專(zhuān)利名稱(chēng)：超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程設(shè)計(jì)建造方法一利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法。
背景技術(shù)：
隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展以及汽車(chē)化時(shí)代的快速到來(lái)，開(kāi)發(fā)地下空間解決城市地皮緊張，停車(chē)?yán)щy問(wèn)題是當(dāng)務(wù)之急。近年來(lái)大型地下工程不斷出現(xiàn)，地下室深度越來(lái)越深，長(zhǎng)度也越來(lái)越長(zhǎng)，如何保質(zhì)保量的完成地下工程的建造，確保地下工程在施工階段和永久使用階段不開(kāi)裂不漏水已經(jīng)成為了必須解決的難題。國(guó)家對(duì)超長(zhǎng)鋼筋砼地下室的設(shè)計(jì)施工有明確的規(guī)范規(guī)定，地下室的長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)范后必須設(shè)變形縫。而變形縫的施工困難、防水永久性問(wèn)題也很難解決。隨著地下工程越來(lái)越 深，地下水滲透壓力越來(lái)越大，因而對(duì)變形縫的防水要求越來(lái)越高，而目前的技術(shù)還無(wú)法解決此難題。按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置的變形縫將對(duì)地下工程的永久安全和正常使用構(gòu)成無(wú)法消除的隱患。因而近年來(lái)開(kāi)始突破規(guī)范推行無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，采用的手段無(wú)非是“防”(改變砼級(jí)配和使用添加劑)、“放”(設(shè)置后澆帶或施工縫)、“抗”(設(shè)置后澆膨脹砼加強(qiáng)帶及增設(shè)抗裂筋等)三種手段。大量的地下工程建設(shè)實(shí)踐證明，地下工程建造中砼的收縮以及使用階段的溫差收縮等產(chǎn)生裂縫使地下工程產(chǎn)生漏水等工程事故無(wú)法完全避免，尤其是超長(zhǎng)地下工程更是如此。目前工程界處于兩難境界，若按規(guī)范設(shè)置變形縫傳統(tǒng)做法，變形縫的防水和永久性問(wèn)題很突出，尤其地下室的深度越建越深；若按無(wú)永久縫設(shè)計(jì)思路，國(guó)內(nèi)外近年也有一定采用“防、放、抗”三種手段的工程案例，但收縮裂縫產(chǎn)生漏水的現(xiàn)象仍無(wú)法避免，目前尚無(wú)更有效的設(shè)計(jì)建造方法來(lái)解決此難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，為解決超長(zhǎng)地下室不設(shè)變形縫的同時(shí)減少或避免收縮裂縫的產(chǎn)生提供了新的設(shè)計(jì)思路和建造方法。一種超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，建造步驟如下I)、利用常規(guī)的地下工程技術(shù)施工后澆帶或施工縫將超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體劃分為若干個(gè)小區(qū)域；2)、根據(jù)每個(gè)小區(qū)域內(nèi)客觀存在的或經(jīng)過(guò)改造的不動(dòng)約束體的約束度大小確定該區(qū)域不動(dòng)約束體的數(shù)量，確保該區(qū)域不會(huì)收縮開(kāi)裂；3)、在缺少或沒(méi)有不動(dòng)約束體的小區(qū)域內(nèi)，增設(shè)不動(dòng)約束體；4)、在各小區(qū)域的施工中，將地下工程與位于該區(qū)域的不動(dòng)約束體澆筑成整體；5)、將各區(qū)域間的后澆帶或施工縫用膨脹砼澆筑，使各區(qū)域連成整體，完成超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體。
不動(dòng)約束體是指根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算必須建造而客觀存在的構(gòu)件，一般為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，為了節(jié)約造價(jià)，常使用地下工程建造中已經(jīng)存在的合適構(gòu)件作為不動(dòng)約束體，如地下室底板下的工程樁、下凸地梁、承臺(tái)、電梯井等，或?yàn)榈叵率┕に璐蛟O(shè)的臨時(shí)圍護(hù)樁、圍護(hù)壓頂梁、圍囹梁等，也可根據(jù)該區(qū)域不動(dòng)約束體分布不足根據(jù)需要增設(shè)約束體，如打設(shè)樁體、下凸條形或塊狀體，以增強(qiáng)約束能力。不動(dòng)約束體的約束度是指不動(dòng)約束體阻止與其相連接的地下工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生砼收縮變形的能力。為了增強(qiáng)不動(dòng)約束體的約束度，不動(dòng)約束體內(nèi)鋼筋與相應(yīng)區(qū)域內(nèi)鋼筋相連接，連接符合力學(xué)計(jì)算要求。不動(dòng)約束體的約束度可根據(jù)理論計(jì)算或?qū)嶒?yàn)得出。利用這些不動(dòng)約束體，阻止施工中砼的收縮變形和使用中由于溫差引起的收縮變形，確保該小區(qū)域地下工程不會(huì)引起收縮開(kāi)裂。如此將一超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體化大為小，各自為陣，阻止砼收縮變形的傳遞和積累，危急地下工程的安全。 不動(dòng)約束體可以分為點(diǎn)、塊、面、條等，如地下室底板下的單個(gè)工程樁可為點(diǎn)約束體，群樁結(jié)合下凸的承臺(tái)可為塊約束體，下凸的電梯樓梯核心區(qū)結(jié)合群樁即為面約束體，而下凸的地梁等可為條約束體等等，整個(gè)超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體的周邊根據(jù)受力和功能分布著各種約束體，如地下室底板下的樁、地梁、承臺(tái)等客觀存在的，而沿地下室外墻的圍護(hù)樁通過(guò)簡(jiǎn)單的連接改造也可構(gòu)造出約束體，具體做法是根據(jù)這些客觀存在的約束體的分布，通過(guò)后澆帶，施工縫等將超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體劃分成各個(gè)小區(qū)域，各小區(qū)域通過(guò)客觀存在的約束體或補(bǔ)充改造增設(shè)的約束體，結(jié)合該區(qū)域地下結(jié)構(gòu)的配筋，確保該區(qū)域不含由于砼收縮產(chǎn)生的裂縫，并且阻止這種收縮變形的傳遞和積累，各自為陣，達(dá)到確保超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生砼收縮裂縫的目的。超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體為地下室外墻板，為了充分利用現(xiàn)有的工程設(shè)施，地下室開(kāi)挖時(shí)臨時(shí)輔助用的圍護(hù)樁、壓頂梁、圍囹梁可以作為不動(dòng)約束體。不動(dòng)約束體為圍護(hù)樁時(shí)，將地下外墻板與圍護(hù)樁澆筑成整體，利用圍護(hù)樁來(lái)阻止地下室外墻板收縮變形的產(chǎn)生。地下室外墻板和圍護(hù)樁的連接方式可為以下幾種方法一、鑿開(kāi)圍護(hù)樁，在圍護(hù)樁內(nèi)植入錨筋，錨筋的另一端與地下室外墻板內(nèi)鋼筋連接，澆筑砼將圍護(hù)樁、錨筋、地下室外墻板連接為一體。二、鑿開(kāi)圍護(hù)樁，將錨筋一端與圍護(hù)樁內(nèi)的主筋焊接，另一端與地下室外墻板內(nèi)鋼筋連接，通過(guò)砼將圍護(hù)樁、錨筋、地下室外墻板澆筑成整體。三、鑿開(kāi)圍護(hù)樁，割開(kāi)圍護(hù)樁內(nèi)預(yù)留的箍筋，通過(guò)錨筋連接箍筋與地下室外墻板內(nèi)鋼筋，也可以將箍筋兩端直接錨入地下室外墻板，通過(guò)砼將圍護(hù)樁、錨筋、地下室外墻板澆筑成整體。四、在圍護(hù)樁間澆筑鋼筋砼嵌固塊，嵌固塊內(nèi)鋼筋與地下室外墻板內(nèi)鋼筋連接，整體澆注成一體。為了節(jié)約造價(jià)，在滿(mǎn)足約束度的情況下，嵌固塊可以根據(jù)需要在水平方向和深度方向連續(xù)或間隔布置。嵌固塊和錨筋也可以混合排布。所述的超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體可以為地下室底板，地下室底板與下凸的承臺(tái)、縱橫梁及工程樁鋼筋相連、整體澆注，這些構(gòu)件正是客觀存在的不動(dòng)約束體，通過(guò)這些不動(dòng)約束體阻止地下室底板收縮變形的產(chǎn)生。若這些不動(dòng)約束體的約束度不足，也可以根據(jù)需要另外澆筑短樁、固定塊、固定條作為不動(dòng)約束體。
本發(fā)明通過(guò)不動(dòng)約束體阻止與其對(duì)應(yīng)區(qū)域砼收縮變形的產(chǎn)生，減小砼收縮變形的應(yīng)力，阻止收縮變形的傳遞和積累，使每個(gè)區(qū)域的收縮變形不會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂，達(dá)到無(wú)永久縫的超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程的抗裂防滲漏效果。


圖I是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)的地下室支撐結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)的地下室結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明一種使用嵌固塊約束地下室外墻板的示意圖；圖4是圖3中A向所示嵌固塊約束地下室外墻板的示意圖；圖5是本發(fā)明第二種使用嵌固塊約束地下室外墻板的示意圖； 圖6是圖5中B向所示嵌固塊約束地下室外墻板的示意圖；圖7-8是本發(fā)明中嵌固塊在圍護(hù)樁間兩種分布方法的示意圖；圖9是本發(fā)明中壓頂梁約束地下室外墻板的示意圖；圖10-13是本發(fā)明在圍護(hù)樁植筋約束地下室外墻板的四種方法示意圖；圖14是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)的第二種地下室結(jié)構(gòu)示意圖；圖15-17是本發(fā)明中圍圖梁、圍護(hù)樁、壓頂梁約束地下室外墻板的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1-2所示本發(fā)明應(yīng)用在某工程中，該工程為地下室多層結(jié)構(gòu)，其中地下室外墻板和地下室底板均為超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)體。施工步驟如下I、施工工程樁6和擋土止水帷幕7，在緊貼止水帷幕的內(nèi)側(cè)施工圍護(hù)樁2。2、上部放坡開(kāi)挖至支撐8的底部位置(若土性差或周邊環(huán)境不允許放坡時(shí)可采用土釘圍護(hù)開(kāi)挖)，施工圍護(hù)樁的壓頂梁9，整體澆筑砼使支撐8與壓頂梁9形成整體。3、開(kāi)挖至下層支撐的底部，整體澆筑圍囹梁14和第二層支撐8。重復(fù)步驟3，開(kāi)挖至需要的層數(shù)。4、開(kāi)挖至坑底,施工地下室底板5、樁承臺(tái)10及地梁11。利用后燒帶將地下室底板5劃分成若干個(gè)區(qū)域。根據(jù)劃分的區(qū)域大小及樁承臺(tái)10、地梁11的約束度，確定該區(qū)域內(nèi)需要不動(dòng)約束體的數(shù)量，在缺少不動(dòng)約束體的區(qū)域，設(shè)置短樁，也可以增設(shè)固定塊、固定條。綁扎地下室底板5、樁承臺(tái)10、地梁11、短樁的鋼筋籠，同時(shí)樁承臺(tái)10、短樁、地梁11與對(duì)應(yīng)的地下室底板5區(qū)域通過(guò)鋼筋焊接連接，整澆成一體，其中鋼筋的焊接連接符合力學(xué)計(jì)算要求。施工后澆帶，將每個(gè)區(qū)域連接起來(lái)形成超長(zhǎng)地下室底板5，地下室底板5通過(guò)樁承臺(tái)10與工程樁6固定連接。樁承臺(tái)10及地下室底板5與圍護(hù)樁2采用鋼筋焊接整澆連接。5、鑿除第三層支撐8和圍囹梁14，施工第三層地下室外墻板I和第三層地下室頂板13。通過(guò)后澆帶將地下室外墻板I劃分成若干個(gè)區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的圍護(hù)樁2間施工嵌固塊4，根據(jù)區(qū)域的大小及嵌固塊4的約束度確定嵌固塊4在水平和深度方向的布置方式，如圖3所示嵌固塊4在水平方向間隔布置，如圖4所示嵌固塊4在深度方向間隔布置，也可以如圖5-6所示在水平和深度方向連續(xù)布置。嵌固塊4還可以布置成其他符合需要的樣式，如圖7-8所示。嵌固塊4為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，綁扎地下室外墻板I的鋼筋籠時(shí)，嵌固塊4內(nèi)的鋼筋與對(duì)應(yīng)區(qū)域的鋼筋焊接，符合力學(xué)要求。在地下室外墻板I近工程樁6 —側(cè)支模，通過(guò)混凝土將嵌固塊4與對(duì)應(yīng)區(qū)域整體澆筑，然后施工后澆帶，將每個(gè)區(qū)域連接起來(lái)形成超長(zhǎng)地下室外墻板I。
同時(shí)將圍護(hù)樁間空隙用粘土 12或素砼填實(shí)。重復(fù)步驟5，鑿除第一、二層支撐和圍囹梁，施工地下室外墻板和地下室頂板。施工地下室外墻板至壓頂梁時(shí)，壓頂梁可以作為不動(dòng)約束體，根據(jù)需要每隔一定的距離植入錨筋連接地下室外墻板，整體澆注，如圖9所示。在步驟5中可以通過(guò)在圍護(hù)樁2內(nèi)植入錨筋3替換在圍護(hù)樁2間施工嵌固塊4，如圖10所示，鑿開(kāi)圍護(hù)樁2，將錨筋3 —端植入圍護(hù)樁2內(nèi)，另一端與對(duì)應(yīng)區(qū)域的地下室外墻板內(nèi)鋼筋連接；如圖11所示，鑿開(kāi)圍護(hù)樁2，將連接地下室外墻板I的錨筋3與主筋焊接；如圖12所示，鑿開(kāi)圍護(hù)樁2，將圍護(hù)樁內(nèi)預(yù)留的箍筋一端與地下室外墻板I內(nèi)鋼筋焊接或者通過(guò)錨筋3連接；如圖13所示，通過(guò)相互間隔澆筑嵌固塊和植入錨筋的方法約束地下室外墻板。以上方法最后均是通過(guò)混凝土將圍護(hù)樁2、地下室外墻板I、錨筋3或箍筋澆筑成整體，當(dāng)然根據(jù)約束度的不同，可以根據(jù)需要在水平和深度方向連續(xù)或間隔植入錨筋3，最后將圍護(hù)樁間空隙用粘土 12或素砼填實(shí)，使圍護(hù)樁成為一個(gè)大的不動(dòng)約束體。當(dāng)兩個(gè)圍護(hù)樁2間的地下室外墻板I產(chǎn)生收縮變形時(shí)，與兩個(gè)圍護(hù)樁2相連的錨筋3能夠各自約束住砼的收縮變形，使圍護(hù)樁2間的地下室外墻板I不能收縮開(kāi)裂，同時(shí)兩根錨筋3間的地下室外墻板由于長(zhǎng)度短，砼的收縮變形小不會(huì)產(chǎn)生收縮開(kāi)裂，從而達(dá)到整個(gè)地下室外墻板的抗裂防滲漏效果。在步驟5中可以用另一種方法施工地下室外墻板，如圖14所示，鑿除支撐8，緊挨著圍囹梁14施工地下室外墻板I。將圍囹梁14作為不動(dòng)約束體，每隔一定距離植入錨筋3連接地下室外墻板I，整體澆注圍囹梁14和地下室外墻板1，如圖15所示。圍囹梁14缺少的地方，為了約束地下室外墻板，可以將圍護(hù)樁2作為不動(dòng)約束體，如圖16所示。壓頂梁9作為不動(dòng)約束體時(shí)，每隔一定距離植入錨筋3連接地下室外墻板1，如圖17所示。地下室為單層結(jié)構(gòu)時(shí)，約束地下室外墻板的不動(dòng)約束體可以是圍護(hù)樁和壓頂梁，所用的約束方法可以采用如上所述的澆筑嵌固塊和植筋，嵌固塊和錨筋根據(jù)需要在水平和深度方向布置，也可以采用其他符合本發(fā)明技術(shù)要求的方法。
權(quán)利要求
1.一種超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，其特征在于 建造步驟如下 1)、利用常規(guī)的地下工程技術(shù)施工后澆帶或施工縫將超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體劃分為若干個(gè)小區(qū)域； 2)、根據(jù)每個(gè)小區(qū)域內(nèi)客觀存在的或經(jīng)過(guò)改造的不動(dòng)約束體的約束度大小確定該區(qū)域不動(dòng)約束體的數(shù)量，確保該區(qū)域不會(huì)收縮開(kāi)裂； 3)、在缺少或沒(méi)有不動(dòng)約束體的小區(qū)域內(nèi)，增設(shè)不動(dòng)約束體； 4)、在各小區(qū)域的施工中，將地下工程與位于該區(qū)域的不動(dòng)約束體澆筑成整體； 5)、將各區(qū)域間的后澆帶或施工縫用膨脹砼澆筑，使各區(qū)域連成整體，完成超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，其特征在于所述的不動(dòng)約束體為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，步驟4中，不動(dòng)約束體內(nèi)鋼筋與對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)鋼筋的連接符合力學(xué)計(jì)算要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，其特征在于所述的超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體為地下室外墻板(I)，所述的不動(dòng)約束體為地下圍護(hù)工程中的圍護(hù)樁(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，其特征在于步驟4中，通過(guò)錨筋(3)連接圍護(hù)樁(2)和地下室外墻板(I)，澆筑砼使圍護(hù)樁(2)、錨筋(3)、地下室外墻板(I)成為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，其特征在于在圍護(hù)樁(2)間澆筑連接圍護(hù)樁(2)和地下室外墻板(I)的鋼筋砼嵌固塊(4)，嵌固塊⑷內(nèi)的鋼筋與地下室外墻板⑴內(nèi)鋼筋相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，其特征在于所述的超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體為地下室底板(5)，所述的不動(dòng)約束體為地下施工過(guò)程中的工程構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，其特征在于步驟4中，地下室底板(5)的鋼筋籠通過(guò)鋼筋與不動(dòng)約束體連接，澆筑砼使地下室底板(5)與不動(dòng)約束體連接為一體。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程利用約束體的無(wú)永久縫設(shè)計(jì)建造方法，利用常規(guī)的地下工程技術(shù)施工后澆帶或施工縫將超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體劃分為若干個(gè)區(qū)域；根據(jù)每個(gè)區(qū)域內(nèi)客觀存在的或經(jīng)過(guò)改造的不動(dòng)約束體的約束度大小確定該區(qū)域不動(dòng)約束體的數(shù)量，確保該區(qū)域不會(huì)收縮開(kāi)裂；在各區(qū)域的施工中，將地下工程與位于該區(qū)域的不動(dòng)約束體澆筑成整體；將各區(qū)域間的后澆帶或施工縫用膨脹砼澆筑，使各區(qū)域連成整體，完成超長(zhǎng)地下工程結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明通過(guò)不動(dòng)約束體阻止與其對(duì)應(yīng)區(qū)域砼收縮變形的產(chǎn)生，減小砼收縮變形的應(yīng)力，阻止收縮變形的傳遞和積累，使每個(gè)區(qū)域的收縮變形不會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂，達(dá)到無(wú)永久縫的超長(zhǎng)鋼筋砼地下工程的抗裂防滲漏效果。
文檔編號(hào)E02D29/16GK102720215SQ201210213489
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者嚴(yán)平 申請(qǐng)人:嚴(yán)平, 杭州南聯(lián)土木工程科技有限公司