一种去模板化现浇-预制叠合竖井结构及其施工方法

本发明属于市政工程设计与施工，特别涉及一种去模板化现浇-预制叠合竖井结构及其施工方法。

背景技术：

1、竖井作为市政工程常见的配套附属建筑，尤其以城市轨道交通通风竖井为代表，常用的竖井结构修建方式包括原位整体现浇与全环预制装配两种，前者整体刚度大、止水效果好、抗变形能力强，但施工效率低、工期长、工序多、风险高；后者虽能完全克服前者上述缺点，却也不再具备其诸多优点，尤其表现在接头刚度和接缝防水两个方面：1)接头刚度不足引起自身转动变形，显著削弱结构整体受力，抗外载能力降低从而导致结构开裂；2)接缝防水质量与止水效果欠佳，造成结构渗漏水严重、耐久性下降，进而影响竖井使用功能与服役年限，通常情况下，这两方面的不利影响相互叠加、互相促进，接头刚度不足造成结构开裂进而削弱接缝止水效果，接缝防水质量欠佳会加速钢筋锈蚀进而恶化接头受力，长此以往直至结构破坏殆尽、功能完全丧失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术面临的难题，提出了一种去模板化现浇-预制叠合竖井结构及其施工方法，既保留了原位整体现浇与预制装配结构的优点，又完全克服了他们的缺点与不足，顺利解决上述技术难题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种去模板化现浇-预制叠合竖井结构，包括竖井，所述竖井包括初期支护、外防水层、现浇井壁、预制井壁、预制隔墙、高强螺栓、现浇底板，所述现浇底板下方铺设所述外防水层，所述外防水层密贴初期支护基面铺设，所述外防水层内侧设置现浇井壁，所述预制井壁位于所述现浇井壁内侧，且作为所述现浇井壁单侧模板，所述预制井壁和预制隔墙连接。

4、作为优选，所述现浇底板与所述现浇井壁形成l型刚性连接，现浇底板顶部预留满足首环预制井壁和预制隔墙垂直插入的连接凹槽，所述连接凹槽深度为现浇底板厚度的一半，保证嵌固牢固。

5、作为优选，所述现浇井壁单次浇筑长度等于所述预制井壁纵向幅宽，所述现浇井壁内置钢筋骨架的绑扎应先于所述预制井壁的拼装完成，所述现浇井壁钢筋骨架的绑扎高度应超出所述预制井壁顶端，以便于后续所述现浇井壁内置钢筋的接长操作，所述现浇井壁浇筑完成后的顶面应低于所述预制井壁顶端，以免浇筑时跑浆、漏浆。

6、作为优选，所述预制井壁包括线型构件和u型构件两种类型，所述预制井壁相邻构件之间纵缝和环缝均通过所述高强螺栓连接牢固，所述预制井壁内侧设置可供所述预制隔墙竖向插入的预留杯口，预留杯口的宽度大于所述预制隔墙的厚度，

7、作为优选，所述预制井壁邻环之间采用错缝方式拼装，错缝位置位于井壁长边方向。

8、作为优选，所述预制隔墙采用十字交叉形，所述十字交叉形的预制隔墙与所述预制井壁围合形成不同通风功能分区，所述十字交叉形的预制隔墙的四端沿着预制井壁的竖向分别插入所述预制井壁的预留杯口内，预制隔墙与杯口的间隙通过细石混凝土填充密实，而后，通过所述高强螺栓进行连接紧固，保证通风效果良好避免相互串风。

9、作为优选，所述预制隔墙邻环之间采用凹凸榫槽连接，所述预制隔墙首环构件下端不设凸榫且直接插入所述现浇底板预留的连接凹槽，所述预制隔墙尾环构件上端不设衔接凹槽，其余各环预制隔墙的上均设置有凸榫和衔接凹槽，拼装时衔接凹槽向上、凸榫向下，拼装完成后灌浆回填榫槽剩余间隙，保证凹凸榫槽嵌挤牢固、不发生转动。

10、第二方面，本发明还提供了一种去模板化现浇-预制叠合竖井结构的施工方法，所述方法包括如下步骤：

11、步骤s1：采用倒挂井壁法向下开挖竖井并施作初期支护直至设计深度；

12、步骤s2：清除井底虚渣，设置找平垫层，铺设外防水层，绑扎钢筋，浇筑现浇底板并预留连接凹槽；

13、步骤s3：密贴初期支护铺设首段模筑现浇井壁的外防水层；

14、步骤s4：绑扎与首环预制井壁纵向幅宽相适应的现浇井壁钢筋骨架；

15、步骤s5：自井口向下依次吊放首环预制井壁的线型构件和u型构件，预制井壁的下端垂直插入现浇底板预留的连接凹槽，拼装成环后通过高强螺栓进行紧固构件；

16、步骤s6：以首环预制井壁作为单侧模板，浇筑首段现浇井壁，完成后现浇井壁的顶面高度低于预制井壁顶端；

17、步骤s7：吊装下放首环十字交叉形的预制隔墙，预制隔墙上的凹槽向上，十字交叉形的预制隔墙的四端竖向插入预制井壁上的预留杯口，十字交叉形的预制隔墙的下端垂直插入现浇底板预留的连接凹槽，通过细石混凝土填充杯口剩余间隙，而后，通过高强螺栓将预制隔墙与预制井壁紧固连接；

18、步骤s8：重复上述步骤s3～s7，依次施工后续外层防水、预制井壁、现浇井壁、预制隔墙，且预制井壁邻环之间采用错缝方式拼装，并利用高强螺栓可靠连接，预制隔墙邻环之间采用凹凸榫槽连接，拼装时凸榫向下、凹槽向上；

19、步骤s9：如此循环直至完成整个竖井井壁的施工。

20、进一步地，竖井开挖与支护时，严禁设置内撑结构，以免影响所述预制井壁的垂直下吊与拼装精度，可选择外锚支护或弧形开挖断面保证竖井支护安全。

21、本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

22、(1)本发明相比传统原位整体现浇工艺，实现彻底去模板化的目的；(2)本发明相比全环预制装配结构，无需面临接头刚度不足引起的结构受力安全隐患以及接缝止水效果欠佳造成的水患病害；(3)本发明设置的预制井壁作为现浇井壁的弹性基础，具有改善与调整现浇井壁内力的作用，现浇-预制叠合结构受力更加合理，能显著降低井壁混凝土用量与结构钢筋含量；(4)本发明设置的现浇井壁抗渗性能强且同时设置外防水层，预制井壁无需设置常规的嵌缝防水措施，具有节约防水材料成本与提高预制井壁耐久性的双重优点；(5)本发明具有显著缩短建设工期、提高施工效率、节能减排增效、降低工程风险、绿色环保低碳等诸多优点。

1.一种去模板化现浇-预制叠合竖井结构，其特征在于：包括竖井，所述竖井包括初期支护(1)、外防水层(2)、现浇井壁(3)、预制井壁(4)、预制隔墙(5)、高强螺栓(6)、现浇底板(7)，所述现浇底板(7)下方铺设所述外防水层(2)，所述外防水层(2)密贴初期支护(1)基面铺设，所述外防水层(2)内侧设置现浇井壁(3)，所述预制井壁(4)位于所述现浇井壁(3)内侧，且作为所述现浇井壁(3)单侧模板，所述预制井壁(4)和预制隔墙(5)连接。

2.根据权利要求1所述的去模板化现浇-预制叠合竖井结构，其特征在于：所述现浇底板(7)与所述现浇井壁(3)形成l型刚性连接，现浇底板(7)顶部预留满足首环预制井壁(4)和首环预制隔墙(5)垂直插入的连接凹槽，所述连接凹槽深度为现浇底板(7)厚度的一半。

3.根据权利要求1所述的去模板化现浇-预制叠合竖井结构，其特征在于：所述现浇井壁(3)单次浇筑长度等于所述预制井壁(4)纵向幅宽，所述现浇井壁(3)内置钢筋骨架的绑扎应先于所述预制井壁(4)的拼装完成，所述现浇井壁(3)钢筋骨架的绑扎高度应超出所述预制井壁(4)顶端，所述现浇井壁(3)浇筑完成后的顶面应低于所述预制井壁(4)顶端。

4.根据权利要求1所述的去模板化现浇-预制叠合竖井结构，其特征在于：所述预制井壁(4)包括线型构件和u型构件两种类型，所述预制井壁(4)相邻构件之间纵缝和环缝均通过高强螺栓(6)连接牢固，所述预制井壁(4)内侧设置可供所述预制隔墙(5)竖向插入的预留杯口，预留杯口的宽度大于所述预制隔墙(5)的厚度。

5.根据权利要求4所述的去模板化现浇-预制叠合竖井结构，其特征在于：所述预制井壁(4)邻环之间采用错缝方式拼装。

6.根据权利要求1所述的去模板化现浇-预制叠合竖井结构，其特征在于：所述预制隔墙(5)采用十字交叉形，所述十字交叉形的预制隔墙(5)与所述预制井壁(4)围合形成不同通风功能分区，所述十字交叉形的预制隔墙(5)的四端沿预制井壁(4)的竖向分别插入所述预制井壁(4)上预留杯口内，预制隔墙(5)与杯口的间隙通过细石混凝土填充密实，而后，通过所述高强螺栓(6)进行连接紧固。

7.根据权利要求1所述的去模板化现浇-预制叠合竖井结构，其特征在于：所述预制隔墙(5)邻环之间采用凹凸榫槽连接，所述预制隔墙(5)首环构件下端不设凸榫且直接插入所述现浇底板(7)预留的连接凹槽，所述预制隔墙(5)尾环构件上端不设衔接凹槽，其余各环预制隔墙(5)上均设置有凸榫和衔接凹槽，拼装时衔接凹槽向上、凸榫向下，拼装完成后灌浆回填榫槽剩余间隙。

8.一种去模板化现浇-预制叠合竖井结构的施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：