一種采用鋼桁架加筋的水下封底混凝土結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于在橋梁施工領(lǐng)域深基坑施工中以及城市軌道交通施工領(lǐng)域區(qū)間風井施工中，為確保深基坑內(nèi)形成干作業(yè)條件，而設(shè)計的一種新型的水下封底混凝土結(jié)構(gòu)。適用于各類深基坑施工水下封底。
【背景技術(shù)】
[0002]在橋梁基礎(chǔ)施工中，由于承臺埋置深，基坑開挖較深，為確保承臺能夠形成干作業(yè)施工，需在圍堰內(nèi)澆筑水下混凝土進行封底。有時由于開挖深度深，圍堰內(nèi)外存在較大的水壓頭，這樣造成封底混凝土需要承受較大的水壓力，為確保受力安全，造成水下封底混凝土的厚度較厚，相應(yīng)地圍堰的下放的深度、圍堰的總高度、總重量也都要加大，圍堰內(nèi)的開挖工程量和下放難度也顯著加大。有時受基底地層影響，圍堰下放的深度有限，不能滿足素混凝土水下封底所需的厚度時，這樣就要在水下封底混凝土內(nèi)進行配筋以達到減薄封底混凝土的厚度目的，并確保封底混凝土滿足受力要求。
[0003]另外，在城市軌道交通工程區(qū)間風井施工中，由于區(qū)間風井需兼做聯(lián)絡(luò)通道、通風道并設(shè)有排水栗房站，因而區(qū)間風井往往設(shè)置在線路標高最低處，造成風井施工開挖深度深。如果該區(qū)間需穿越江河等水域，風井一般緊鄰河道大堤設(shè)置。考慮到盾構(gòu)需從區(qū)間風井中穿過，及后期施工風道和聯(lián)絡(luò)通道需破除風井中的管片，為防止管片破除后出現(xiàn)涌水涌沙現(xiàn)象，確保施工安全，需在風井內(nèi)盾構(gòu)區(qū)間下方澆筑封底混凝土。為減小封底厚度，降低施工成本，在水下封底混凝土內(nèi)配筋輔助受力。
[0004](I)傳統(tǒng)的鋼筋籠水下封底混凝土結(jié)構(gòu):
[0005]如圖1至3所示，為便于施工，減小施工難度，傳統(tǒng)的深基坑水下封底混凝土一般設(shè)計為素混凝土。但特殊情況下，考慮減小圍堰沉放深度、圍堰的重量和圍堰內(nèi)土方開挖量，減小圍堰封底厚度，降低施工成本，有時也在水下封底混凝土內(nèi)進行配筋。傳統(tǒng)的做法是在水下混凝土內(nèi)安裝鋼筋籠，形成鋼筋籠水下封底混凝土。施工時也是地面綁扎好鋼筋籠后，鋼筋籠整塊吊裝下放就位。
[0006]鋼筋籠一般分為上下兩層鋼筋網(wǎng)片，為便于鋼筋籠形成整體，上下兩層網(wǎng)片之間設(shè)置若干架立鋼筋和構(gòu)造鋼筋。上下鋼筋網(wǎng)片均由縱向主筋和橫向主筋組成，主筋大小根據(jù)受力需要設(shè)定，主筋間距一般為100?150mm。
[0007](2)傳統(tǒng)的鋼筋籠水下封底混凝土結(jié)構(gòu)的局限性:
[0008]I)需整體吊裝:鋼筋籠需整體吊裝，無法分塊吊裝進行水下拼裝成整體。由于鋼筋籠為上下兩層結(jié)構(gòu)，且中間存在架立鋼筋和構(gòu)造鋼筋，故鋼筋籠不能像鋼筋網(wǎng)片那樣進行搭接;鋼筋籠縱橫主筋數(shù)量較多，潛水員在水中無法像陸地那樣采用接駁器對接接長;也難于采用焊接接長。
[0009]2)吊裝易變形，吊裝成本高:鋼筋籠整體吊裝時，由于鋼筋籠面積大，重量重，故需要大型起吊設(shè)備進行吊裝，吊裝成本大，且容易造成鋼筋籠變形。
[0010]3)頂部支撐影響鋼筋籠整體吊裝:許多基坑或圍堰由于頂部設(shè)有多道鋼支撐或鋼筋混凝土支撐，造成鋼筋籠無法整體吊裝就位。
[0011 ] 4)導管就位難度大:由于封底混凝土需要采用多根導管進行澆筑，且每根導管在首罐時澆筑時需離基底面300mm左右，這樣導管必須穿過鋼筋籠頂層鋼筋網(wǎng)片，由于網(wǎng)片主筋間距遠小于導管直徑，造成導管無法下放到位。當然可以考慮在鋼筋籠制作時事先預(yù)留好導管布置孔，但由于基坑較深，有的達到40米，導管仍難準確安裝到位。
[0012]5)導管拔除難度大:在澆筑混凝土后，受混凝土側(cè)壓力影響，導管時常偏向一側(cè)，緊靠鋼筋籠主筋，造成導管被卡死，難于提升。
[0013]6)封底混凝土密實度差、質(zhì)量差:由于導管只能安裝在鋼筋籠底層網(wǎng)片以上，首罐混凝土澆筑時，由于鋼筋籠平放且網(wǎng)片主筋間距較小，首罐混凝土澆筑時，封底混凝土直接沖擊在鋼筋籠網(wǎng)片上，且混凝土無法采用振搗棒振搗，容易造成混凝土澆筑不密實甚至產(chǎn)生離析現(xiàn)象。
[0014]7)容易產(chǎn)生鋼筋籠上浮，影響封底混凝土受力及后續(xù)工序施工:由于鋼筋籠網(wǎng)片主筋間距較小，容易產(chǎn)生鋼筋籠上浮，這樣不僅影響封底混凝土受力。盾構(gòu)區(qū)間中間風井施工封底混凝土施工過程中，一旦封底混凝土內(nèi)的鋼筋籠上浮至盾構(gòu)區(qū)間范圍內(nèi)，這樣上浮的鋼筋籠還會影響盾構(gòu)機順利穿越中間風井，處理難度非常大。
【實用新型內(nèi)容】
[0015]本實用新型的目的在于:針對傳統(tǒng)的鋼筋籠水下封底混凝土的局限性，進行改進實用新型，采用新型的鋼桁架加筋水下封底混凝土結(jié)構(gòu)，既能起到加筋效果，減薄封底混凝土的厚度，從而到達降低施工成本的目的，又能降低這類水下封底混凝土的施工難度，確保封底混凝土的施工質(zhì)量和施工安全。
[0016]本實用新型目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0017]一種采用鋼桁架加筋的水下封底混凝土結(jié)構(gòu)，包括水下封底混凝土以及其內(nèi)為骨架的鋼桁架，鋼桁架包括上層架體、下層架體以及連接上、下層架體的中間架體，上、下層架體均由若干橫向的橫向桿件和縱向的水平桿件十字交叉成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，中間架體包括立桿、橫向弦桿和縱向弦桿，立桿連接于上、下層架體的橫向桿件和水平桿件交叉點之間，橫向弦桿連接于橫向的相鄰兩立桿之間，縱向弦桿連接于縱向的相鄰兩立桿之間。
[0018]作為選擇，各橫向弦桿之間首尾連接呈“M”字形。
[0019]作為選擇，各縱向弦桿之間首尾連接呈“M”字形。
[0020]作為選擇，鋼桁架由若干分片鋼桁架冷搭接拼裝成整體?；蛘?，鋼桁架為一整體桁架。
[0021]作為選擇，桁架各桿件采用工字鋼、H型鋼或槽鋼加工。
[0022]作為選擇，鋼桁架為網(wǎng)格狀，網(wǎng)格間距為I±0.5m。該方案中，鋼桁架為網(wǎng)格狀，網(wǎng)格間距較大，以利于混凝土流動自密實，且利于導管安拆。
[0023]作為選擇，水下封底混凝土為自密實水下混凝土。該方案中，混凝土不需要采用振搗棒振搗。
[0024]前述本實用新型主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本實用新型可采用并要求保護的方案:如本實用新型，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本實用新型方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識可明了有多種組合，均為本實用新型所要保護的技術(shù)方案，在此不做窮舉。
[0025]本實用新型的有益效果:采用新型的鋼桁架加筋水下封底混凝土進行封底，與傳統(tǒng)的鋼筋籠封底混凝土相比具有以下顯著優(yōu)勢:
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