主體結構墻預應力結構及主體結構墻的回筑方法與流程

本發明涉及地下工程施工技術領域，尤其涉及主體結構墻結構改進及主體結構墻的回筑方法改進。

背景技術：

在地下工程明挖法施工過程中，較大比例的深基坑支護采用“垂直支擋結構+多道支撐”的設計方案，例如：垂直支擋結構采用SMW工法樁、鉆孔灌注樁或地下連續墻，其中，支撐通常采用鋼筋混凝土支撐或鋼管支撐。基坑開挖階段，一般自上而下分層開挖土體并及時架設支撐。主體結構回筑階段，自下而上澆筑主體結構板、墻結構，并逐層拆除支撐。一般深基坑深度約10～20米，個別深基坑超過30米，支撐布設豎向間距約3～5米，主體結構回筑受支撐的影響分成多段施工。主體結構分段回筑施工中，主體結構尚未形成有效的受力體系，從安全性、經濟性角度出發，通常采用換撐作業，換撐作業的工序如圖1至圖4。

圖1是基坑開挖支護完成后澆筑隧道結構底板的結構圖，其中，基底坑400的兩側設置有圍護結構100，兩圍護結構100之間設有砼支撐300、第一支撐鋼管601和第二支撐鋼管602，在兩圍護結構100之間的預定位置處還設置有立柱樁500。施工過程中，在完成上述結構架設后，首先進行隧道底板200的澆筑。

圖2是拆除第二支撐鋼管后澆筑隧道側墻的結構圖。在完成隧道底板200澆筑后，拆除起到支撐作用的第二支撐鋼管602，接著進行隧道側墻700的澆筑。隧道底板200與隧道側墻700之間的施工縫應保證平整光滑。

圖3是安裝換撐鋼管后拆除第一支撐鋼管的結構圖。隧道側墻700澆筑完畢后，在兩隧道側墻700之間安裝換撐鋼管900，而后將第一支撐鋼管601拆除。

圖4是隧道頂板澆筑完成后拆除換撐鋼管的結構圖。安裝好換撐鋼管900后，進行隧道頂板800的澆筑，澆筑完成后將換撐鋼管900拆除。

上述地下工程主體結構回筑階段采用的換撐操作法存在以下問題：

1)換撐安裝作業采用的換撐鋼管與主體結構施工腳手架存在干擾，影響主體結構回筑作業，部分施工單位存在抵觸情緒，進而帶來安全隱患；

2)換撐鋼管拆除作業在主體結構完成后實施，不僅作業空間小、運輸條件差，而且由于難以使用大型機械，造成操作人員的勞動強度大、施工風險高。

基于上述原因，從充分利用已完成主體結構墻、板承載能力的角度，提出在已完成主體結構墻、板內施加預應力以替代換撐的解決方案。

因此，有必要提出一種主體結構墻預應力結構及主體結構墻的回筑方法，能夠充分利用已完成主體結構墻、板的承載能力，在保證支撐能力的同時替代換撐作業施工結構和施工方法，從而消除安全隱患，降低施工難度。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本發明的一個目的在于，提出一種主體結構墻預應力結構，該預應力結構能夠充分利用已完成主體結構墻、板的承載能力，解決了現有技術中換撐作業施工結構存在的施工難度大、施工單位存在抵觸情緒、換撐鋼管拆除和運輸條件差的問題。

本發明的另一個目的在于，提出一種施工操作難度低、操作方便、勞動強度低的主體結構墻的回筑方法。

(二)技術方案

為了達到上述目的，一方面，本發明采用的主要技術方案包括：

一種主體結構墻預應力結構，包括側墻和底板，還包括預埋于所述側墻和底板中的呈中空結構的套管，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側墻；

所述套管中穿設有鋼絞線，所述鋼絞線能夠從所述套管中抽出；

所述鋼絞線上施加有預應力，施加的所述預應力用于抵抗所述側墻變形。

進一步的，所述套管的第一端和第二端上分別設置有錨具，所述錨具用于對施加預應力后的所述鋼絞線進行固定。

優選的，所述套管在所述側墻和底板中呈弧形結構設置，所述弧形結構貫穿所述側墻和底板；

所述套管距所述側墻的外表面6cm±1cm；

所述弧形結構的彎曲半徑R≧100cm。

進一步的，沿所述側墻的長度方向平行設置有預定數量的所述套管。

優選的，相鄰兩所述套管之間相距1.5m±0.1m。

為了達到上述目的，另一方面，本發明采用的主要技術方案包括：

一種主體結構墻的回筑方法，包括以下步驟：

步驟S10、將鋼絞線穿入呈中空結構的套管中；

步驟S20、將所述套管預埋在預定位置處，而后依次進行底板和側墻澆筑；

步驟S30、對所述套管中的鋼絞線進行拉伸施加預應力，施加預應力完成后通過固定件對所述鋼絞線進行固定；

步驟S40、整體澆筑完成后，拆除所述鋼絞線和固定件；

步驟S50、封堵所述套管。

進一步的，步驟S20中包含以下步驟：

步驟S21、在澆筑底板之前，將所述套管的一部分預埋于所述底板所在位置處，并使所述套管的第一端伸出所述底板；

步驟S22，在澆筑側墻之前，將所述套管的其余部分預埋于所述側墻所在位置處，并使所述套管的第二端伸出所述側墻。

進一步的，步驟S30中，當澆筑所述側墻時的混凝土強度達到設計強度的70％—80％后，對所述鋼絞線進行拉伸施加預應力。

優選的，所述固定件為錨具。

進一步的，步驟S50中，采用水泥砂漿封堵所述套管。

(三)有益效果

本發明的有益效果是：本發明中的主體結構墻預應力結構，不僅結構簡單，而且能夠有效減少回筑作業過程中的干擾，大大降低了工人的勞動作業強度。

使用主體結構墻預應力結構代替鋼管換撐作業，解決了鋼管換撐過程中頂板未澆筑前，因直接拆除鋼管支撐造成的側向水、土壓力大導致基坑變形過大、側墻外側受拉而破壞側墻結構的問題。

本發明在套管中的鋼絞線上施加預應力，鋼絞線對結構側墻外側施加壓力抵消基坑的部分側向壓力，保證了在不增設鋼管換撐的情況下澆筑頂板期間，基坑變形在安全范圍內。

本發明中的主體結構墻的回筑方法簡單易行、操作方便，操作過程相比現有技術中的鋼管換撐作業用到的人力、物力少，大大降低了施工成本，極大的提高了施工單位的經濟效益，適合大規模推廣使用。

附圖說明

圖1是基坑開挖支護完成后澆筑隧道結構底板的結構圖；

圖2是拆除第二支撐鋼管后澆筑隧道側墻的結構圖；

圖3是安裝換撐鋼管后拆除第一支撐鋼管的結構圖；

圖4是隧道頂板澆筑完成后拆除換撐鋼管的結構圖；

圖5是主體結構墻預應力結構的橫截面半剖圖；

圖6是主體結構墻預應力結構的俯視結構圖；

圖7是主體結構墻預應力結構的部分結構圖。

【附圖標記說明】

100、圍護結構；

200、隧道底板；

300、砼支撐；

400、基坑底；

500、立柱樁；

601、第一支撐鋼管；

602、第二支撐鋼管；

700、隧道側墻；

800、隧道頂板；

900、換撐鋼管；

1、鋼絞線；

2、錨具；

3、套管；

4、側墻；

5、底板。

具體實施方式

為了更好的解釋本發明，以便于理解，下面結合附圖，通過具體實施方式，對本發明作詳細描述。

實施例一

如圖5、圖6所示，是本實施例提出的主體結構墻預應力結構，包括側墻4和底板5。為了保證頂板澆筑過程中整個基坑，尤其是側墻4不產生較大變形，在側墻4和底板5中預埋有呈中空結構的套管3，套管3中穿設有鋼絞線1，鋼絞線1能夠從套管3中抽出。

作為一種優選的實施方式，套管3的截面為圓環形結構，但并不局限于圓環形結構，在某些情況下也可以使用截面是方形的中空結構或其他能夠實現套管3作用的結構。

為了方便將鋼絞線1從套管3中抽出，套管3的第一端伸出底板5，套管3的第二端伸出側墻4。在本實施例中，對鋼絞線1采用多重防腐措施，在鋼絞線1外涂防銹油脂，單根包聚乙烯后，整束再用聚乙烯管包裹。在對鋼絞線1進行選取時要滿足《預應力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224)標準，并根據結構計算鋼絞線1所需要提供的預應力值對鋼絞線1進行選型。在計算預應力時要注意以下問題，在回筑階段，鋼絞線1的預應力參與基坑支護結構計算與基坑穩定性驗算過程，鋼絞線1的預應力設計值應確保施工期間不設置換撐的情況下，主體結構墻體變形值在安全范圍內。

為了解決現有技術中的鋼管換撐過程中頂板未澆筑前，因直接拆除鋼管支撐造成的側向水、土壓力大導致基坑變形過大、側墻外側受拉而破壞側墻結構的問題。需要在本實施例中的鋼絞線1上施加預應力，施加的預應力用于抵抗側墻4和基坑的變形。

為了保證在對鋼絞線1施加預應力后保持鋼絞線1不移動，套管3的第一端和第二端上分別設置有錨具2，錨具2用于對施加預應力后的鋼絞線1進行固定。在本實施例中，錨具2固定時采用夾片式結構，優選的，錨具2的代號為YJM，夾具選用的代號為YJJ，使用的連接器的代號為YJL。本實施例中的錨具2固定體系主要由螺母、錨錠套、內外套管和熱縮保護套等部件組成。錨錠套與鋼絞線1之間連接可靠，安全性高，鋼絞線1集束穿入錨錠套，可根據受力的需要調整擠壓力和壓緊長度，使錨錠套受擠壓后塑性變形而產生的對鋼絞線1的握裹力能夠保證不滑絲。同時，錨錠套的硬度比鋼絞線1低，對鋼絞線1損傷不大，可以達到較高的錨固效率系數。此外，不管鋼絞線1受力如何，錨錠套對其的握裹力都是不變的，在鋼絞線1應力是負應力的情況下都不會松脫。由于設置了熱縮保護套，熱縮保護套包在錨錠套外周，起到密封和在運輸過程中保護外螺紋的作用。而且錨錠套內鋼絞線1間有隔離物，可根據不同的噸位，采用相應的多根鋼絞線。上述結構是本實施例中選用的一種方式，但在使用過程中并不僅僅局限在上述一種方式，只要能夠實現鋼絞線1的固定即可。

作為一種優選的實施方式，套管3在側墻4和底板5中呈弧形結構設置，弧形結構貫穿側墻4和底板5。套管3彎曲形成的弧形結構應在保證結構混凝土保護層厚度的前提下盡可能的靠近主體結構側墻的外側。套管3距側墻4的外表面6cm±1cm，弧形結構的轉角處避免采用直角結構，直角結構容易造成套管3的損壞而造成整體結構無法使用。優選的，套管3的弧形結構的彎曲半徑R≧100cm，但弧形結構的彎曲半徑也不宜過大，可以根據經驗值進行確定，能夠保證套管3發揮作用即可。

如圖7所示，位置a處為套管3距離側墻4的左外側壁的距離，此處的距離為6cm±1cm；位置b處為套管3距離側墻4底部外壁的距離，此處的距離也為6cm±1cm；位置c處為套管3的弧形結構，此處的弧度為R≧100cm。

為了保證整個側墻4和基坑的穩定性，沿側墻4的長度方向平行設置有預定數量的套管3。該預定數量是根據側墻4的長度不同進行確定的。一種優選的方式是，按照相鄰兩套管3之間相距1.5m±0.1m的方式對套管3的數量進行設置，優選各個相鄰兩套管3之間相距相等。

本實施例中的主體結構墻預應力結構，不僅結構簡單，而且能夠有效減少回筑作業過程中的干擾，大大降低了工人的勞動作業強度。

本實施例通過在套管3中的鋼絞線1上施加預應力，鋼絞線1對結構側墻4外側施加壓力抵消基坑的部分側向壓力，保證了在不增設鋼管換撐的情況下澆筑頂板期間，基坑變形在安全范圍內。

實施例二

本實施例公開了一種主體結構墻的回筑方法，該回筑方法是使用實施例一中的結構進行回筑的。

本實施例中的主體結構墻回筑方法，包括以下步驟：

步驟S10、將鋼絞線穿入呈中空結構的套管中。在該步驟中要求鋼絞線能夠在套管中被抽動，套管不能對鋼絞線包裹的過緊。

步驟S20、將套管預埋在預定位置處，而后依次進行底板和側墻澆筑。該步驟又具體包含以下兩個步驟：

步驟S21、在澆筑底板之前，將套管的一部分預埋于底板所在位置處，并使套管的第一端伸出底板。

步驟S22，在澆筑側墻之前，將套管的其余部分預埋于側墻所在位置處，并使套管的第二端伸出側墻。

步驟S30、對套管中的鋼絞線進行拉伸施加預應力，施加預應力完成后通過固定件對鋼絞線進行固定。在該步驟中，施加預應力的過程需要在澆筑側墻時的混凝土強度達到設計強度的70％—80％后，優選為75％，對鋼絞線進行拉伸施加預應力。優選的，該步驟中使用到的固定件為錨具。

步驟S40、整體澆筑完成后，拆除鋼絞線和固定件；

步驟S50、封堵套管，優選采用水泥砂漿對套管進行封堵。

本實施例中的主體結構墻的回筑方法簡單易行、操作方便，操作過程中相比現有技術中的鋼管換撐作業用到的人力、物力少，大大降低了施工成本，極大的提高了施工單位的經濟效益，適合大規模推廣使用。

以上內容僅為本發明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。