一种逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构及其施工方法技术

一种逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构及其施工方法，包括在土层内施工的先施工结构、后施工结构和二次浇注结构，先施工结构包括混凝土垫层、地下结构顶板、先期地下结构柱帽、先期地下结构上段柱、棱台形空腔结构和注浆钢管；注浆钢管的底部连通棱台形空腔结构形成二次注浆通道；后施工结构包括地下结构柱承台、临时钢管支撑、后期地下结构下段柱和棱台形结构，二次浇注结构为在施工缝形成的二次注浆缝内，自注浆钢管向该二次注浆缝内注浆形成的密封结构。本发明专利技术结合超灌法和注浆法，通过二次浇筑结构保证了施工缝内的施工质量，通过棱台形空腔的设计，实现两次柱结构之间的契合连接，增大连接部分的抗剪作用，二次浇筑结构对施工缝进一步加固。施工缝进一步加固。施工缝进一步加固。

【技术实现步骤摘要】
一种逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构及其施工方法


[0001]本专利技术属于逆作法结构柱施工领域，特别是一种逆作法钢筋混凝土结构柱及其施工方法。

技术介绍

[0002]逆作法中，地下结构分为先期施工和后期施工两部分，先施工的先期地下结构包括水平梁板以及结构柱上段柱，故后施工的后期地下结构下段柱与先期结构上段柱之间存在施工缝。由于后期地下结构柱混凝土的收缩，以及接缝表面混凝土析水或聚集气泡等缺陷，极大地影响了施工缝的施工质量和上下段结构柱之间的有效传力，这是逆作法施工技术推广应用所需要解决的关键问题。
[0003]目前，为了保证上下段结构柱水平接缝混凝土的密实度，逆作地下结构上段柱与下段柱在连接的施工缝通常有超灌法、注浆法和灌浆法等三种处理措施。超灌法是在后期地下结构下段柱施工时，采用浇捣孔或喇叭口等措施浇筑混凝土，使下段柱混凝土的浇筑面超出施工缝一定高度。超灌法是逆作法施工中最常用的接缝处理工艺，具有成本低的优点，但对材料、操作工艺等有较高的要求，施工质量往往不容易保证。
[0004]注浆法是在后期地下结构下段柱施工时，采用高流态低收缩注浆料对接缝进行处理的施工方法。注浆法通常结合超灌法一起使用，是对超灌法的进一步加强和对可能缺陷的有效补充，对于封闭超灌法存在的裂隙，改善止水性能效果较好，但对于改善连接位置的受力性能作用不明显。
[0005]灌浆法是在后期地下结构下段柱施工时，在下段柱与上段柱之间预留不小于50 mm的间隙，下段柱施工完成后，再在上下段之间支设模板，用高强度、无收缩灌浆料对进行上下柱段之间进行灌注。灌浆法人为地把一条施工缝变成两条施工缝，且需要二次支模，施工成本较高，另外，水泥基灌浆料无骨料成分，施工时还缺少大量应用的经验。
[0006]针对逆作地下结构，特别是钢筋混凝土结构柱如何保证上段柱与下段柱之间的整体性和受力性能，尤其是二者之间的抗剪性能是工程界一直在探索的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构及其施工方法，要解决逆作地下结构上段柱与下段柱在连接施工缝现有的三种施工方法，其中超灌法虽然施工简单、成本低，但存在对混凝土材料的流动性、操作工艺要求高，施工质量往往不容易保障的技术问题；注浆法往往是对超灌法的进一步加强和补充，改善止水性能效果较好，但存在对于改善连接位置的受力性能，特别是连接部分的抗剪性能作用不大的技术问题；灌浆法存在施工成本较高，且二次浇筑的水泥基灌浆料无骨料成分，连接部位的受力性能特别是高强度的结构柱不容易保障。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构，包括在土层内施工的先施工结构、后施
工结构和二次浇注结构，所述先施工结构包括混凝土垫层、地下结构顶板、先期地下结构柱帽、先期地下结构上段柱、棱台形空腔结构和注浆钢管；所述混凝土垫层位于土层的上侧、地下结构顶板的底侧；所述地下结构顶板、先期地下结构柱帽和先期地下结构上段柱为一体浇筑的钢筋混凝土结构；所述棱台形空腔结构位于先期地下结构上段柱的中央并内凹，棱台形空腔结构上窄下宽，是通过在先期地下结构上段柱内预设的定制棱台体模板盒并拆除形成的凹槽，定制棱台体模板盒的顶面上固定连接有两个注浆钢管定位支撑钢筋，所述注浆钢管共两根，注浆钢管的底部是通过与注浆钢管定位支撑钢筋的顶部套接定位，注浆钢管的底面与定制棱台体模板盒的顶面顶紧使得注浆钢管的底面与棱台形空腔结构的顶面平齐；所述注浆钢管的顶部伸出地下结构顶板的顶面；注浆钢管的中部与地下结构柱帽内的钢筋绑扎连接，注浆钢管的底部连通棱台形空腔结构形成二次注浆通道；所述后施工结构包括地下结构柱承台、临时钢管支撑、后期地下结构下段柱和棱台形结构，所述地下结构柱承台正对开挖于先期地下结构柱帽的下方，所述地下结构柱承台为钢筋混凝土结构，所述临时钢管支撑的顶部固定连接在先期地下结构柱帽的四角位置，临时钢管支撑的底部固定连接在地下结构柱承台上，所述后期地下结构下段柱与棱台形结构为一体浇筑的钢筋混凝土结构，棱台形结构位于后期地下结构下段柱的顶面中央，棱台形结构为上窄下宽，是棱台形空腔结构内充满混凝土形成；所述后期地下结构下段柱正对先期地下结构上段柱，先期地下结构上段柱的底面与后期地下结构下段柱的顶面连接为一体，两者的连接位置形成施工缝，所述施工缝在棱台形结构位置为弯折面，在其余位置为平面；所述二次浇注结构为在施工缝形成的二次注浆缝内，自注浆钢管向该二次注浆缝内注浆形成的密封结构。
[0009]所述先期地下结构柱帽包括上部的水平板体部和下部的锥台体部，所述临时钢管支撑的顶部支撑在水平板体部的底面上，所述锥台体部上宽下窄，锥台体部的底面尺寸与先期地下结构上段柱的尺寸相同，锥台体部的顶面尺寸小于水平板体部的尺寸。
[0010]所述地下结构柱帽内的钢筋包括先期地下结构柱帽主筋和先期地下结构柱帽箍筋；所述先期地下结构柱帽主筋自地下结构顶板的顶面向下竖向布置并与后期地下结构下段柱的主筋连接为一体，先期地下结构柱帽主筋的顶部水平呈放射状弯折在地下结构顶板的顶面位置；先期地下结构柱帽主筋的底部穿出地下结构柱帽的底面，并且穿出部分一长一短交错布置，所述先期地下结构柱帽箍筋在先期地下结构柱帽的高度范围内设置，先期地下结构柱帽箍筋包括在前后侧交替间隔设置的半环箍筋，所述半环箍筋在注浆钢管位置处均与注浆钢管绑扎连接。
[0011]所述二次浇注结构由微膨胀水泥浆形成。
[0012]两根注浆钢管分别为进浆管和排气管，注浆钢管的顶面露出地下结构顶板的顶面100mm
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150mm。
[0013]所述注浆钢管定位支撑钢筋的高度为30mm
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50mm，直径为15mm
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18mm的短光圆钢
筋，所述注浆钢管的内径为16mm
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20mm。
[0014]一种逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构的施工方法，施工步骤如下：步骤一，在土层内开挖地下结构顶板范围内的土方，直至开挖到地下结构顶板底面标高位置；步骤二，采取人工开挖的方式，沿地下结构顶板的底面向下开挖出先期地下结构柱帽和先期地下结构上段柱的结构形态；步骤三，铺设先期地下结构柱帽模板，在模板面板的接缝转折处打设标高控制木桩，所述标高控制木桩的桩顶面与水平板体部的底模板面板的底面平齐；步骤四，在先期地下结构上段柱位置的底部中央位置埋设定制的定制棱台体模板盒，该定制棱台体模板盒的顶部焊接有注浆钢管定位支撑钢筋；步骤五，在此时土层的顶面浇筑混凝土垫层，混凝土垫层的顶面与先期地下结构柱帽模板的顶面平齐；步骤六，绑扎地下结构顶板的钢筋、先期地下结构柱帽和先期地下结构上段柱的钢筋，并将先期地下结构柱帽主筋插入土层之中；然后在定制棱台形模板盒的注浆钢管定位支撑钢筋上安装两根注浆钢管，注浆钢管定位支撑钢筋插入注浆钢管的底部，注浆钢管的中部与先期地下结构柱帽箍筋绑扎连接；注浆钢管的顶部露出地下结构顶板的顶面；步骤七，浇筑地下结构顶板、先期地下结构柱帽和先期地下结构上段柱的混凝土，然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构，其特征在于：包括在土层（15）内施工的先施工结构、后施工结构和二次浇注结构，所述先施工结构包括混凝土垫层（10）、地下结构顶板（1）、先期地下结构柱帽（2）、先期地下结构上段柱（3）、棱台形空腔结构（4）和注浆钢管（17）；所述混凝土垫层（10）位于土层（15）的上侧、地下结构顶板（1）的底侧；所述地下结构顶板（1）、先期地下结构柱帽（2）和先期地下结构上段柱（3）为一体浇筑的钢筋混凝土结构；所述棱台形空腔结构（4）位于先期地下结构上段柱（3）的中央并内凹，棱台形空腔结构（4）上窄下宽，是通过在先期地下结构上段柱（3）内预设的定制棱台体模板盒（14）并拆除形成的凹槽，定制棱台体模板盒（14）的顶面上固定连接有两个注浆钢管定位支撑钢筋（13），所述注浆钢管（17）共两根，注浆钢管（17）的底部是通过与注浆钢管定位支撑钢筋（13）的顶部套接定位，注浆钢管（17）的底面与定制棱台体模板盒（14）的顶面顶紧使得注浆钢管（17）的底面与棱台形空腔结构（4）的顶面平齐；所述注浆钢管（17）的顶部伸出地下结构顶板（1）的顶面；注浆钢管（17）的中部与地下结构柱帽（2）内的钢筋绑扎连接，注浆钢管（17）的底部连通棱台形空腔结构（4）形成二次注浆通道；所述后施工结构包括地下结构柱承台（7）、临时钢管支撑（9）、后期地下结构下段柱（6）和棱台形结构（5），所述地下结构柱承台（7）正对开挖于先期地下结构柱帽（2）的下方，所述地下结构柱承台（7）为钢筋混凝土结构，所述临时钢管支撑（9）的顶部固定连接在先期地下结构柱帽（2）的四角位置，临时钢管支撑（9）的底部固定连接在地下结构柱承台（7）上，所述后期地下结构下段柱（6）与棱台形结构（5）为一体浇筑的钢筋混凝土结构，棱台形结构（5）位于后期地下结构下段柱（6）的顶面中央，棱台形结构（5）为上窄下宽，是棱台形空腔结构（4）内充满混凝土形成；所述后期地下结构下段柱（6）正对先期地下结构上段柱（3），先期地下结构上段柱（3）的底面与后期地下结构下段柱（6）的顶面连接为一体，两者的连接位置形成施工缝（8），所述施工缝（8）在棱台形结构（5）位置为弯折面，在其余位置为平面；所述二次浇注结构为在施工缝（8）形成的二次注浆缝内，自注浆钢管（17）向该二次注浆缝内注浆形成的密封结构。2.根据权利要求1所述的逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构，其特征在于：所述先期地下结构柱帽（2）包括上部的水平板体部（2a）和下部的锥台体部（2b），所述临时钢管支撑（9）的顶部支撑在水平板体部（2a）的底面上，所述锥台体部（2b）上宽下窄，锥台体部（2b）的底面尺寸与先期地下结构上段柱（3）的尺寸相同，锥台体部（2b）的顶面尺寸小于水平板体部（2a）的尺寸。3.根据权利要求2所述的逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构，其特征在于：所述地下结构柱帽（2）内的钢筋包括先期地下结构柱帽主筋（16）和先期地下结构柱帽箍筋（18）；所述先期地下结构柱帽主筋（16）自地下结构顶板（1）的顶面向下竖向布置并与后期地下结构下段柱（6）的主筋连接为一体，先期地下结构柱帽主筋（16）的顶部水平呈放射状弯折在地下结构顶板（1）的顶面位置；先期地下结构柱帽主筋（16）的底部穿出地下结构柱帽（2）的底面，并且穿出部分一长一短交错布置，所述先期地下结构柱帽箍筋（18）在先期地下结构柱帽（2）的高度范围内设置，先期地下结构柱帽箍筋（18）包括在前后侧交替间隔设置的半环箍筋，所述半环箍筋在注浆钢管
（17）位置处均与注浆钢管（17）绑扎连接。4.根据权利要求2所述的逆作法钢筋混凝土结构柱连接结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦会来，朱雨轩，胡立新，陈峥，姚再峰，王亚宁，徐荣，
申请(专利权)人：中国建筑第二工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：