已完成 主体结构墙、板内施加预应力以替代换撑的解决方案。
[0011] 因此,有必要提出一种主体结构墙预应力结构及主体结构墙的回筑方法,能够充 分利用己完成主体结构墙、板的承载能力,在保证支撑能力的同时替代换撑作业施工结构 和施工方法,从而消除安全隐患,降低施工难度。 实用新型内容
[0012] (一)要解决的技术问题
[0013] 本实用新型的目的在于,提出一种主体结构墙预应力结构,该预应力结构能够充 分利用己完成主体结构墙、板的承载能力,解决了现有技术中换撑作业施工结构存在的施 工难度大、施工单位存在抵触情绪、换撑钢管拆除和运输条件差的问题。
[0014] (二)技术方案
[0015] 为了达到上述目的,本实用新型采用的主要技术方案包括:
[0016] 一种主体结构墙预应力结构,包括侧墙和底板,还包括预埋于所述侧墙和底板中 的呈中空结构的套管,所述套管的第一端伸出所述底板,所述套管的第二端伸出所述侧墙;
[0017] 所述套管中穿设有钢绞线,所述钢绞线能够从所述套管中抽出;
[0018] 所述钢绞线上施加有预应力,施加的所述预应力用于抵抗所述侧墙变形。
[0019] 进一步的,所述套管的第一端和第二端上分别设置有锚具,所述锚具用于对施加 预应力后的所述钢绞线进行固定。
[0020] 优选的,所述套管在所述侧墙和底板中呈弧形结构设置,所述弧形结构贯穿所述 侧墙和底板;
[0021] 所述套管距所述侧墙的外表面6cm± 1cm;
[0022] 所述弧形结构的弯曲半径RS 100cm。
[0023]进一步的,沿所述侧墙的长度方向平行设置有预定数量的所述套管。
[0024] 优选的,相邻两所述套管之间相距1.5m±0. lm。
[0025](三)有益效果
[0026]本实用新型的有益效果是:本实用新型中的主体结构墙预应力结构,不仅结构简 单,而且能够有效减少回筑作业过程中的干扰,大大降低了工人的劳动作业强度。
[0027]使用主体结构墙预应力结构代替钢管换撑作业,解决了钢管换撑过程中顶板未浇 筑前,因直接拆除钢管支撑造成的侧向水、土压力大导致基坑变形过大、侧墙外侧受拉而破 坏侧墙结构的问题。
[0028]本实用新型在套管中的钢绞线上施加预应力,钢绞线对结构侧墙外侧施加压力抵 消基坑的部分侧向压力,保证了在不增设钢管换撑的情况下浇筑顶板期间,基坑变形在安 全范围内。
附图说明
[0029] 图1是基坑开挖支护完成后浇筑隧道结构底板的结构图;
[0030]图2是拆除第二支撑钢管后浇筑隧道侧墙的结构图;
[0031]图3是安装换撑钢管后拆除第一支撑钢管的结构图;
[0032]图4是隧道顶板浇筑完成后拆除换撑钢管的结构图;
[0033]图5是主体结构墙预应力结构的横截面半剖图;
[0034]图6是主体结构墙预应力结构的俯视结构图;
[0035]图7是主体结构墙预应力结构的部分结构图。
[0036]【附图标记说明】
[0037] 100、围护结构;
[0038] 200、隧道底板;
[0039] 300、轮支撑;
[0040] 400、基坑底;
[0041] 500、立柱粧;
[0042] 601、第一支撑钢管;
[0043] 602、第二支撑钢管;
[0044] 700、隧道侧墙;
[0045] 800、隧道顶板;
[0046] 900、换撑钢管;
[0047] 1、钢绞线;
[0048] 2、锚具;
[0049] 3、套管;
[0050] 4、侧墙;
[0051] 5、底板。
具体实施方式
[0052]为了更好的解释本实用新型,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对 本实用新型作详细描述。
[0053] 实施例一
[00M]如图5、图6所示,是本实施例提出的主体结构墙预应力结构,包括侧墙4和底板5。 为了保证顶板浇筑过程中整个基坑,尤其是侧墙4不产生较大变形,在侧墙4和底板5中预埋 有呈中空结构的套管3,套管3中穿设有钢绞线1,钢绞线1能够从套管3中抽出。
[0055]作为一种优选的实施方式,套管3的截面为圆环形结构,但并不局限于圆环形结 构,在某些情况下也可以使用截面是方形的中空结构或其他能够实现套管3作用的结构。 [0056]为了方便将钢绞线1从套管3中抽出,套管 3的第一端伸出底板5,套管3的第二端伸 出侧墙4。在本实施例中,对钢绞线1采用多重防腐措施,在钢绞线1外涂防锈油脂,单根包聚 乙烯后,整束再用聚乙烯管包裹。在对钢绞线1进行选取时要满足《预应力混凝土用钢绞线》 (GB/T5224)标准,并根据结构计算钢绞线1所需要提供的预应力值对钢绞线1进行选型。在 计算预应力时要注意以下问题,在回筑阶段,钢绞线1的预应力参与基坑支护结构计算与基 坑稳定性验算过程,钢绞线1的预应力设计值应确保施工期间不设置换撑的情况下,主体结 构墙体变形值在安全范围内。
[0057] 为了解决现有技术中的钢管换撑过程中顶板未浇筑前,因直接拆除钢管支撑造成 的侧向水、土压力大导致基坑变形过大、侧墙外侧受拉而破坏侧墙结构的问题。需要在本实 施例中的钢绞线1上施加预应力,施加的预应力用于抵抗侧墙4和基坑的变形。
[0058] 为了保证在对钢绞线1施加预应力后保持钢绞线1不移动,套管3的第一端和第二 端上分别设置有锚具2,锚具2用于对施加预应力后的钢绞线1进行固定。在本实施例中,锚 具2固定时采用夹片式结构,优选的,锚具2的代号为YJM,夹具选用的代号为YJJ,使用的连 接器的代号为YJL。本实施例中的锚具2固定体系主要由螺母、锚锭套、内外套管和热缩保护 套等部件组成。锚锭套与钢绞线1之间连接可靠,安全性高,钢绞线1集束穿入锚锭套,可根 据受力的需要调整挤压力和压紧长度,使锚锭套受挤压后塑性变形而产生的对钢绞线1的 握裹力能够保证不滑丝。同时,锚锭套的硬度比钢绞线1低,对钢绞线1损伤不大,可以达到 较高的锚固效率系数。此外,不管钢绞线1受力如何,锚锭套对其的握裹力都是不变的,在钢 绞线1应力是负应力的情况下都不会松
[0059] 脱。由于设置了热缩保护套,热缩保护套包在锚锭套外周,起到密封和在运输过程 中保护外螺纹的作用。而且锚锭套内钢绞线1间有隔离物,可根据不同的吨位,采用相应的 多根钢绞线。上述结构是本实施例中选用的一种方式,但在使用过程中并不仅仅局限在上 述一种方式,只要能够实现钢绞线1的固定即可。
[00<50] 作为一种优选的实施方式,套管3在侧墙4和底板5中呈弧形结构设置,弧形结构贯 穿侧墙4和底板5。套管3弯曲形成的弧形结构应在保证结构混凝土保护层厚度的前提下尽 可能的靠近主体结构侧墙的外侧。套管3距侧墙4的外表面6cm± lcm,弧形结构的转角处避 免采用直角结构,直角结构容易造成套管3的损坏而造成整体结构无法使用。优选的,套管3 的弧形结构的弯曲半径R2 100cm,但弧形结构的弯曲半径也不宜过大,可以根据经验值进 行确定,能够保证套管3发挥作用即可。
[0061] 如图7所示,位置a处为套管3距离侧墙4的左外侧壁的距离,此处的距离为6cm土 lcm;位置b处为套管3距离侧墙4底部外壁的距离,此处的距离也为6cm± lcm;位置c处为套 管3的弧形结构,此处的弧度为R3l〇〇cm。
[0062]为了保证整个侧墙4和基坑的稳定性,沿侧墙4的长度方向平行设置有预定数量的 套管3。该预定数量是根据侧墙4的长度不同进行确定的。一种优选的方式是,按照相邻两套 管3之间相距l_5m±0_l m的方式对套管3的数量进行设置,优选各个相邻两套管3之间相距 相等。
[0063]本实施例中的主体结构墙预应力结构,不仅结构简单,而且能够有效减少回筑作 业过程中的千扰,大大降低了工人的劳动作业强度。
[00M]本实施例通过在套管3中的钢绞线1上施加预应力,钢绞线1对结构侧墙4外侧施加 压力抵消基坑的部分侧向压力,保证了在不增设钢管换撑的情况下浇筑顶板期间,基坑变 形在安全范围内。
[0065]本实施例中的主体结构墙可以按如下回筑方法进行回筑。
[0066]本实施例中的主体结构墙的回筑方法,包括以下步骤:
[0067]步骤sl〇、将钢绞线穿入呈中空结构的套管中。在该步骤中要求钢绞线能够在套管 中被抽动,套管不能对钢绞线包裹的过紧。
[0068]步骤S20、将套管预埋在预定位置处,而后依次进行底板和侧墙浇筑。该步骤又具 体包含以下两个步骤:
[0069]步骤S21、在浇筑底板之前,将套管的一部分预埋于底板所在位置处,并使套管的 第一端伸出底板。
[0070]步骤S22,在浇筑侧墙之前,将套管的其余部分预埋于侧墙所在位置处,并使套管 的第二端伸出侧墙。
[0071]1步§聚s3〇、对套管中的钢绞线进行拉伸施加预应力,施加预应力完成后通过固定件 对钢绞线进行固定。在该步骤中,施加预应力的过程需要在浇筑侧墙时的混凝土强度达到 设计强度的70% -8〇%后,优选为75%,对钢绞线进彳丁拉伸施加预应力。优选的,该步骤中 使用到的固定件为锚具。
[0072]步骤S40、整体浇筑完成后,拆除钢绞线和固定件;
[0073]步骤S50、封堵套管,优选采用水泥砂浆对套管进行封堵。
[0074]本实施例中的主体结构墙的回筑方法简单易行、操作方便,操作过耘中相比现有 技术中的钢管换撑作业用到的人力、物力少,大大降低了施工成本,极大的提高了施工单位 的经济效益,适合大规模推广使用。
[0075]以上内容仅为本实用新型的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本实 用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为 对本实用新型的限制。

Claims (5)

1 •一种主体结构墙预应力结构,包括侧墙(4)和底板(5),其特征在于,还包括预埋于所 述侧墙⑷和底板(5)中的呈中空结构的套管(3),所述套管⑶的第一端伸出所述底板(5), 所述套管⑶的第二端伸出所述侧墙⑷; 所述套管⑶中穿设有钢绞线⑴,所述钢绞线⑴能够从所述套管⑶中抽出; 所述钢绞线(1)上施加有预应力,施加的所述预应力用于抵抗所述侧墙⑷变形。
2.如权利要求1所述的主体结构墙预应力结构,其特征在于,所述套管(3)的第一端和 第二端上分别设置有锚具(2),所述锚具(2)用于对施加预应力后的所述钢绞线(1)进行固 定。 3•如权利要求2所述的主体结构墙预应力结构,其特征在于,所述套管(3)在所述侧墙 ⑷和底板⑶中呈弧形结构设置,所述弧形结构贯穿所述侧墙⑷和底板(5); 所述套管⑶距所述侧墙⑷的外表面6cm± lcm; 所述弧形结构的弯曲半径R3 l〇〇cm。 4•如权利要求1至3任一项所述的主体结构墙预应力结构,其特征在于,沿所述侧墙(4) 的长度方向平行设置有预定数量的所述套管(3)。 5•如权利要求4所述的主体结构墙预应力结构,其特征在于,相邻两所述套管(3)之间 相距 1.5111±0. lm。
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