一种预制装配竖井的施工方法与流程

1.本发明涉及一种预制装配竖井的施工方法，属于地下工程施工技术领域。


背景技术：

2.随着城市建设的不断加快，可供利用的地上空间愈发紧张，这使得开发程度较低、储备量大的地下空间进入人们视野中，目前，开发地下空间已成为当前城市发展的重要趋势。城市地下工程包括地下停车库、地下仓储、工作井、隧道的工作井等地下空间的垂直连接通道等。但是由于修建地下结构需要土方大开挖，取土放坡，施工作业面积远大于建筑本身的占地面积，这对于一些施工场地受限制的城区来说是难以实现的。
3.传统地下现浇式竖井结构施工工序多，地下空间狭窄，工作面受限，模板支撑体系施工困难，工作效率低，施工周期长，模板刚度控制困难，混凝土浇筑成型质量难以保证，而且模板拆除工程量大。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是现浇式竖井结构施工工序多，施工周期长工作量大，且模板刚度控制困难，质量难以保证。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种预制装配竖井的施工方法，包括步骤：
6.a、根据竖井的结构尺寸、施工所处的地质条件及周边环境因素对预制井壁的形状和尺寸进行设计，并在工厂中进行预制后运输至施工现场；
7.b、施工定位放线、分层开挖土方，挖至第一段预制井壁深度后，依次将第一段预制井壁装配成环形，相邻预制井壁接缝处内外侧安装止水胶条；
8.c、将锚杆穿过预制井壁上的注浆锚固孔，锤击进入土层，并注入水泥浆，且预制井壁外侧压入混凝土或水泥砂浆填充密实；
9.d、继续向下挖土，至第二段预制井壁深度后，依次将第二段预制井壁装配成环形，且使得上下两层预制井壁连接成一体；
10.e、将锚杆穿过第二层的预制井壁上的注浆锚固孔，锤击进入土层，并注入水泥浆，且井壁外侧压入混凝土或水泥砂浆填充密实；
11.f、每层相邻预制井壁之间的空腔和上下层的预制井壁之间的空腔内采用微膨胀水泥浆灌注密实；
12.g、重复步骤d至f向下施工至基底，完成竖井壁结构安装；
13.h、进行井底底板浇筑施工。
14.其中，上述方法中步骤a中预制井壁的两端分别设置有纵向凸槽和纵向凹槽，使得左右相邻预制井壁通过纵向凸槽和纵向凹槽连接。
15.进一步，上述方法中步骤a中在预制井壁上端面设置有弧形转的周向凹槽，周向凹槽内设置有环形加强筋，且纵向连接件与环形加强筋交叉处连接固定，且井壁相邻接缝处
内外侧安装止水胶条。
16.进一步，上述方法中步骤a中预制井壁上下端面上均匀间隔设置有若干贯穿的纵向通孔，纵向通孔内穿入有纵向连接件，且灌注水泥浆后使得上下预制井壁连接。
17.进一步，上述方法中步骤a中预制井壁中部设置有弧形通孔，弧形通孔内预埋有金属波纹管或塑料波纹管。
18.其中，上述方法中步骤b中开挖直径比竖井的结构尺寸大于100～200mm。
19.进一步，上述方法中步骤f中纵向通孔和弧形通孔的相通孔道内采用微膨胀水泥浆灌注密实；且纵向凸槽与纵向凹槽、周向凹槽中部空腔采用微膨胀水泥浆灌注密实。
20.其中，上述方法中每层预制井壁安装完后在外侧设置有环形连接筋，且环形连接筋与锚杆连接。
21.其中，上述方法中纵向每一层预制井壁之间采用错缝对接，上下层相邻两块预制井壁的纵向通孔连通。
22.进一步，上述方法中所述预制井壁的最外侧纵向通孔中心距其端面的距离为两纵向通孔中心距的一半。
23.本发明的有益效果是：本方法通过预制井壁依次错缝对接拼装而成竖井，而预制井壁根据设计要求在工厂分节分段预制完成，在现场仅需吊装装配即可，大大节省了施工时间，同时减少了竖井基坑开挖围护暴露时间，简化了湿作业工序的复杂过程，降低了工人的劳动强度，工程质量易于控制、施工速度快、成本造价低且绿色环保。且本方法集中预制、现场装配的施工方法能够有效的保证施工质量，缩短工期，具有良好的社会效应和经济效应。
附图说明
24.图1为本发明竖井结构示意图。
25.图2为本发明预制井壁上下连接结构示意图。
26.图3为本发明未穿入纵向连接件和锚杆的结构示意图。
27.图4为本发明图2中i处结构放大示意图。
28.图5为本发明剖面的结构示意图。
29.图6为本发明俯视结构示意图。
30.图7为本发明图6中ii处的结构放大示意图。
31.图中标记为：1预制井壁、2纵向通孔、3纵向连接件、4注浆锚固孔、5弧形通孔、6周向凹槽、7纵向凹槽、8纵向凸槽、9止水胶条、10锚杆、11环形连接筋、12环形加强筋、13底板。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明进一步说明。
33.如图1至图7所示，本发明的一种预制装配竖井的施工方法，包括步骤：
34.a、根据竖井的结构尺寸、施工所处的地质条件及周边环境因素对预制井壁1的形状和尺寸进行设计，并在工厂中进行预制后运输至施工现场；
35.b、施工定位放线、分层开挖土方，挖至第一段预制井壁1深度后，依次将第一段预制井壁1装配成环形，相邻预制井壁1接缝处内外侧安装止水胶条9；
36.c、将锚杆10穿过预制井壁1上的注浆锚固孔4，锤击进入土层，并注入水泥浆，且预制井壁1外侧压入混凝土或水泥砂浆填充密实；
37.d、继续向下挖土，至第二段预制井壁1深度后，依次将第二段预制井壁1装配成环形，且使得上下两层预制井壁1连接成一体；
38.e、将锚杆10穿过第二层的预制井壁1上的注浆锚固孔4，锤击进入土层，并注入水泥浆，且井壁外侧压入混凝土或水泥砂浆填充密实；
39.f、每层相邻预制井壁1之间的空腔和上下层的预制井壁1之间的空腔内采用微膨胀水泥浆灌注密实；
40.g、重复步骤d至f向下施工至基底，完成竖井壁结构安装；
41.h、进行井底底板13浇筑施工。本领域技术人员能够理解的是，通过本方法使得竖井结构直接可由若干层本体拼接形成，而每层本体又通过预制井壁1拼接形成，故实际竖井结构由若干预制井壁1沿纵向和环向拼接装配而成。步骤a主要为准备阶段，实际根据设计资料先做出合适的预制井壁1。步骤b基坑开挖，根据预制井壁1的高度确定第一层开挖深度，依次将第一段预制井壁1装配成环形，相邻预制井壁1接缝处内外侧安装止水胶条9，通过止水胶条9实现防水。步骤c将预制井壁1锚固，具体将锚杆10穿过预制井壁1上的注浆锚固孔4，锤击进入土层，并注入水泥浆，且预制井壁1外侧压入c20细石混凝土或水泥砂浆填充密实，实现第一层预制井壁1的固定。同时可优选锚杆10由钢管制成，长度2000mm，入土端为锥形，锚杆10上布设有的梅花形注浆孔，通过锤击的方式进入土层。步骤d继续开挖至第二层预制井壁1深度，安装预制井壁1，并使得上下两层预制井壁1连接成一体。步骤e锚固第二层预制井壁1。步骤f灌浆填实，具体在每层相邻预制井壁1之间的空腔和上下层的预制井壁1之间的空腔内采用微膨胀水泥浆灌注密实。重复步骤d至f向下施工至基底，完成竖井壁结构安装。最后通过步骤h进行井底底板13浇筑施工即可完成。
42.优选的，上述方法中步骤a中预制井壁1的两端分别设置有纵向凸槽8和纵向凹槽7，使得左右相邻预制井壁1通过纵向凸槽8和纵向凹槽7连接。本领域技术人员能够理解的是，本方法优选在预制井壁1的两端面上分别设置纵向凸槽8和纵向凹槽7，通过纵向凸槽8卡入相邻的预制井壁1的纵向凹槽7内实现预制井壁1的周向固定，也即是可使得左右相邻预制井壁1连接成一体。
43.优选的，上述方法中步骤a中在预制井壁1上端面设置有弧形转的周向凹槽6，周向凹槽6内设置有环形加强筋12，且纵向连接件3与环形加强筋12交叉处连接固定，且井壁相邻接缝处内外侧安装止水胶条9。本领域技术人员能够理解的是，为了增加竖井井壁周向结构强度，故本方法优选沿纵向相邻两块预制井壁1间设有周向凹槽6和环形加强筋12，而周向凹槽6和环形加强筋12沿竖井周圈设置，实际可优选在其内外侧设有止水胶条9，用于防止漏水，止水胶条9合围的中部空腔灌注水泥浆填实，提高了竖井的防水性能和整体性。为了方便灌浆，实际纵向连接件3和环形加强筋12的截面尺寸是明显小于纵向通孔2和周向凹槽6的截面尺寸的，故其会产生晃动，故本方法优选将纵向连接件3与环形加强筋12采用绑扎或焊接连接，增强竖井壁的整体性。
44.优选的，上述方法中步骤a中预制井壁1上下端面上均匀间隔设置有若干贯穿的纵向通孔2，纵向通孔2内穿入有纵向连接件3，且灌注水泥浆后使得上下预制井壁1连接。本领域技术人员能够理解的是，在预制井壁1上下端面上设置有贯穿的纵向通孔2，将纵向连接
件3穿设在纵向通孔2内，且灌注水泥浆后使得上下预制井壁1连接，对纵向连接件3钢筋或钢管进行有效固定，防止其上下移动，同时提高钢筋或钢管与水泥浆的粘结力，纵向连接件3和灌注的水泥浆柱体将预制井壁1相互连接，提高井壁的整体刚度。而由于纵向连接件3会由上至下穿设在纵向通孔2内，其长度较长，为了便于安装和降低成本，优选纵向连接件3为钢筋或钢管，且实际采用螺纹或焊接连接形成一根。
45.优选的，上述方法中步骤a中预制井壁1中部设置有弧形通孔5，弧形通孔5内预埋有金属波纹管或塑料波纹管。本领域技术人员能够理解的是，本方法优选每块预制井壁1环形中部设有弧形通孔5，拼接后使得每层井壁的弧形通孔5环向周圈贯通，且弧形通孔5还与纵向通孔2相互连通，纵向通孔2和纵向连接件3、弧形通孔5、环形加强筋12形成的纵、环向的灌注的微膨胀水泥柱体对竖井起到了加强作用，大大提高了井壁整体强度、刚度和稳定性，提高了竖井施工的安全性和施工质量。为了保证弧形通孔5的通道尺寸，本方法优选在弧形通孔5内预埋有金属波纹管或塑料波纹管，不仅增加了弧形通孔5的结构强度，同时也可是弧形通道开口顺畅，便于后期灌浆。
46.优选的，上述方法中步骤b中开挖直径比竖井的结构尺寸大于100～200mm。本领域技术人员能够理解的是，为了方便预制井壁1的安装，本方法优选开挖直径比竖井的结构尺寸大于100～200mm。
47.优选的，上述方法中步骤f中纵向通孔2和弧形通孔5的相通孔道内采用微膨胀水泥浆灌注密实；且纵向凸槽8与纵向凹槽7、周向凹槽6中部空腔采用微膨胀水泥浆灌注密实。本领域技术人员能够理解的是，通过止水胶条9实现空腔两侧密封，为了保证竖井整体结构强度。优选纵向通孔2和弧形通孔5的相通孔道内采用微膨胀水泥浆灌注密实；且纵向凸槽8与纵向凹槽7、周向凹槽6中部空腔采用微膨胀水泥浆灌注密实。
48.优选的，上述方法中每层预制井壁1安装完后在外侧设置有环形连接筋11，且环形连接筋11与锚杆10连接。本领域技术人员能够理解的是，为了增加竖井周向结构强度，本方法优选在预制井壁1外侧设有环形连接筋11，环形连接筋11将锚杆10相互连接，并预制井壁1外侧与土层间填充混凝土。
49.优选的，上述方法中纵向每一层预制井壁1之间采用错缝对接，上下层相邻两块预制井壁1的纵向通孔2连通。本领域技术人员能够理解的是，由于纵向通孔2沿所述预制井壁1的中部均匀排列，实际纵向拼接时采用错缝对接保证结构强度，避免灌浆后应力集中，且需要保证上下两块预制井壁1的纵向通孔2连通，纵向连接件3穿入孔内，再往纵向通孔2内灌注水泥浆，对纵向连接件3钢筋或钢管进行有效固定，防止其上下移动，同时提高钢筋或钢管与水泥浆的粘结力，纵向连接件3和灌注的水泥浆柱体将预制井壁1相互连接，提高井壁的整体刚度。
50.优选的，上述方法中所述预制井壁1的最外侧纵向通孔2中心距其端面的距离为两纵向通孔2中心距的一半。本领域技术人员能够理解的是，为了保证左右相邻预制井壁1拼接后上下相邻的预制井壁1的纵向通孔2始终正对，故预制井壁1的最外侧纵向通孔2中心距其端面的距离为相邻两纵向通孔2中心距的一半，也即是在纵向凸槽8和纵向凹槽7拼接后纵向通孔2始终保持等距排布。

技术特征：
1.一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于包括步骤：a、根据竖井的结构尺寸、施工所处的地质条件及周边环境因素对预制井壁(1)的形状和尺寸进行设计，并在工厂中进行预制后运输至施工现场；b、施工定位放线、分层开挖土方，挖至第一段预制井壁(1)深度后，依次将第一段预制井壁(1)装配成环形，相邻预制井壁(1)接缝处内外侧安装止水胶条(9)；c、将锚杆(10)穿过预制井壁(1)上的注浆锚固孔(4)，锤击进入土层，并注入水泥浆，且预制井壁(1)外侧压入混凝土或水泥砂浆填充密实；d、继续向下挖土，至第二段预制井壁(1)深度后，依次将第二段预制井壁(1)装配成环形，且使得上下两层预制井壁(1)连接成一体；e、将锚杆(10)穿过第二层的预制井壁(1)上的注浆锚固孔(4)，锤击进入土层，并注入水泥浆，且井壁外侧压入混凝土或水泥砂浆填充密实；f、每层相邻预制井壁(1)之间的空腔和上下层的预制井壁(1)之间的空腔内采用微膨胀水泥浆灌注密实；g、重复步骤d至f向下施工至基底，完成竖井壁结构安装；h、进行井底底板(13)浇筑施工。2.根据权利要求1所述的一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于：步骤a中预制井壁(1)的两端分别设置有纵向凸槽(8)和纵向凹槽(7)，使得左右相邻预制井壁(1)通过纵向凸槽(8)和纵向凹槽(7)连接。3.根据权利要求2所述的一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于：步骤a中在预制井壁(1)上端面设置有弧形转的周向凹槽(6)，周向凹槽(6)内设置有环形加强筋(12)，且纵向连接件(3)与环形加强筋(12)交叉处连接固定，且井壁相邻接缝处内外侧安装止水胶条(9)。4.根据权利要求2所述的一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于：步骤a中预制井壁(1)上下端面上均匀间隔设置有若干贯穿的纵向通孔(2)，纵向通孔(2)内穿入有纵向连接件(3)，且灌注水泥浆后使得上下预制井壁(1)连接。5.根据权利要求4所述的一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于：步骤a中预制井壁(1)中部设置有弧形通孔(5)，弧形通孔(5)内预埋有金属波纹管或塑料波纹管。6.根据权利要求1所述的一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于：步骤b中开挖直径比竖井的结构尺寸大于100～200mm。7.根据权利要求5所述的一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于：步骤f中纵向通孔(2)和弧形通孔(5)的相通孔道内采用微膨胀水泥浆灌注密实；且纵向凸槽(8)与纵向凹槽(7)、周向凹槽(6)中部空腔采用微膨胀水泥浆灌注密实。8.根据权利要求1所述的一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于：每层预制井壁(1)安装完后在外侧设置有环形连接筋(11)，且环形连接筋(11)与锚杆(10)连接。9.根据权利要求1所述的一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于：纵向每一层预制井壁(1)之间采用错缝对接，上下层相邻两块预制井壁(1)的纵向通孔(2)连通。10.根据权利要求9所述的一种预制装配竖井的施工方法，其特征在于：所述预制井壁(1)的最外侧纵向通孔(2)中心距其端面的距离为两纵向通孔(2)中心距的一半。

技术总结
本发明涉及一种预制装配竖井的施工方法，属于地下工程施工技术领域。施工方法包括步骤：a、预制井壁(1)工厂预制；b、分层开挖土方，依次将第一段预制井壁(1)装配成环形，接缝处安装止水胶条(9)；c、穿入锚杆(10)并锤入土层注浆；d、继续向下挖土，将第二段预制井壁(1)装配成环形，且使得上下两层预制井壁(1)连成一体。e、穿入锚杆(10)并锤入土层注浆；f、相邻预制井壁(1)之间灌注密实；g、重复步骤d至f；h、井底底板浇筑施工。本结构分层施工，简化了湿作业工序，施工速度快、造价低。解决现浇式竖井结构施工工序多，施工周期长工作量大，且模板刚度控制困难，质量难以保证的问题。质量难以保证的问题。质量难以保证的问题。


技术研发人员：毛兴平 黄曦锋 游涵雯
受保护的技术使用者：中国十九冶集团有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/1