一种地铁明挖区间预制箱涵叠合结构及其施工方法与流程

一种地铁明挖区间预制箱涵叠合结构及其施工方法与流程本公开涉及轨道交通施工领域，特别涉及一种地铁明挖区间预制箱涵叠合结构及其施工方法。

背景技术：本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

随着基础交通事业的高速发展，城市轨道交通工程成为了公共交通发展的主导。

在其线路敷设方式为浅埋或超浅埋的区段，通常采用明挖法施工，现有施工方法一般采用现浇钢筋混凝土结构或预制箱涵拼装结构。

现浇混凝土结构施工时，需进行基底垫层施工、钢筋现场布设绑扎、架设模板、混凝土浇筑及振捣、养护、拆模等过程，施工工序较为繁琐，劳动力强度大，施工工期较长，其环保性较差。

发明人发现，目前在进行预制箱涵拼装结构施工时，施工步序一般为施做钻孔灌注桩作为围护结构，待混凝土养护达到设计强度后进行基坑开挖，基坑开挖完成后施做垫层，进行预制箱涵拼装施工。

其弊端表现为钻孔灌注桩成桩质量难以保证，易出现径缩和夹泥问题，施工对环境造成一定污染，等待龄期强度需耗费工期，基坑围护结构仅作为临时支护结构，在箱涵完成后废弃，造成资源严重浪费，不利于可持续发展。

技术实现要素：本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种地铁明挖区间预制箱涵叠合结构及其施工方法，通过将围护结构和区间主体结构进行工厂化预制，临时围护结构在完成围护工作后，能够作为永久结构与箱涵进行结合，通过预留的锚筋结构实现与对侧结构筋的固连，达到预制方桩围护与区间主体的永临叠合，在满足支撑强度的同时，可以减薄箱涵主体结构的侧墙厚度，并提高施工速度。

本公开的第一目的是提供一种地铁明挖区间预制箱涵叠合结构，采用以下技术方案：包括箱涵和分布在箱涵两侧的预制桩，预制桩侧面第一预留槽内设有第一锚筋，箱涵侧面第二预留槽内设有第二锚筋；第一锚筋延伸至第二预留槽内与箱涵结构筋连接，第二锚筋延伸至第一预留槽内与预制桩结构筋连接。

进一步地，所述预制桩沿箱涵侧壁间隔布置有多个，沿预制桩轴线方向上，每个预制桩上均设置有多个第一预留槽，均设有第一锚筋，箱涵侧壁上设有多个第二预留槽，均设有第二锚筋。

进一步地，所述预制桩结构筋包括相互连接第一纵筋和第一横筋，第二锚筋穿过第一纵筋连接第一横筋；箱涵结构筋包括相互连接的第二纵筋和第二横筋，第一锚筋穿过第二纵筋连接第二横筋。

本公开的第二目的是提供一种地铁明挖区间预制箱涵叠合结构的施工方法，包括以下步骤：依据施工位置将预制桩置入设计位置，结合预制桩施做桩间止水帷幕；进行分层逐步开挖，直至基底设计标高处，施作垫层，期间施作混凝土支撑；吊装预制箱涵至基坑底部设计位置，其侧面预留槽与预制桩的预留槽对应；预制桩预留槽内的第一锚筋延伸至箱涵预留槽内，末端弯折连接箱涵结构筋，箱涵预留槽内的第二锚筋延伸至预制桩预留槽内，末端弯折连接预制桩结构筋；对每一预留槽的锚筋与对应的结构筋连接，箍住相应的结构筋，施加箱涵的纵向预应力张拉结构并锚固；浇注混凝土在在预制桩和箱涵之间形成混凝土槽，密实填充预制桩与箱涵之间的槽道；待混凝土达到设计强度后，拆除混凝土支撑，进行箱涵顶板以上回填覆土并压实。

进一步地，所述第一锚筋和第二锚筋初始状态下均弯折收纳于对应的预留槽内，在箱涵配合预制桩前，清理箱涵预留槽、预制桩预留槽并调整第二锚筋、第一锚筋使其均处于水平状态，并在第一锚筋和第二锚筋的末端折弯形成弯钩。

进一步地，在第二锚筋配合预制桩结构筋时，向预制桩结构筋纵筋远离箱涵的一侧插入第一横筋，第二锚筋的弯钩勾挂在第一横筋上形成连接；第一锚筋配合箱涵结构筋时，向箱涵结构筋纵筋远离预制桩的一侧插入第二横筋，第一锚筋的弯钩勾挂在第二横筋上形成连接。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：(1)通过将围护结构和区间主体结构进行工厂化预制，临时围护结构在完成围护工作后，能够作为永久结构与箱涵进行结合，通过预留的锚筋结构实现与对侧结构筋的固连，达到预制方桩围护与区间主体的永临叠合，在满足支撑强度的同时，可以减薄箱涵主体结构的侧墙厚度，并提高施工速度；(2)浅埋区间结构采用预制方形桩与预制矩形箱涵构件，实现工厂化、产业化、精细化，克服了传统钻孔灌注桩等围护结构施工易产生桩基缩颈夹泥、扩孔侵限、蜂窝麻面、桩底沉渣过厚等质量缺陷，确保了工程质量；(3)预制构件工厂化生产与现场装配施工平行开展，避免了现浇结构的养护时间，提高了产业化效率与施工速度，缩短了工期；(4)基坑围护结构通过预制方形桩、桩间高压旋喷桩咬合形成连续止水帷幕，承担外侧水土压力；基坑开挖完成后，通过预制方形桩与预制矩形箱涵结构预留槽中的预留锚筋、轴向钢筋、纵向受力钢筋与后浇混凝土连接形成叠合结构，共同抵抗外部荷载；该预制叠合结构实现了临时支护结构与永久结构的合一，避免了临时支护结构的浪费，结构刚度显著增大，减小了预制矩形箱涵结构侧墙厚度，节省工程造价；(5)传统钻孔灌注桩等围护结构在基坑开挖过程中，需人工凿除桩顶浮浆，而本公开中预制方形桩定位精准，桩顶预留钢筋接驳器连接冠梁，不需凿除桩头，施工工序简化，施工效率提高，避免了产生建筑垃圾，有利于城市地下空间绿色可持续发展。

附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1、2中叠合结构的整体结构示意图；图2为本公开实施例1、2中叠合结构的正视示意图；图3为本公开实施例1、2中叠合结构的俯视示意图；图4为本公开实施例1、2中箱涵的结构示意图；图5为图2中a处的局部放大示意图。

图中：1-预制方形桩；2-预制矩形箱涵结构；3-高压旋喷桩；4-后浇混凝土槽；5-预留槽；6-纵向受力钢筋；7-预留锚筋；8-混凝土结构；9-横向受力钢筋；10-张拉槽口；11-预应力钢绞线；12-弹性橡胶密封条；13-冠梁；14-第一道混凝土支撑；15-垫层；16-轴向钢筋。

具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。

除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。

如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中对浅埋区间施工时，现浇混凝土结构和预制箱涵拼装结构均存在较多弊端，难以满足在目前的需求；针对上述问题，本公开提出了一种地铁明挖区间预制箱涵叠合结构及其施工方法。

实施例1本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提出了一种地铁明挖区间预制箱涵叠合结构。

主要包括箱涵和预制桩，预制桩分布在箱涵两侧，箱涵的每一侧均配合有多个间隔设置的预制桩，相邻的预制桩之间设置高压旋喷桩，能够形成围护结构，箱涵为区间主体结构；在本实施例中，所述箱涵为预制矩形箱涵结构，预制桩为预制方形桩；围护结构包括按照设计位置布设的预制方形桩1，和相邻预制方形桩1之间布设的高压旋喷桩3，两者相互咬合形成连续的围护结构；浅埋区间结构采用预制方形桩与预制矩形箱涵构件，实现工厂化、产业化、精细化，克服了传统钻孔灌注桩等围护结构施工易产生桩基缩颈夹泥、扩孔侵限、蜂窝麻面、桩底沉渣过厚等质量缺陷，确保了工程质量；区间主体结构包括预制矩形箱涵结构2，预制矩形箱涵结构2位于基坑两侧围护结构的中央，通过后浇混凝土槽4与围护结构连接。

预制桩侧面预留槽内设有锚筋，箱涵侧面预留槽内设有锚筋，锚筋配合箱涵结构筋、预制桩结构筋形成连接结构，将箱涵、预制桩连接在一起。

所述预制方形桩1既作为基坑开挖围护结构的一部分，又作为区间主体结构支护的一部分，实现临时围护结构与永久主体结构的叠合连接。

具体的，预制桩侧面第一预留槽内设有第一锚筋，箱涵侧面第二预留槽内设有第二锚筋；第一锚筋延伸至第二预留槽内与箱涵结构筋连接，第二锚筋延伸至第一预留槽内与预制桩结构筋连接；沿预制桩轴线方向上，每个预制桩上均设置有多个第一预留槽，每个第一预留槽内均对应设有第一锚筋，箱涵侧壁上设有多个第二预留槽，每个第二预留槽内均对应设有第二锚筋。

在本实施例中，所述的第二预留槽对应箱涵的顶部和底部布置，在箱涵的顶部和底部均设有对应的第二锚筋，箱涵从底部和顶部分别通过锚筋连接对应的预制桩。

所述预制方形桩1在沿基坑内侧方向预留一定长度的预留槽5，即为第一预留槽，预留槽5通过定制钢模板在预制方形桩1工厂化生产过程中预留，预留槽5中纵向受力钢筋6通长布置；所述预制矩形箱涵结构2在沿基坑外侧方向预留一定长度的预留槽5，即为第二预留槽，预留槽5位于预制矩形箱涵结构2侧面的顶部和底部，预留槽5通过定制钢模板在预制矩形箱涵结构2工厂化生产过程中预留，箱涵预留槽5纵向受力钢筋6通长布置；箱涵内的纵筋与其内部的横向受力钢筋9固连，形成箱涵结构筋，共同包裹在混凝土结构8内。

在其他的实施方式中，其中每个预留槽内的锚筋数目能够为多个，比如第一预留槽内设有多个第一锚筋，第二预留槽内设有多个第二锚筋，多个第一锚筋均连接箱涵结构筋，多个第二锚筋均连接预制桩结构筋；第一锚筋和第二锚筋能够形成交叉连接结构，提高其连接强度。

需要指出的是，预制方形桩1纵向预留槽5长度大于预制矩形箱涵结构2预留槽5长度，提高其容差能力，在深度偏差在一定范围内时，仍能够形成稳定的连接关系，避免预制方形桩1沉桩定位误差对两者结构连接的不良影响。

所述预制桩结构筋包括相互连接第一纵筋和第一横筋，第二锚筋穿过第一纵筋连接第一横筋；箱涵结构筋包括相互连接的第二纵筋和第二横筋，第一锚筋穿过第二纵筋连接第二横筋；所述预制方形桩1的预留槽5中设有预留锚筋7，预留锚筋7一端与预制方形桩1中的通长纵向受力钢筋6连接，另一端弯起紧贴于预留槽5内壁，待基坑开挖完成、预制方形桩1预留槽5清理完成后，将紧贴于预留槽5内壁的预留锚筋7掰至水平位置，并将自由端弯起形成弯钩。

所述预制矩形箱涵结构2的预留槽5中设有预留锚筋7，预留锚筋7一端与预制矩形箱涵结构2中的通长纵向受力钢筋6连接，另一端弯起紧贴于预留槽5内壁，待预制矩形箱涵结构2吊装前，将紧贴于预留槽5内壁的预留锚筋7掰至水平位置，并将自由端弯起形成弯钩。

所述预留锚筋7可在预留槽5中旋转弯起，预留锚筋7在构件工厂化预制生产过程中紧贴于预留槽5内壁。