面向多層地下建筑的裝配式定型結構體系的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了面向多層地下建筑的裝配式定型結構體系，包括構成地下室結構的地下室外墻和地下室樓板，包括兩排基坑支護用的支護樁，兩排支護樁錯位布樁，支護樁從距離地下室外墻最近的一排支護樁到另一排支護樁呈逐漸升高的階梯型支護，地下室外墻與距離地下室外墻最近的一排支護樁之間設有外伸支撐，支護樁的頂部設有冠梁，兩排的支護樁通過冠梁相互連接。本實用新型基坑采用永久支護結構的基礎上，實現地下室部分采用裝配式結構，現場施工方便快捷，結構質量易于保證，可有效提升生產效率，較大程度的減少建筑垃圾；可實現支護結構的永久化與地下結構的裝配化有機結合，實現建筑結構設計與支護結構設計有機統一。
【專利說明】
面向多層地下建筑的裝配式定型結構體系
技術領域
[0001]本實用新型涉及地下工程，具體地說是面向多層地下建筑的裝配式定型結構體系O
【背景技術】
[0002]在建筑結構領域，裝配式鋼筋混凝土結構成為建筑結構發展的重要方向之一，相比于現澆混凝土結構，裝配式結構具有結構質量易于保證，現場組裝方便快捷，可有效提升生產效率，較大程度的減少建筑垃圾，具有較好的經濟環境效益。
[0003]在基坑工程尤其是深基坑工程中，基于支護粧的擋墻式支護結構為常見的深基坑支護形式之一，傳統建筑結構設計中，基坑支護結構通常視為臨時性施工措施，只在地下結構施工階段發揮作用，基坑回填之后便廢棄地下，這對建筑材料和社會資源造成極大的浪費，隨著我國建筑工業化迅猛發展，支護粧在深基坑支護工程中得到廣泛應用，但如果能對這些粧進行進一步地利用，則能大大節約能源，此外，現有地下室建造較為復雜，工序繁多，不能有效利用基坑支護體系，而且現在地上面積又大大縮小，有待對地下空間進行充分利用，因此需要對能提供施工速度且節約能源的地下室的構建進行更為深層次的研究。
【實用新型內容】
[0004]針對上述問題，為了解決現有技術的不足，特設置一種面向多層地下建筑的裝配式定型結構體系，即基坑邊坡采用基于雙排預制粧的階梯型支護，并通過支撐構件將支護結構與主體結構相結合，在此基礎上實現主體建筑地下結構的裝配化施工，將支護結構永久化和地下結構裝配化相結合，形成裝配式永久支護結構體系，有助于推動城市地下空間朝著集約化與可持續化發展。
[0005]面向多層地下建筑的裝配式定型結構體系，包括地下室結構的地下室外墻、地下室樓板和兩排基坑支護粧，兩排基坑支護粧錯位布粧，支護粧從內側支護粧到外側支護粧呈逐漸升高的階梯型支護，地下室外墻與支護粧之間設有外伸支撐，支護粧的頂部設有冠梁，兩排的支護粧通過冠梁相互連接；因基坑的支護粧與外伸支撐連接配合地下室結構形成地下永久性支護結構體系，而支護粧作為地下室支撐的一部分，不僅實現了支護粧的利用，而且使得地下室支護更加牢固；同時，階梯形支護是考慮到邊坡控制效果而設置的方式。
[0006]當采用兩排階梯型支護時，高度較低的第二排支護粧粧頂標高定位負一層地下室樓板標高，第二排支護粧的粧頂通過冠梁連接，第二排支護粧冠梁外側與第一排支護粧粧身澆筑為一體，前后兩排支護粧通過第二排支護粧的冠梁相互連接。
[0007]此外，階梯型的支護，形成上半部分為單排粧支護、下半部分為雙排粧支護的復合型支護結構，在基坑支護階段，后排粧頂部冠梁為前排粧粧身提供一支點，有效減小前排支護粧粧身彎矩，充分利用下半部分雙排粧支護結構剛度較大的特點，減小支護結構水平位移，增加支護結構的整體穩定性。
[0008]進一步地，為了實現集約化生產，外側支護粧頂部的冠梁包括多段拼接段，每段冠梁拼接段端部設有便于相鄰冠梁拼接用的預埋件，內側支護粧頂部冠梁為現澆件，預埋件可以是固定于冠梁側壁的鋼板或者是冠梁底部的鋼板，冠梁在拼接后，鋼板預埋件通過螺栓與冠梁連接實現緊固。
[0009]進一步地，支護粧采用混凝土預制粧，為預應力管粧或預應力方粧或預應力板粧。
[0010]進一步地，地下室外墻及地下室樓板均采用預制板；因地下室外墻及地下室樓板采用預制板，整個結構不僅不會減弱地下室的使用壽命，而且大大縮短了地下室的施工時間。
[0011]進一步地，低位置的支護粧頂部的冠梁與相鄰的支護粧粧身澆筑為一體。
[0012]進一步地，外側支護粧頂部的冠梁與基坑外側混凝土施工道路澆筑為一體，通過施工道路自身重度以及與土體之間的摩擦對第一排支護粧頂進行錨固，以減小粧頂位移。
[0013]進一步地，所述外伸支撐為預制素混凝土支撐，素混凝土支撐位于基礎底板平面內，支撐一端與地下室底板連接，一端與支護粧粧身澆筑連接，也可以在粧身上設置腰梁，腰梁及冠梁的設置，使得原本主要由地下室樓板支撐的力均勻分布到支護粧上，而且多排支護粧的設置，更是有效避免了應力集中造成結構的破壞;素混凝土支撐僅承受軸向壓力，所以可在施工肥槽清理干凈后通過素混凝土直接澆筑成型，支撐可以做梁狀，也可以做成板狀。
[0014]進一步地，所述外伸支撐為預制鋼筋混凝土支撐，外伸支撐一端與地下室樓板連接，一端通過鋼板或鋼筋預埋件與內側支護粧頂部的冠梁或者是支護粧的粧身連接;總而言之，外側支護粧頂部冠梁為鋼筋混凝土預制冠梁，也可采用鋼筋混凝土現澆冠梁；內側支護粧頂部冠梁為鋼筋混凝土現澆冠梁，也可先采用鋼筋混凝土預制粧拼接，然后通過在外側澆筑混凝土與外側支護粧連接。
[0015]進一步地，所述冠梁開有用于支護粧穿過的通孔，便于更好的將預制支護粧與冠梁連接為一個整體。
[0016]進一步地，還包括用于在支護粧施工時對支護粧定位的定位模具，采用H型鋼焊接成型。
[0017]本實用新型中永久支護結構通過將基坑支護結構與地下建筑主體結構相結合，將支護結構轉變為主體結構的一部分永久發揮作用，可充分發揮支護結構自身剛度，有效減小地下室外墻厚度，一方面能有效降低工程造價，另一方面也使得地下室結構裝配化施工成為可能，有助于促進城市地下空間建設朝著集約化放下發展。
[0018]此外，對基坑頂部各構件的拼接部位進行防水處理，如相鄰的冠梁的接觸縫隙采用砂漿抹平止水。
[0019]結構體系的施工方法，具體施工步驟如下:
[0020]步驟I):沿基坑邊沿外側施工第一排支護粧，并施工粧頂冠梁和基坑外側施工道路，形成第一階支護；
[0021]步驟2):沿基坑邊沿內側施工第二排支護粧，第二排支護粧與第一排支護粧錯位布粧，第二排支護粧粧頂標高低于第一排支護粧且與負一層地下室樓面板高度持平；
[0022]步驟3):進行第一次基坑開挖，開挖至第二排支護粧粧頂標桿位置；
[0023]步驟4):施工第二排粧的粧頂現澆冠梁3，形成第二階支護；
[0024]步驟5):進行第二次基坑開挖，開挖至坑底設計標高，兩排粧之間的土體不做開挖；
[0025]步驟6):施工主體建筑基礎結構，澆筑地下室底層底板，在地下室底板7與第二排支護粧之間饒筑素混凝土支撐10;
[0026]步驟7):進行負二層地下室外墻板預制與安裝；
[0027]步驟8):進行負一層地下室樓面板和地下室外墻板的預制與安裝以及地下室梁柱構件的澆筑，在負一層地下室樓面板與第二排支護粧粧頂冠梁之間安裝預制支撐；
[0028]步驟9):施共地下室外墻防水保溫層；
[0029]步驟10):土體回填并分層夯實。
[0030]本實用新型的有益效果是:
[0031](I)本實用新型中，基坑采用基于雙排預制粧的階梯型支護與分級開挖，具有建筑工業化程度高、現場施工方便快捷、邊坡變形控制效果好等特點。
[0032](2)本實用新型中，基坑采用基于雙排預制粧分級支護的永久支護結構，通過將基坑支護結構與地下建筑主體結構相結合，將支護結構轉變為主體結構的一部分永久發揮作用，可充分發揮支護結構自身剛度，有效減小地下室外墻厚度，一方面能有效降低工程造價，另一方面也使得地下室結構裝配化施工成為可能，有助于促進城市地下空間建設朝著集約化放下發展。
[0033](3)本實用新型中，在基坑采用永久支護結構的基礎上，實現地下室部分采用裝配式結構，相比于現澆混凝土結構，現場施工方便快捷，結構質量易于保證，可有效提升生產效率，較大程度的減少建筑垃圾，具有較好的經濟環境效益。
[0034](4)本實用新型中的體系可實現支護結構的永久化與地下結構的裝配化有機結合，實現建筑結構設計與支護結構設計有機統一，能有效推動我國的建筑工業化，推動城市地下空間朝著集約化與可持續化發展。
【附圖說明】
[0035]圖1是本實用新型基于兩層地下室結構的示意圖。
[0036]圖2是本實用新型在第一排支護粧冠梁位置處的水平剖面示意圖。
[0037]圖3是本實用新型在第二排支護粧冠梁位置處的水平剖面示意圖。
[0038]圖4是本實用新型中第一排支護粧與冠梁裝配位置的側視圖。
[0039]圖5是本實用新型中第一排支護粧與冠梁裝配位置的水平剖面圖。
[0040]圖6是本實用新型支護粧定位模具的示意圖。
[0041 ]圖7是本實用新型基于三層地下室結構的示意圖。
[0042]圖中各個標號含義:1_支護粧、2-預制冠梁、3-現澆冠梁、4-基坑外側混凝土施工道路、5-地下室外墻、6-地下室樓板、7-地下室底板、8-地下室外墻橫梁、9-預制支撐、10-素混凝土支撐、11-預埋件、12-防護桿安裝孔、13-凸起、14-防護欄桿、15-支護粧定位模具。
【具體實施方式】
[0043]下面結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的描述:
[0044]實施例1
[0045]如圖1所示，該工程實例的地下結構為兩層地下室，地下結構組成包括預制地下室外墻5，地下室樓板6，地下室底板7，地下室外墻橫梁8等主要構件。
[0046]圖1所示，該工程實例的基坑支護結構為雙排預應力管粧階梯型支護結構，主要包括支護粧1、預制冠梁2、現澆冠梁3等主要構件。
[0047]圖1所示，該工程實例中第一排支護粧為預應力管粧，粧頂預制冠梁2與基坑外側混凝土施工道路4連接，通過施工道路自身重度以及與土體之間的摩擦對第一排支護粧頂進行錨固，以減小粧頂位移，施工道路寬度滿足規范要求。
[0048]圖2、圖4和圖5所示，相鄰排的支護粧通過冠梁相互連接，外側第一排支護粧頂部冠梁2為預制構件，每個預制段的兩端分別設有凸起13和凹槽，并設有鋼板預埋件11，如圖4和圖5所示，相鄰的預制冠梁2通過凸起13凹槽進行拼接，并通過鋼板預埋件11進行螺栓固定;冠梁頂端預留有防護桿安裝孔12，可通過安裝孔進行防護欄桿14的安裝。
[0049]圖1所示，該工程實例中第二排支護粧為預應力管粧，粧頂冠梁標高為第一次基坑開挖深度標高，約等于負一層地下室樓板標高，在第二排支護粧與地下室外墻5之間設置兩道外伸支撐，所述主體結構外伸支撐為鋼筋混凝土現澆支撐，外伸支撐一端通鋼板預埋件與第二排支護粧粧身或頂部現澆冠梁3連接，另一端通過鋼筋或者鋼板預埋件與地下室外墻橫梁8連接后，再與地下室樓板6連接，所述基礎底板外伸支撐為素混凝土支撐，素混凝土支撐位于基礎底板平面內，支撐一端與地下室底板7澆筑連接，一端與支護粧I粧身澆筑連接。
[0050]圖1所示，該工程實例中主體建筑包含兩層地下室，地下室外墻5和地下室樓板6均為預制構件，地下室立柱和橫梁均采用現澆構件，相互之間采用后澆整體式連接。
[0051 ]圖3所示，該工程實例中前后兩排支護粧錯位布粧，第二排支護粧冠梁外側與第一排支護粧粧身澆筑為一體，前后兩排支護粧通過第二排支護粧的冠梁相互連接。
[0052]圖1所示，在地下結構施工結束后對地下室外墻和支護粧之間進行土體回填，回填土體要分層窮實。
[0053]結構體系的施工方法，具體施工步驟如下:
[0054]步驟I):沿基坑邊沿外側施工第一排支護粧，并施工粧頂預制冠梁2和基坑外側施工道路4，形成第一階支護；
[0055]步驟2):沿基坑邊沿內側施工第二排支護粧，第二排支護粧與第一排支護粧錯位布粧;第二排支護粧粧頂標高低于第一排支護粧且與負一層地下室樓板6高度持平；
[0056]步驟3):進行第一次基坑開挖，開挖至第二排支護粧粧頂標桿位置；
[0057]步驟4):施工第二排支護粧頂現澆冠梁3，形成第二階支護；
[0058]步驟5):進行第二次基坑開挖，開挖至坑底設計標高，兩排粧之間的土體不做開挖；
[0059]步驟6):澆筑地下室底板7，在地下室底板7與第二排支護粧之間澆筑素混凝土支撐10;
[0060]步驟7):施工底層地下室主體結構，包括地下室外墻5、地下室樓板6的預制與安裝，地下室梁柱構件的澆筑;在底層地下室樓板6與第二排支護粧之間安裝預制支撐9;
[0061]步驟8):依次進行更上一層地下室結構施工，包括地下室外墻5、地下室樓板6的預制與安裝，地下室梁、柱及支撐構件的澆筑，直至地下部分主體結構施工結束；
[0062]步驟9):施做地下室外墻5防水保溫層；
[0063]步驟10):基坑土體回填并分層窮實。
[0064]支護粧I施工過程，根據支護粧I尺寸及布粧位置，預先定制支護粧I施工定位模具，通過模具對粧孔進行精確定位，并利用現有工程措施保證支護粧I垂直度，保證支護粧I的施工精度。
[0065]所述定位模具根據具體工程量身定制，如圖6所示，采用H型鋼焊接成型并可重復使用，由于模具長度限制，其施工順序為先按要求固定模具，在模具所在范圍內施工支護粧I，施工結束后將模具拆卸，并移至下一段施工位置再次固定，在模具新固定位置依次施工下一組支護粧I，根據支護粧施工順序依次向前推進施工，施工結束后對模具進行回收。
[0066]實施例2
[0067]本實施例與實施例1的區別是:
[0068]所述外伸支撐為預制鋼筋混凝土支撐，外伸支撐一端通過預埋件與設于支護粧的腰梁連接，一端通過預埋件與地下室外墻橫梁連接從而實現與地下室樓板的連接，因腰梁與冠梁的設置，使得原本主要由地下室樓板支撐的力均勻分布到支護粧上，而且多排支護粧的設置，更是有效避免了應力集中造成結構的破壞。
[0069]實施例3
[0070]如圖7所示，該工程實例的地下結構為三層地下室，其具體結構與施工工序與與實施例I相仿，基坑支護結構均為基于預制粧I的階梯式分層支護，地下室外墻5和地下室樓板6均為預制板，地下室梁柱構件均為混凝土現澆構件。
[0071]如圖3所示，與實施例1相比，實施例3的不同之處在于其地下結構為三層地下室，支護結構和地下室外墻之間共設有三道支撐，支撐與各層屋樓面板持平，最底層的外伸支撐依然是素混凝土支撐10，上兩層的外伸支撐均為預制支撐9。
[0072]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不是本實用新型的全部實施例，不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
[0073]除說明書所述技術特征外，其余技術特征均為本領域技術人員已知技術，為了突出本實用新型的創新特點，上述技術特征在此不再贅述。
【主權項】
1.面向多層地下建筑的裝配式定型結構體系，其特征在于，包括地下室結構的地下室外墻、地下室樓板和兩排基坑支護粧，兩排基坑支護粧錯位布粧，支護粧從內側支護粧到外側支護粧呈逐漸升高的階梯型支護，地下室外墻與支護粧之間設有外伸支撐，支護粧的頂部設有冠梁，兩排的支護粧通過冠梁相互連接;相鄰排的支護粧通過冠梁相互連接，外側第一排支護粧頂部冠梁為預制構件，每個預制段的兩端分別設有凸起和凹槽，相鄰的預制冠梁通過凸起凹槽進行拼接。2.如權利要求1所述的結構體系，其特征在于，外側支護粧頂部的冠梁包括多段拼接段，每段冠梁拼接段端部設有便于相鄰冠梁拼接用的預埋件，內側支護粧頂部冠梁為現澆件。3.如權利要求1所述的結構體系，其特征在于，支護粧采用混凝土預制粧，為預應力管粧或預應力方粧或預應力板粧。4.如權利要求1所述的結構體系，其特征在于，地下室外墻及地下室樓板均采用預制板。5.如權利要求1所述的結構體系，其特征在于，低位置的支護粧頂部的冠梁與相鄰的支護粧粧身饒筑為一體。6.如權利要求1所述的結構體系，其特征在于，外側支護粧頂部的冠梁與基坑外側混凝土施工道路澆筑為一體。7.如權利要求1所述的結構體系，其特征在于，所述外伸支撐為預制素混凝土支撐，素混凝土支撐位于基礎底板平面內，支撐一端與地下室底板連接，一端與支護粧粧身澆筑連接。8.如權利要求1所述的結構體系，其特征在于，所述外伸支撐為預制鋼筋混凝土支撐，外伸支撐一端與地下室樓板連接，一端通過鋼板或鋼筋預埋件與內側支護粧頂部的冠梁或者是支護粧的粧身連接。9.如權利要求1所述的結構體系，其特征在于，所述冠梁開有用于固定支護粧粧頂的孔槽。10.如權利要求1所述的結構體系，其特征在于，還包括用于在支護粧施工時對支護粧定位的定位模具。
【文檔編號】E04B1/00GK205636751SQ201620334120
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】李連祥, 李先軍, 劉兵, 王興政
【申請人】山東大學