明挖預(yù)制裝配式地下結(jié)構(gòu)施工方法
【專利摘要】一種明挖預(yù)制裝配式地下結(jié)構(gòu)施工方法，它包括下列步驟：1、平整場地，施作基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和基底墊層；2、在拼裝起始端安裝固定支架；3、吊運(yùn)預(yù)制構(gòu)件，拼裝結(jié)構(gòu)底板；4、在結(jié)構(gòu)底板上組裝專用拼裝臺車；5、拼裝預(yù)制構(gòu)件側(cè)墻和頂板；6、在結(jié)構(gòu)側(cè)墻外部及頂板上部回填材料，完成地下結(jié)構(gòu)拼裝。本發(fā)明的有益效果是：提高施工機(jī)械化水平；大大減少作業(yè)人員數(shù)量、提升作業(yè)效率、提高工程的施工質(zhì)量、減少資源消耗和降低環(huán)境的影響，并可大幅縮短建設(shè)工期；大幅度減少現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的模板、外圍防護(hù)物、腳手架和廢棄物的數(shù)量，以減輕現(xiàn)場作業(yè)強(qiáng)度和施工投入；可在寒冷的冬季施工，提高工程施工質(zhì)量，可避免傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)冬季施工存在的火災(zāi)等安全隱患。
【專利說明】明挖預(yù)制裝配式地下結(jié)構(gòu)施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下工程建造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及在明挖基坑條件下采用多塊預(yù)制構(gòu)件裝配形成地下結(jié)構(gòu)的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，土地資源日漸緊張，人們越來越重視土地的多重利用。開發(fā)和利用地下空間是充分利用寶貴的土地資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一。伴隨著國民環(huán)保意識的增強(qiáng)、人口老齡化問題以及大量地下工程建設(shè)需求，傳統(tǒng)的地下工程結(jié)構(gòu)的施工方法已不能滿足人們和社會發(fā)展的需求。預(yù)制裝配技術(shù)實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程的高效率、高品質(zhì)、低資源消耗和低環(huán)境影響，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是地下工程的發(fā)展趨勢。
[0003]傳統(tǒng)明挖法是在地面開挖形成的基坑內(nèi)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形成地下空間結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是施工占地時間長、噪聲大、粉塵嚴(yán)重，對城市的道路交通和環(huán)境影響極大，嚴(yán)重影響了居民的正常工作和生活，同時，混凝土澆筑受制于氣候環(huán)境、施工工藝等因素的制約，混凝土澆筑質(zhì)量難于保證。
[0004]目前地下工程的預(yù)制技術(shù)主要應(yīng)用在盾構(gòu)法和頂進(jìn)法修建的地下隧道工程，一般為小型的圓形隧道或矩形單洞隧道。通過盾構(gòu)機(jī)等設(shè)備建造的結(jié)構(gòu)空間較小，很難滿足大型地下工程使用功能的要求。
[0005]采用預(yù)制裝配式構(gòu)件修建明挖條件下的地下結(jié)構(gòu)，不僅可以滿足大型地下工程，如地鐵車站、地下商場、停車場的功能需求，還可以有效縮短施工工期，減小施工對城市環(huán)境和居民的影響，避免氣候環(huán)境影響和冬季施工的困擾，并較大程度上提高工程施工質(zhì)量，因此利用預(yù)制裝配式構(gòu)件修建明挖地下工程的施工方法具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種明挖預(yù)制裝配式地下結(jié)構(gòu)施工方法，它提高施工機(jī)械化水平，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；大大減少作業(yè)人員數(shù)量、提升作業(yè)效率、提高工程的施工質(zhì)量、減少資源消耗和降低環(huán)境的影響，并可大幅縮短建設(shè)工期；大幅度減少現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的模板、夕卜圍防護(hù)物、腳手架和廢棄物的數(shù)量，以減輕現(xiàn)場作業(yè)強(qiáng)度和施工投入；可在寒冷的冬季施工，有效提高工程冬季施工質(zhì)量，同時還可避免傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)冬季施工存在的火災(zāi)等安全隱患。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0008]一種明挖預(yù)制裝配式地下結(jié)構(gòu)施工方法，它包括下列步驟:
[0009](I)平整場地，施作基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和基底墊層；預(yù)制裝配式構(gòu)件的吊運(yùn)采用龍門吊、汽車吊專用起重設(shè)備；明挖基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用放坡、土釘墻支護(hù)、樁或墻+錨桿體系以及樁或墻+內(nèi)支撐體系成熟支護(hù)方案；待基坑開挖至坑底后，澆筑混凝土墊層，確保墊層頂面具有一定的平整度；基坑底部的墊層頂面全面精密平整，根據(jù)需要在墊層頂面上制作若干局部凸起的精密平整條帶基礎(chǔ)；基礎(chǔ)形式采用現(xiàn)澆混凝土，預(yù)鋪定位型鋼+現(xiàn)澆混凝土或鋼軌+現(xiàn)澆混凝土多種形式；
[0010](2)在拼裝起始端安裝固定支架；在基坑端部安裝可微量調(diào)整位置的固定支架，確保首環(huán)拼裝的精確定位和可靠連接；首環(huán)構(gòu)件與固定支架之間通過縱向預(yù)應(yīng)力張拉錨栓進(jìn)行固定鎖緊，支架通過微量調(diào)整的方式確保首環(huán)構(gòu)件的精確定位；整體拼裝完成后拆除定位固定支架，并進(jìn)行端頭封堵；
[0011](3)吊運(yùn)預(yù)制構(gòu)件，拼裝結(jié)構(gòu)底板；
[0012](4)在結(jié)構(gòu)底板上組裝專用拼裝臺車；待結(jié)構(gòu)底板的首環(huán)與固定支架連接為一體后，迅速地在高平整度基礎(chǔ)上拼裝結(jié)構(gòu)底板至一定規(guī)模，然后在其上安裝專用拼裝臺車；
[0013](5)拼裝預(yù)制構(gòu)件側(cè)墻和頂板；專用拼裝臺車上部具有水平雙向可移動機(jī)構(gòu)，并設(shè)置有多組豎向可升降千斤頂，拼裝頂板時通過移動和升降機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)頂板構(gòu)件就位、對正、拼裝和鎖緊操作；拼裝時在已拼裝構(gòu)件上安裝專用輔助定位裝置實(shí)現(xiàn)構(gòu)件初期快速就位，榫槽的插入或端面的擠緊可由預(yù)應(yīng)力鋼棒通過中空千斤頂張拉完成，通過外置千斤頂壓緊；預(yù)制構(gòu)件底板拼裝完成后，通過液壓千斤頂與基坑側(cè)壁對頂支撐提供結(jié)構(gòu)軸力，由內(nèi)置式預(yù)應(yīng)力鎖緊裝置張拉提供軸力，并及時進(jìn)行側(cè)壁空隙回填；預(yù)制構(gòu)件側(cè)墻與基坑側(cè)壁和拼裝臺車通過專用限位裝置進(jìn)行臨時固定，同時實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的糾偏調(diào)整；預(yù)制構(gòu)件之間的對位拼裝通過預(yù)埋定位銷棒實(shí)現(xiàn)精確、便捷的拼裝；
[0014](6)在結(jié)構(gòu)側(cè)墻外部及頂板上部回填材料，完成地下結(jié)構(gòu)拼裝；對預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的間隙以及結(jié)構(gòu)底板和墊層之間的空隙進(jìn)行必要的注漿填充；地下工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，待主體結(jié)構(gòu)拼裝完成后進(jìn)行施做；或采用預(yù)制構(gòu)件，與主體結(jié)構(gòu)同時拼裝。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016](I)提高施工機(jī)械化水平，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；
[0017](2)大大減少作業(yè)人員數(shù)量、提升作業(yè)效率、提高工程的施工質(zhì)量、減少資源消耗和降低環(huán)境的影響，并可大幅縮短建設(shè)工期；
[0018](3)大幅度減少現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的模板、外圍防護(hù)物、腳手架和廢棄物的數(shù)量，以減輕現(xiàn)場作業(yè)強(qiáng)度和施工投入；
[0019](4)可在寒冷的冬季施工，有效提高工程冬季施工質(zhì)量，同時還可避免傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)冬季施工存在的火災(zāi)等安全隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是預(yù)制裝配式地下結(jié)構(gòu)基坑橫剖面示意圖。
[0021]圖2是預(yù)制構(gòu)件底板拼裝平移就位升降系統(tǒng)示意圖。
[0022]圖3是預(yù)制構(gòu)件底板拼裝橫剖面示意圖。
[0023]圖4是預(yù)制構(gòu)件連接元件剖面示意圖。
[0024]圖5是專用拼裝臺車橫剖面示意圖。
[0025]圖6是預(yù)制構(gòu)件頂板拼裝完成示意圖。
[0026]圖7-1是預(yù)制構(gòu)件接頭注漿剖面示意圖。
[0027]圖7-2是圖7-1的左視示意圖。
[0028]圖8是預(yù)制裝配式地下結(jié)構(gòu)橫剖面示意圖。[0029]附圖標(biāo)記說明:
[0030]1、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)；
[0031]2、墊層；
[0032]3、龍門吊；
[0033]4、固定支架；
[0034]5、平移就位升降系統(tǒng)；
[0035]6、底板；
[0036]7、連接元件；
[0037]8、回填材料；
[0038]9、專用拼裝臺車；
[0039]10、側(cè)墻；
[0040]11、平移小車；
[0041]12、頂板；
[0042]13、限位裝置；
[0043]14、注漿管；
[0044]15、排氣管；
[0045]16、注漿材料。
【具體實(shí)施方式】
[0046]參見圖1至圖8所示:以樁+錨桿基坑結(jié)構(gòu)為例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作如下說明:
[0047](I)平整場地，施作基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)I，開挖至坑底設(shè)計標(biāo)高處施作基底墊層2，安裝調(diào)試龍門吊3就位；
[0048](2)通過經(jīng)緯儀或全站儀精確放點(diǎn)，在基底墊層上人工放線或激光儀器定點(diǎn)放線，確保預(yù)制構(gòu)件底板6精確就位；
[0049](3)預(yù)先在拼裝起始端面安裝固定支架4，保證首環(huán)預(yù)制構(gòu)件準(zhǔn)確就位和鎖緊固定;
[0050](4)通過龍門吊3或基底平移就位升降系統(tǒng)5 (可托運(yùn)構(gòu)件在基坑墊層溝槽內(nèi)定向平移，到達(dá)預(yù)定位置后下落移出)實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件底板6的準(zhǔn)確就位；
[0051](5)預(yù)制構(gòu)件準(zhǔn)確就位后，通過千斤頂?shù)仍O(shè)備提供外力張拉或頂進(jìn)至接縫達(dá)到設(shè)計要求后，在構(gòu)件體內(nèi)或體外采用接頭連接元件7將構(gòu)件鎖定；
[0052](6)預(yù)制構(gòu)件底板6拼裝完成后與基坑側(cè)壁對頂支撐，并在基底和側(cè)向空隙回填材料8 ；
[0053](7)預(yù)制構(gòu)件底板6連續(xù)拼裝一段后組裝專用拼裝臺車9，龍門吊3吊裝側(cè)墻10準(zhǔn)確就位，通過專用拼裝臺車9輔助作業(yè)校正側(cè)墻10位置，采用側(cè)向限位裝置13 (可伸縮定位)將側(cè)墻10與基坑臨時固定；
[0054](8)專用拼裝臺車9上部平移小車11具備縱向、橫向平移功能，采用龍門吊3吊裝頂板12就位于平移小車11后下落至頂板12就位于側(cè)墻10上，通過連接元件7鎖定，完成拼裝；[0055](9)預(yù)制構(gòu)件接頭拼接鎖緊完成后，通過預(yù)埋注漿管14和排氣管15對接縫進(jìn)行加壓填充注漿材料16 ；
[0056](11)結(jié)構(gòu)拼裝完成后回填覆土，施作內(nèi)部構(gòu)件。中板、縱梁、中柱等內(nèi)部構(gòu)件可以是預(yù)制或現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，可隨主體結(jié)構(gòu)拼裝同步進(jìn)行。
[0057]對于其他形式的預(yù)制裝配式明挖地下結(jié)構(gòu)，上述施工方法思想同樣適用，具體施工過程中略有差異。
[0058]以上所述是本發(fā)明的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種明挖預(yù)制裝配式地下結(jié)構(gòu)施工方法，它包括下列步驟: (1)平整場地，施作基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和基底墊層；預(yù)制裝配式構(gòu)件的吊運(yùn)采用龍門吊、汽車吊專用起重設(shè)備；明挖基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用放坡、土釘墻支護(hù)、樁或墻+錨桿體系以及樁或墻+內(nèi)支撐體系成熟支護(hù)方案；待基坑開挖至坑底后，澆筑混凝土墊層，確保墊層頂面具有一定的平整度；基坑底部的墊層頂面全面精密平整，根據(jù)需要在墊層頂面上制作若干局部凸起的精密平整條帶基礎(chǔ)；基礎(chǔ)形式采用現(xiàn)澆混凝土，預(yù)鋪定位型鋼+現(xiàn)澆混凝土或鋼軌+現(xiàn)澆混凝土多種形式； (2)在拼裝起始端安裝固定支架；在基坑端部安裝可微量調(diào)整位置的固定支架，確保首環(huán)拼裝的精確定位和可靠連接；首環(huán)構(gòu)件與固定支架之間通過縱向預(yù)應(yīng)力張拉錨栓進(jìn)行固定鎖緊，支架通過微量調(diào)整的方式確保首環(huán)構(gòu)件的精確定位；整體拼裝完成后拆除定位固定支架，并進(jìn)行端頭封堵； (3)吊運(yùn)預(yù)制構(gòu)件，拼裝結(jié)構(gòu)底板； (4)在結(jié)構(gòu)底板上組裝專用拼裝臺車；待結(jié)構(gòu)底板的首環(huán)與固定支架連接為一體后，迅速地在高平整度基礎(chǔ)上拼裝結(jié)構(gòu)底板至一定規(guī)模，然后在其上安裝專用拼裝臺車； (5)拼裝預(yù)制構(gòu)件側(cè)墻和頂板；專用拼裝臺車上部具有水平雙向可移動機(jī)構(gòu)，并設(shè)置有多組豎向可升降千斤頂，拼裝頂板時通過移動和升降機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)頂板構(gòu)件就位、對正、拼裝和鎖緊操作；拼裝時在已拼裝構(gòu)件上安裝專用輔助定位裝置實(shí)現(xiàn)構(gòu)件初期快速就位，榫槽的插入或端面的擠緊可由預(yù)應(yīng)力鋼棒通過中空千斤頂張拉完成，通過外置千斤頂壓緊；預(yù)制構(gòu)件底板拼裝完成后，通過液壓千斤頂與基坑側(cè)壁對頂支撐提供結(jié)構(gòu)軸力，由內(nèi)置式預(yù)應(yīng)力鎖緊裝置張拉提供軸力，并及時進(jìn)行側(cè)壁空隙回填；預(yù)制構(gòu)件側(cè)墻與基坑側(cè)壁和拼裝臺車通過專用限位裝置進(jìn)行臨時固定，同時實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的糾偏調(diào)整；預(yù)制構(gòu)件之間的對位拼裝通過預(yù)埋定位銷棒實(shí)現(xiàn)精確、便捷的拼裝； (6)在結(jié)構(gòu)側(cè)墻外部及頂板上部回填材料，完成地下結(jié)構(gòu)拼裝；對預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的間隙以及結(jié)構(gòu)底板和墊層之間的空隙進(jìn)行必要的注漿填充；地下工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，待主體結(jié)構(gòu)拼裝完成后進(jìn)行施做；或采用預(yù)制構(gòu)件，與主體結(jié)構(gòu)同時拼裝。
【文檔編號】E02D29/05GK103912010SQ201410136708
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】楊秀仁, 王臣, 王煥剛, 劉勃, 叢敏, 李莉, 高秀巖, 黃美群, 楊明, 丁德云, 陳久恒, 謝轅軒, 祖培祿, 李文波 申請人:北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限公司, 中鐵十三局集團(tuán)第六工程有限公司, 長春市地鐵有限責(zé)任公司