圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构及其施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基坑衬砌结构，特别涉及一种圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构 及其施工方法，属于地下结构工程领域。
【背景技术】
[0002] 目前，地下空间开发已经成为城市建设必不可缺少的一部分，地下竖井式智能化 立体车库可以很好解决城市繁华地段停车位不足的矛盾。但是该车库在建设过程需设置圆 形竖井式基坑，现浇钢筋混凝土作为施工竖井衬砌结构的主要材料，存在污染严重、对周围 环境影响大以及施工周期长等缺点。
【发明内容】
[0003] 基于上述缺陷，本发明提出了一种圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构及其施工方 法，可为竖井工程提供一种绿色、环保、对周围环境影响小以及施工快速的竖井衬砌结构。 解决了施工污染以及施工周期长的问题。
[0004] 本发明的技术方案如下：
[0005] 一种圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，该衬砌结构主要由冠梁、预制标准管片、 预制邻接管片、内支撑组成；基坑顶部设置有冠梁，冠梁下部的基坑周围设置从上到下设置 有多层预制标准管片与预制邻接管片，每层标准预制管片与邻接预制管片拼装构成为一环 管片；基坑内部设置有内支撑。
[0006] 进一步地，基坑外部设置有或不设置围护结构，当设置有围护结构时，围护结构根 据土质情况合理采用粧、地下连续墙、锚杆、土钉结构。
[0007] 进一步地，所述内支撑为环形支撑或直撑。
[0008] 进一步地，所述预制标准管片以及预制邻接管片的环宽为1000 mm~2000mm ;标准 预制管片与邻接预制管片曲率根据实际情况确定；预制标准管片以及预制邻接管片厚度为 300 ~800mm。
[0009] 进一步地，所述预制标准管片以及预制邻接管片的中心处设置有吊装注浆孔，该 吊装注浆孔既能够保证每片管片的运输，同时还能够在管片拼装后向基坑周围土体注浆。
[0010] 进一步地，所述预制标准管片以及预制邻接管片周围均设置有连接孔洞，连接孔 洞内设置有连接构件；每环管片的标准预制管片之间、标准预制管片与邻接预制管片之间 以及竖向相邻两环管片之间均通过连接构件换向及竖向拼接而成。
[0011] 进一步地，所述连接构件为螺栓。
[0012] 进一步地，竖向相邻两环管片之间旋转一定角度，使相邻两环之间错缝连接。
[0013] 进一步地，预制标准管片以及预制邻接管片边缘均设置止水带。
[0014] 上圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构的施工方法，具体施工步骤为：
[0015] 第一步：基坑内打入一圈围护结构；
[0016] 第二步：基坑米用岛式开挖，基坑向下开挖0. 5~I. 5m处设置冠梁；
[0017] 第三步：基坑继续向下开挖1000mm~2000mm，安装连接构件，完成预制标准管片 与预制邻接管片的拼接，竖向相邻两环管片之间旋转一定角度，使相邻两环之间错缝连接； 每向下开挖1000 mm~2000mm安装一环管片；
[0018] 第四步：在距离基坑顶部设置一道内支撑；
[0019] 第五步：重复第四步，直至开挖至标高处；
[0020] 第六步：施作底板，完成圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构。
[0021] 该衬砌结构采用预制管片、基坑围护结构与内支撑共同承担基坑周围的土压力作 用。并通过截面设计、合理的配筋设计、选用合理的材料使其保证足够的刚度。预制管片预 留吊装注浆孔，可以向基坑围护结构与管片之间的空隙注浆，起到密封防水作用。预制管片 四周预留孔洞，各个管片通过连接构件完成拼装。满足圆形基坑保证安全，快速施工的要 求。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0023] 1.倒挂管片衬砌结构为预制拼装，管片在工厂生产，直接运送施工现场。该结构管 片尺寸定位偏差较小、准确性高，在施工过程中，工人操作简单、快捷，节省时间，缩短工期。
[0024] 2.圆形基坑倒挂管片衬砌结构受力合理，将水平土压力作用转化为对管片的挤压 作用，充分发挥了混凝土受压性能。在保证安全施工的前提下，节省材料。
[0025] 3.圆形基坑倒挂管片衬砌结构内部空间较大，对于地面向下运输机械设施影响较 小，便于抓斗等机械的操作。
【附图说明】
[0026] 图1为圆形基坑开挖平面图；
[0027] 图2为图1的A-A剖面图；
[0028] 图3为相邻管片连接展开图；
[0029] 图4为标准管片详图；
[0030] 图5为邻接管片详图；
[0031] 图6-13为圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构施工步骤，图6为围护结构施工，图7 为冠梁施工，图8、11为向下开挖土体，图9、12为安装衬砌管片，图10为内支撑构件施工， 图13为底板施工。
[0032] 图中，1为基坑内缘、2为预制标准管片、3为预制邻接管片、4为内支撑、5为围护结 构、6为连接构件、7为连接孔洞、8为吊装注浆孔、9为止水带、10为冠梁、11为底板、12为开 挖面。
【具体实施方式】
[0033] 如图1-13所示，为发明一种圆形地下车库衬砌结构实施例，该实施例圆形基坑采 用倒挂管片衬砌结构，主要由冠梁10、预制标准管片2、预制邻接管片3、内支撑4组成。基 坑顶部设置有冠梁10,冠梁10下部的基坑周围设置从上到下设置有多层预制标准管片2与 预制邻接管片3,每层标准预制管片2与邻接预制管片3拼装构成为一环管片。基坑内部设 置有内支撑4。预制标准管片2以及预制邻接管片3的中心处设置有吊装注浆孔8。预制标 准管片2以及预制邻接管片3周围均设置有连接孔洞7,连接孔洞7内设置有连接构件6。 每环管片的标准预制管片2之间、标准预制管片2与邻接预制管片3之间以及竖向相邻两 环管片之间均通过连接构件6换向及竖向拼接而成。连接构件6为螺栓。竖向相邻两环管 片之间旋转一定角度，使相邻两环之间错缝连接。预制标准管片2以及预制邻接管片3边 缘均设置止水带9。
[0034] 该实施例的具体截面尺寸如下：该地下车库主体结构外边缘直径为28m，深度为 12m〇
[0035] 倒挂管片衬砌结构具体尺寸：围护粧5采用旋挖灌注粧，直径为800mm，冠梁10采 用C30混凝土，截面尺寸为：400mmX 500mm。预制管片厚度t = 350mm，管片环宽为1200mm， 每一层管片由23个预制标准管片2与3个预制邻接管片3组成。螺栓连接孔直径为60_， 采用8. 8级螺栓。吊装注浆孔8直径为100mm。预制标准管片2弧度为15°，竖向布置两 排三道螺栓连接孔7,环向布置两排两道螺栓连接孔7。邻接管片3弧度为5°，竖向布置两 排一道螺栓连接孔洞7，环向布置两排两道螺栓连接孔洞7。该基坑内部布置一道直撑4，直 撑4布置位置在基坑开挖6m处。直撑4采用Q235(p609钢管。
[0036] 具体施工步骤为：
[0037] 第一步：距离基坑中心15m位置打入一圈围护粧5 (如图6所示）；
[0038] 第二步：基坑采用岛式开挖，基坑向下开挖Im处设置冠梁10(如图7所示）；
[0039] 第三步：基坑向下开挖I. 2m，安装螺栓，完成预制标准管片2与邻接管片3的拼 接，该层预制管片的拼装与上一层预制管片相差10°。每向下开挖I. 2m安装一层预制管片 (如图9、12所示）；
[0040] 第四步：基坑开挖至7m，在距离基坑顶部6m处设置一道直撑4(如图10所示）；
[0041] 第五步：重复第四步，直至开挖至标高处；
[0042] 第六步：施作底板11 (如图13所示），完成圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构。
[0043] 以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。
【主权项】
1. 一种圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，其特征在于：该衬砌结构主要由冠梁 (10)、预制标准管片（2)、预制邻接管片（3)、内支撑撑（4)组成；基坑顶部设置有冠梁 (10)，冠梁（10)下部的基坑周围设置从上到下设置有多层预制标准管片（2)与预制邻接管 片（3)，每层标准预制管片（2)与邻接预制管片（3)拼装构成为一环管片；基坑内部设置有 内支撑（4)。
2. 根据权利要求1所述的圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，其特征在于：基坑外部 设置有或不设置围护结构（5)，当设置有围护结构（5)时，围护结构（5)根据土质情况合理 采用粧、地下连续墙、锚杆、土钉结构。
3. 根据权利要求2所述的圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，其特征在于：所述内支 撑（4)为环形支撑或直撑。
4. 根据权利要求3所述的圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，其特征在于：所述预制 标准管片（2)以及预制邻接管片（3)的环宽为1000 mm~2000mm;标准预制管片（2)与邻 接预制管片（3)曲率根据实际情况确定；预制标准管片（2)以及预制邻接管片（3)厚度为 300 ~800mm。
5. 根据权利要求4所述的圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，其特征在于：所述预制 标准管片（2)以及预制邻接管片（3)的中心处设置有吊装注浆孔（8)，该吊装注浆孔（8)既 能够保证每片管片的运输，同时还能够在管片拼装后向基坑周围土体注浆。
6. 根据权利要求5所述的圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，其特征在于：所述预制 标准管片（2)以及预制邻接管片（3)周围均设置有连接孔洞（7)，连接孔洞（7)内设置有连 接构件（6)海环管片的标准预制管片（2)之间、标准预制管片⑵与邻接预制管片⑶之 间以及竖向相邻两环管片之间均通过连接构件（6)换向及竖向拼接而成。
7. 根据权利要求6所述的圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，其特征在于：所述连接 构件（6)为螺栓。
8. 根据权利要求7所述的圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，其特征在于：竖向相邻 两环管片之间旋转一定角度，使相邻两环之间错缝连接。
9. 根据权利要求8所述的圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构，其特征在于：预制标准 管片（2)以及预制邻接管片（3)边缘均设置止水带（9)。
10. 根据权利要求1-9所述的圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构的施工方法，其特征 在于：具体施工步骤为： 第一步：基坑内打入一圈围护结构（5); 第二步：基坑采用岛式开挖，基坑向下开挖0.5~1.5m处设置冠梁（10); 第三步：基坑继续向下开挖1000 mm~2000mm，安装连接构件（6)，完成预制标准管片 ⑵与预制邻接管片⑶的拼接，竖向相邻两环管片之间旋转一定角度，使相邻两环之间错 缝连接；每向下开挖1000 mm~2000mm安装一环管片； 第四步：在距离基坑顶部设置一道内支撑（4); 第五步：重复第四步，直至开挖至标高处； 第六步：施作底板（11)，完成圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构。
【专利摘要】本发明涉及一种圆形基坑倒挂管片装配式衬砌结构及其施工方法。该衬砌结构主要由冠梁、预制标准管片、预制邻接管片、内支撑组成；基坑顶部设置有冠梁，冠梁下部的基坑周围设置从上到下设置有多层预制标准管片与预制邻接管片，每层标准预制管片与邻接预制管片拼装构成为一环管片；基坑内部设置有内支撑；在预制管片上预留有注浆孔以及连接孔洞。本发明设计合理，技术可行，管片采用预制拼装，快速施工，节省工期。综合效益显著，具有广阔的应用价值与发展前景。
【IPC分类】E21D11-10
【公开号】CN104632250
【申请号】CN201410785500
【发明人】张明聚, 张振波, 刘义, 王国权
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月17日