顶板与侧墙的抗裂配合结构、及顶板结构的抗裂施工方法技术

本发明专利技术属于混凝土工程抗裂技术领域，尤其公开了一种顶板与侧墙的抗裂配合结构、以及与该抗裂配合结构相适应的顶板结构混凝土的抗裂施工方法。该抗裂配合结构及抗裂施工方法尤其适用于湖底隧道/地下轨道交通中的顶板抗裂。该抗裂配合结构通过柔性防水层以及锚固件的设置，解决了相邻结构中混凝土因收缩带来的不良影响；而抗裂施工方法则既能从材料方面解决混凝土自身收缩的问题，又能从工艺方面解决混凝土收缩拉应力过大导致开裂的问题，从而保证了该抗裂配合结构大幅降低了顶板结构中混凝土的开裂风险。

【技术实现步骤摘要】
顶板与侧墙的抗裂配合结构、及顶板结构的抗裂施工方法
本专利技术属于混凝土工程抗裂
，具体来讲，涉及一种顶板与侧墙的抗裂配合结构、以及与该抗裂配合结构相适应的顶板结构的抗裂施工方法。
技术介绍
地铁车站等地下轨道交通及湖底隧道的顶板结构的结构形式基本类似，在实际工程中反映出的开裂情况均仅次于其对应的侧墙结构，同样是混凝土工程领域中的一个十分难以解决和克服的问题。顶板结构中混凝土的开裂形式以温度裂缝为主，即主要是在混凝土温降过程中，顶板结构中混凝土受到先浇筑的侧墙结构中混凝土的强约束，产生了收缩拉裂，尤其在大浇筑长度的情况下，顶板结构中混凝土的开裂问题十分严重。目前减少顶板结构中混凝土开裂的方法主要从混凝土和施工设计两个角度入手。混凝土角度主要涉及添加具有膨胀和收缩补偿性能的添加剂、以及控制混凝土的入模温度和温度发展历程，从而降低混凝土本身的收缩和温度应力；施工设计角度主要涉及减小顶板结构的一次性浇筑长度，从而降低开裂风险。目前这两个手段是解决顶板结构中混凝土开裂问题的较为有效的手段，可以大幅缓解裂缝的程度，在二者相互结合的情况下甚至能够彻底避免顶板外观可见裂缝的产生，但通过已公开的研究资料显示，即使在二者相互结合的情况下，其开裂可控的浇筑长度亦不大于20m，不能有效地提高施工效率。因此，现有针对顶板结构抗裂的技术仍需要进一步发展。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人在大量前期研究的基础上，为解决上述地下或水下顶板结构在超长连续浇筑情况下的开裂问题，结合混凝土材料和施工工艺，研发了一种尤其针对湖底隧道或地下轨道交通中的顶板与侧墙的抗裂配合结构、以及与该抗裂配合结构相适应的顶板结构的抗裂施工方法。该抗裂配合结构通过柔性防水层以及锚固件的设置，解决了相邻结构中混凝土因收缩带来的不良影响；而抗裂施工方法则既能从材料方面解决混凝土自身收缩的问题，又能从工艺方面解决混凝土收缩拉应力过大导致开裂的问题，从而保证了该抗裂配合结构大幅降低了顶板结构中混凝土的开裂风险。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种顶板与侧墙的抗裂配合结构，包括侧墙结构、顶板结构、锚固件、以及柔性防水层；其中，所述侧墙结构的顶面具有凹设的预留槽，所述顶板结构的侧端具有贯通的预留孔，且所述预留孔与所述预留槽一一对应；所述锚固件填设于所述预留孔与所述预留槽对位设置拼接形成的井槽内，以使所述顶板结构固定搭接在所述侧墙结构上；所述柔性防水层夹设于所述顶板结构的与所述侧墙结构搭接处的底面、与所述侧墙结构的顶面之间。进一步地，所述预留槽的深度为0.2m～0.5m。进一步地，所述柔性防水层的厚度为3mm～5mm。进一步地，所述柔性防水层是以聚乙烯丙纶复合防水卷材、玻纤布沥青油毡、玻纤毡沥青油毡、SBS改性沥青卷材、PVC防水卷材、三元乙丙橡胶防水卷材中的任意一种为材料的柔性防水层。进一步地，所述锚固件的顶面与所述顶板结构的顶面齐平。进一步地，所述锚固件是以膨胀混凝土为材料的锚固件。本专利技术的另一目的还在于提供了一种顶板结构的抗裂施工方法，用于消除在先浇筑形成的侧墙结构对在后浇筑形成的顶板结构的强约束；所述抗裂施工方法包括步骤：S1、在浇筑所述侧墙结构时，在所述侧墙结构的顶部埋设柱状模板；其中，所述柱状模板外露于所述侧墙结构的顶面的高度不小于预浇筑的顶板结构的厚度；S2、当所述侧墙结构的强度达标后，在所述侧墙结构的顶面铺设一层柔性防水层；S3、在所述侧墙结构的上方浇筑形成所述顶板结构；其中，所述柱状模板外露于所述侧墙结构的顶面的部分贯穿所述顶板结构；S4、当所述顶板结构终凝后，拆除所述柱状模板，由所述顶板结构的顶面延伸至所述侧墙结构的顶面的方向上形成井槽；S5、对所述顶板结构进行保温保湿养护，待所述顶板结构达到28d龄期后，向所述井槽中浇筑膨胀混凝土形成锚固件，以将所述顶板结构固定搭接于所述侧墙结构上。进一步地，在所述步骤S1中，所述柱状模板埋入所述侧墙结构混凝土的深度为0.2m～0.5m；所述柔性防水层的厚度为3mm～5mm，所述柔性防水层的材料选自聚乙烯丙纶复合防水卷材、玻纤布沥青油毡、玻纤毡沥青油毡、SBS改性沥青卷材、PVC防水卷材、三元乙丙橡胶防水卷材中的任意一种。进一步地，所述柱状模板为可自由拆分的长方体柱。进一步地，所述步骤S3中浇筑形成所述顶板结构的具体方法包括：在所述侧墙结构的上方搭设顶板结构施工模板；向所述顶板结构施工模板内浇筑顶板混凝土浆料的同时，预埋测试元件，以使所述测试元件固定于所述顶板结构的内部；其中，所述测试元件电连接于外部的在线监测设备。进一步地，所述测试元件包括应变计和温度传感器。本专利技术提供一种具有全新结构的顶板与侧墙的抗裂配合结构，通过其中夹设于顶板结构和侧墙结构之间的柔性防水层、以及填设于井槽中的锚固件，不仅解决了侧墙结构中混凝土因收缩拉应力过大对顶板结构中混凝土造成的不良影响，而且也避免了顶板结构中混凝土因自身收缩所带来的问题，该抗裂配合结构从而保证了顶板结构不开裂。本专利技术提供的与该抗裂配合结构相适应的抗裂施工方法，即通过先设置井槽，继而用膨胀混凝土填充井槽以将顶板结构连接至侧墙结构上的方式，结合在侧墙结构顶面设置柔性防水层的施工方式，保证了在井槽内浇筑膨胀混凝土前，先行将后浇筑形成的顶板结构与先浇筑形成的侧墙结构隔开，使得顶板结构与侧墙结构处于自由的状态，可避免顶板结构浇筑后在早起收缩变形过程中受到侧墙结构的强约束而产生开裂；而后续通过向井槽中浇筑膨胀混凝土，再将顶板结构与侧墙结构二者连结成一体，稳固了顶板结构。本专利技术提供的抗裂施工方法，既保证了顶板结构在浇筑完成后早期应力的释放，又保证了后期顶板结构与侧墙结构的整体性，起到良好的抗裂技术效果。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是根据本专利技术的抗裂配合结构的立体图；图2是图1中抗裂配合结构在A-A方向的切面图；图3是图1中抗裂配合结构缺少锚固件时在A-A方向的切面图；图4是根据本专利技术的抗裂配合结构中侧墙结构在图1中A-A方向的切面图；图5是根据本专利技术的抗裂配合结构中顶板结构的俯视图；图6是图5中顶板结构在B-B方向的切面图；图7是根据本专利技术的顶板结构的抗裂施工方法的步骤流程图；图8～图12是根据本专利技术的顶板结构的抗裂施工方法中施工过程的结构示意图；其中，1表示侧墙结构，11表示预留槽，1a表示侧墙结构的顶面；2表示顶板结构，21表示预留孔，2a表示顶板结构的侧端，2b表示顶板结构的底面，2c表示顶板结构的顶面；3表示井槽；4表示锚固件，4a表示锚固件的顶面；5表示柔性防水层；6表示柱状模板；7表示测试元件；8表示在线监测设备。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶板与侧墙的抗裂配合结构，其特征在于，包括侧墙结构、顶板结构、锚固件、以及柔性防水层；其中，所述侧墙结构的顶面具有凹设的预留槽，所述顶板结构的侧端具有贯通的预留孔，且所述预留孔与所述预留槽一一对应；所述锚固件填设于所述预留孔与所述预留槽对位设置拼接形成的井槽内，以使所述顶板结构固定搭接在所述侧墙结构上；所述柔性防水层夹设于所述顶板结构的与所述侧墙结构搭接处的底面、与所述侧墙结构的顶面之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种顶板与侧墙的抗裂配合结构，其特征在于，包括侧墙结构、顶板结构、锚固件、以及柔性防水层；其中，所述侧墙结构的顶面具有凹设的预留槽，所述顶板结构的侧端具有贯通的预留孔，且所述预留孔与所述预留槽一一对应；所述锚固件填设于所述预留孔与所述预留槽对位设置拼接形成的井槽内，以使所述顶板结构固定搭接在所述侧墙结构上；所述柔性防水层夹设于所述顶板结构的与所述侧墙结构搭接处的底面、与所述侧墙结构的顶面之间。


2.根据权利要求1所述的抗裂配合结构，其特征在于，所述预留槽的深度为0.2m～0.5m。


3.根据权利要求1所述的抗裂配合结构，其特征在于，所述柔性防水层的厚度为3mm～5mm。


4.根据权利要求3所述的抗裂配合结构，其特征在于，所述柔性防水层是以聚乙烯丙纶复合防水卷材、玻纤布沥青油毡、玻纤毡沥青油毡、SBS改性沥青卷材、PVC防水卷材、三元乙丙橡胶防水卷材中的任意一种为材料的柔性防水层。


5.根据权利要求1所述的抗裂配合结构，其特征在于，所述锚固件的顶面与所述顶板结构的顶面齐平。


6.根据权利要求5所述的抗裂配合结构，其特征在于，所述锚固件是以膨胀混凝土为材料的锚固件。


7.一种顶板结构的抗裂施工方法，用于消除在先浇筑形成的侧墙结构对在后浇筑形成的顶板结构的强约束；其特征在于，所述抗裂施工方法包括步骤：
S1、在浇筑所述侧墙结构时，在所述侧墙结构的顶部埋设柱状模板；其中，所述柱状模板外...

【专利技术属性】
技术研发人员：周大勇，莫军伟，张建亮，康健，王育江，徐文，张坚，潘利，林立文，李甫林，贺飞，王成栋，秦尚进，崔晓伟，王新鹏，
申请(专利权)人：中铁十四局集团第二工程有限公司，江苏苏博特新材料股份有限公司，苏州工业园区城市重建有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37