明挖預制裝配式地下結構施工方法
【專利摘要】一種明挖預制裝配式地下結構施工方法，它包括下列步驟：1、平整場地，施作基坑支護結構和基底墊層；2、在拼裝起始端安裝固定支架；3、吊運預制構件，拼裝結構底板；4、在結構底板上組裝專用拼裝臺車；5、拼裝預制構件側墻和頂板；6、在結構側墻外部及頂板上部回填材料，完成地下結構拼裝。本發(fā)明的有益效果是：提高施工機械化水平；大大減少作業(yè)人員數量、提升作業(yè)效率、提高工程的施工質量、減少資源消耗和降低環(huán)境的影響，并可大幅縮短建設工期；大幅度減少現澆結構的模板、外圍防護物、腳手架和廢棄物的數量，以減輕現場作業(yè)強度和施工投入；可在寒冷的冬季施工，提高工程施工質量，可避免傳統現澆結構冬季施工存在的火災等安全隱患。
【專利說明】明挖預制裝配式地下結構施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及地下工程建造【技術領域】，尤其涉及在明挖基坑條件下采用多塊預制構件裝配形成地下結構的施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著國家城市化進程的不斷推進，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現可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一。伴隨著國民環(huán)保意識的增強、人口老齡化問題以及大量地下工程建設需求，傳統的地下工程結構的施工方法已不能滿足人們和社會發(fā)展的需求。預制裝配技術實現建設工程的高效率、高品質、低資源消耗和低環(huán)境影響，具有顯著的經濟效益和社會效益，是地下工程的發(fā)展趨勢。
[0003]傳統明挖法是在地面開挖形成的基坑內，現澆鋼筋混凝土結構形成地下空間結構，其特點是施工占地時間長、噪聲大、粉塵嚴重，對城市的道路交通和環(huán)境影響極大，嚴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，混凝土澆筑質量難于保證。
[0004]目前地下工程的預制技術主要應用在盾構法和頂進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。通過盾構機等設備建造的結構空間較小，很難滿足大型地下工程使用功能的要求。
[0005]采用預制裝配式構件修建明挖條件下的地下結構，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量，因此利用預制裝配式構件修建明挖地下工程的施工方法具有明顯的應用優(yōu)勢。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種明挖預制裝配式地下結構施工方法，它提高施工機械化水平，促進相關產業(yè)的發(fā)展；大大減少作業(yè)人員數量、提升作業(yè)效率、提高工程的施工質量、減少資源消耗和降低環(huán)境的影響，并可大幅縮短建設工期；大幅度減少現澆結構的模板、夕卜圍防護物、腳手架和廢棄物的數量，以減輕現場作業(yè)強度和施工投入；可在寒冷的冬季施工，有效提高工程冬季施工質量，同時還可避免傳統現澆結構冬季施工存在的火災等安全隱患。
[0007]為實現上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案:
[0008]一種明挖預制裝配式地下結構施工方法，它包括下列步驟:
[0009](I)平整場地，施作基坑支護結構和基底墊層；預制裝配式構件的吊運采用龍門吊、汽車吊專用起重設備；明挖基坑的圍護結構采用放坡、土釘墻支護、樁或墻+錨桿體系以及樁或墻+內支撐體系成熟支護方案；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；基礎形式采用現澆混凝土，預鋪定位型鋼+現澆混凝土或鋼軌+現澆混凝土多種形式；
[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)構件與固定支架之間通過縱向預應力張拉錨栓進行固定鎖緊，支架通過微量調整的方式確保首環(huán)構件的精確定位；整體拼裝完成后拆除定位固定支架，并進行端頭封堵；
[0011](3)吊運預制構件，拼裝結構底板；
[0012](4)在結構底板上組裝專用拼裝臺車；待結構底板的首環(huán)與固定支架連接為一體后，迅速地在高平整度基礎上拼裝結構底板至一定規(guī)模，然后在其上安裝專用拼裝臺車；
[0013](5)拼裝預制構件側墻和頂板；專用拼裝臺車上部具有水平雙向可移動機構，并設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構可實現頂板構件就位、對正、拼裝和鎖緊操作；拼裝時在已拼裝構件上安裝專用輔助定位裝置實現構件初期快速就位，榫槽的插入或端面的擠緊可由預應力鋼棒通過中空千斤頂張拉完成，通過外置千斤頂壓緊；預制構件底板拼裝完成后，通過液壓千斤頂與基坑側壁對頂支撐提供結構軸力，由內置式預應力鎖緊裝置張拉提供軸力，并及時進行側壁空隙回填；預制構件側墻與基坑側壁和拼裝臺車通過專用限位裝置進行臨時固定，同時實現預制構件的糾偏調整；預制構件之間的對位拼裝通過預埋定位銷棒實現精確、便捷的拼裝；
[0014](6)在結構側墻外部及頂板上部回填材料，完成地下結構拼裝；對預制構件連接節(jié)點的間隙以及結構底板和墊層之間的空隙進行必要的注漿填充；地下工程的內部結構采用現澆結構，待主體結構拼裝完成后進行施做；或采用預制構件，與主體結構同時拼裝。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016](I)提高施工機械化水平，促進相關產業(yè)的發(fā)展；
[0017](2)大大減少作業(yè)人員數量、提升作業(yè)效率、提高工程的施工質量、減少資源消耗和降低環(huán)境的影響，并可大幅縮短建設工期；
[0018](3)大幅度減少現澆結構的模板、外圍防護物、腳手架和廢棄物的數量，以減輕現場作業(yè)強度和施工投入；
[0019](4)可在寒冷的冬季施工，有效提高工程冬季施工質量，同時還可避免傳統現澆結構冬季施工存在的火災等安全隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是預制裝配式地下結構基坑橫剖面示意圖。
[0021]圖2是預制構件底板拼裝平移就位升降系統示意圖。
[0022]圖3是預制構件底板拼裝橫剖面示意圖。
[0023]圖4是預制構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是預制構件頂板拼裝完成示意圖。
[0026]圖7-1是預制構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是預制裝配式地下結構橫剖面示意圖。[0029]附圖標記說明:
[0030]1、基坑支護結構；
[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；
[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。
【具體實施方式】
[0046]參見圖1至圖8所示:以樁+錨桿基坑結構為例對本發(fā)明的【具體實施方式】作如下說明:
[0047](I)平整場地，施作基坑支護結構I，開挖至坑底設計標高處施作基底墊層2，安裝調試龍門吊3就位；
[0048](2)通過經緯儀或全站儀精確放點，在基底墊層上人工放線或激光儀器定點放線，確保預制構件底板6精確就位；
[0049](3)預先在拼裝起始端面安裝固定支架4，保證首環(huán)預制構件準確就位和鎖緊固定;
[0050](4)通過龍門吊3或基底平移就位升降系統5 (可托運構件在基坑墊層溝槽內定向平移，到達預定位置后下落移出)實現預制構件底板6的準確就位；
[0051](5)預制構件準確就位后，通過千斤頂等設備提供外力張拉或頂進至接縫達到設計要求后，在構件體內或體外采用接頭連接元件7將構件鎖定；
[0052](6)預制構件底板6拼裝完成后與基坑側壁對頂支撐，并在基底和側向空隙回填材料8 ；
[0053](7)預制構件底板6連續(xù)拼裝一段后組裝專用拼裝臺車9，龍門吊3吊裝側墻10準確就位，通過專用拼裝臺車9輔助作業(yè)校正側墻10位置，采用側向限位裝置13 (可伸縮定位)將側墻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就位于側墻10上，通過連接元件7鎖定，完成拼裝；[0055](9)預制構件接頭拼接鎖緊完成后，通過預埋注漿管14和排氣管15對接縫進行加壓填充注漿材料16 ；
[0056](11)結構拼裝完成后回填覆土，施作內部構件。中板、縱梁、中柱等內部構件可以是預制或現澆結構，可隨主體結構拼裝同步進行。
[0057]對于其他形式的預制裝配式明挖地下結構，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)明的較佳實施例及其所運用的技術原理，對于本領域的技術人員來說，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)明技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種明挖預制裝配式地下結構施工方法，它包括下列步驟: (1)平整場地，施作基坑支護結構和基底墊層；預制裝配式構件的吊運采用龍門吊、汽車吊專用起重設備；明挖基坑的圍護結構采用放坡、土釘墻支護、樁或墻+錨桿體系以及樁或墻+內支撐體系成熟支護方案；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；基礎形式采用現澆混凝土，預鋪定位型鋼+現澆混凝土或鋼軌+現澆混凝土多種形式； (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)構件與固定支架之間通過縱向預應力張拉錨栓進行固定鎖緊，支架通過微量調整的方式確保首環(huán)構件的精確定位；整體拼裝完成后拆除定位固定支架，并進行端頭封堵； (3)吊運預制構件，拼裝結構底板； (4)在結構底板上組裝專用拼裝臺車；待結構底板的首環(huán)與固定支架連接為一體后，迅速地在高平整度基礎上拼裝結構底板至一定規(guī)模，然后在其上安裝專用拼裝臺車； (5)拼裝預制構件側墻和頂板；專用拼裝臺車上部具有水平雙向可移動機構，并設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構可實現頂板構件就位、對正、拼裝和鎖緊操作；拼裝時在已拼裝構件上安裝專用輔助定位裝置實現構件初期快速就位，榫槽的插入或端面的擠緊可由預應力鋼棒通過中空千斤頂張拉完成，通過外置千斤頂壓緊；預制構件底板拼裝完成后，通過液壓千斤頂與基坑側壁對頂支撐提供結構軸力，由內置式預應力鎖緊裝置張拉提供軸力，并及時進行側壁空隙回填；預制構件側墻與基坑側壁和拼裝臺車通過專用限位裝置進行臨時固定，同時實現預制構件的糾偏調整；預制構件之間的對位拼裝通過預埋定位銷棒實現精確、便捷的拼裝； (6)在結構側墻外部及頂板上部回填材料，完成地下結構拼裝；對預制構件連接節(jié)點的間隙以及結構底板和墊層之間的空隙進行必要的注漿填充；地下工程的內部結構采用現澆結構，待主體結構拼裝完成后進行施做；或采用預制構件，與主體結構同時拼裝。
【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:北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司, 中鐵十三局集團第六工程有限公司, 長春市地鐵有限責任公司