一种现场3D打印的墙柱构造及其施工方法与流程

本发明属于建筑物建造施工领域，特别是一种现场3d打印的墙柱构造及其施工方法。

背景技术：

混凝土砂浆3d打印设备无法在已经施工完成的钢筋笼周围进行现场打印施工，因此，目前的3d打印建筑多采用在工厂进行3d打印预制构件的生产，施工现场进行拼装的形式，这种施工形式不仅增加了现场拼装的施工工序，没有体现出3d打印建筑智慧建造的特点，而且拼装节点的安装在一定程度上影响了建筑物的整体性，增加了建筑物的制造成本，影响建筑物的施工质量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种现场3d打印的墙柱构造及其施工方法，要解决现有3d打印设备无法在已经施工完成的钢筋笼周围进行现场打印施工只能采用拼装节点，产生建筑物成本高，影响施工质量，现场3d打印建筑施工结构柱建筑整体性差，结构安全性低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种现场3d打印的墙柱构造，包括混凝土结构底板、预埋钢筋、洞口过梁、结构柱钢筋笼、3d打印外墙体、3d打印内墙体、3d打印墙体内肋和现浇柱混凝土，所述结构柱钢筋笼包括竖向主筋和水平钢筋，

所述3d打印外墙体和3d打印内墙体的形状相同均为l型，3d打印内墙体位于3d打印外墙体的内侧，3d打印外墙体的角部与3d打印内墙体的角部以及两道3d打印墙体内肋共同围合形成供现浇柱混凝土浇筑的柱模板，所述3d打印墙体内肋的两端分别固定连接在3d打印内墙体的外侧和3d打印外墙体的内侧，

所述3d打印内墙体包括底部预留孔洞和孔洞预制封堵块，所述底部预留洞口是由3d打印内墙体的底部拐角处截断的两侧墙体以及两端落置在截断处两侧墙体上侧的l型洞口过梁形成，l型洞口过梁的厚度等于3d打印内墙体每层打印的厚度，l型洞口过梁的宽度等于3d打印内墙体的厚度，

所述孔洞预制封堵块的尺寸与底部预留孔洞的尺寸相适应，所述孔洞预制封堵块的四周与底部预留孔洞之间的拼接缝通过封浆材料粘接，

所述柱模板围合范围的混凝土结构底板处预埋有一组预埋钢筋，所述预埋钢筋的个数与竖向主筋的个数相同，预埋钢筋的底部埋入混凝土结构底板中，预埋钢筋的顶部伸出混凝土结构底板的上侧，

所述竖向主筋的底部落置在混凝土结构底板上侧并固定连接在预埋钢筋的一侧，所述柱模板内浇筑有现浇柱混凝土并包裹露出混凝土结构底板上侧的预埋钢筋和结构柱钢筋笼。

所述底部预留洞口的高度高于预埋钢筋的顶部伸出混凝土结构底板上侧的高度，底部预留洞口的高度为40cm。

所述3d打印外墙体、3d打印内墙体和3d打印墙体内肋的材料为混凝土或者砂浆。

所述3d打印外墙体、3d打印内墙体和3d打印墙体内肋是通过现场3d打印设备一体施工形成的。

所述预埋钢筋的底部埋入混凝土结构底板中并且与混凝土结构底板的钢筋固定连接，连接方式为焊接或绑扎，所述预埋钢筋的顶部露出混凝土结构底板的高度为20cm。

所述封浆材料为水泥砂浆。

所述现浇柱混凝土的强度等级为c25-c40。

所述3d打印墙体内肋的内端与底部预留孔洞处两侧3d打印内墙体的端部固定连接。

所述竖向主筋的直径与预埋钢筋的直径相同，搭接长度不小于钢筋直径的8倍。

一种现场3d打印的墙柱构造的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，施工混凝土结构底板，在结构柱的位置预埋有预埋钢筋；

步骤二，使用3d打印专用施工设备进行3d打印外墙体、3d打印内墙体和3d打印墙体内肋施工，角部形成柱模板；其中，3d打印内墙体时在低层预留底部预留孔洞；

步骤三，在底部预留孔洞上支设l型洞口过梁，l型洞口过梁的两端放置在底部预留孔洞两侧墙体上，l型洞口过梁的底部中央采用过梁支架进行临时竖向支撑；

步骤四，3d打印施工至单层高度时停止，待墙体强度达到要求；

步骤五，取出过梁支架，插入已经组装完成的结构柱钢筋笼，钢筋笼的每根竖向主筋分别与预埋钢筋接触，钢筋笼的底部与混凝土结构底板接触；

步骤六，通过底部预留孔洞将结构柱钢筋笼与预埋钢筋焊接牢固；

步骤七，使用3d打印专用施工设备制作孔洞预制封堵块，并放入底部预留孔洞内，拼接缝采用封浆材料密封；

步骤八，浇筑现浇柱混凝土并振捣，浇筑完成后养护，施工完成。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明采用3d打印专用设备进行3d打印墙体的施工，通过预留孔洞安装结构柱钢筋笼后使用3d打印洞口预制构件封堵，最后浇筑现浇混凝土，使结构柱与3d打印墙体形成整体结构。本发明解决了现场3d打印建筑整体性差、结构安全性低的问题，提高了现场3d打印建筑技术的结构稳定性，保证了施工的质量。

本发明建筑施工方法通过现场施工的3d打印墙体作为建筑结构柱的模板，并预留了施工结构柱钢筋的操作空间，实现了建筑结构柱与3d打印墙体的整体性。因此，现场施工现场3d打印结构柱具有免模板、施工效率高、智慧建造的特点，保证了建筑物的整体性，保证施工质量，降低施工成本。提高了现场3d打印建筑技术的结构稳定性，保证了施工的质量。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图以及施工方法中步骤八完成示意图。

图2是施工方法中步骤二完成示意图。

图3是施工方法中步骤三完成示意图。

图4是施工方法中步骤四施工过程示意图。

图5是施工方法中步骤五完成示意图。

图6是施工方法中步骤六完成底部放大示意图。

图7是施工方法中步骤七施工过程示意图。

附图标记：1－混凝土结构底板、2－3d打印外墙体、3－预埋钢筋、4－3d打印墙体内肋、5－3d打印内墙体、6－l型洞口过梁、7－过梁支架、8－竖向主筋、9－孔洞预制封堵块、10－现浇柱混凝土、11－拼接缝。

具体实施方式

参见图1-7所示，一种现场3d打印的墙柱构造，包括混凝土结构底板1、预埋钢筋3、洞口过梁6、结构柱钢筋笼、3d打印外墙体2、3d打印内墙体5、3d打印墙体内肋4和现浇柱混凝土10，所述结构柱钢筋笼包括竖向主筋8和水平钢筋。

所述3d打印外墙体2和3d打印内墙体5的形状相同均为l型，3d打印内墙体5位于3d打印外墙体2的内侧，3d打印外墙体2的角部与3d打印内墙体5的角部以及两道3d打印墙体内肋4共同围合形成供现浇柱混凝土10浇筑的柱模板，所述3d打印墙体内肋4的两端分别固定连接在3d打印内墙体5的外侧和3d打印外墙体2的内侧。

所述3d打印内墙体5包括底部预留孔洞和孔洞预制封堵块9，所述底部预留洞口是由3d打印内墙体5的底部拐角处截断的两侧墙体以及两端落置在截断处两侧墙体上侧的l型洞口过梁6形成，l型洞口过梁6的厚度等于3d打印内墙体5每层打印的厚度，l型洞口过梁6的宽度等于3d打印内墙体5的厚度。

所述孔洞预制封堵块9的尺寸与底部预留孔洞的尺寸相适应，所述孔洞预制封堵块9的四周与底部预留孔洞之间的拼接缝11通过封浆材料粘接。

所述柱模板围合范围的混凝土结构底板1处预埋有一组预埋钢筋3，所述预埋钢筋3的个数与竖向主筋8的个数相同，预埋钢筋3的底部埋入混凝土结构底板1中，预埋钢筋3的顶部伸出混凝土结构底板1的上侧。

所述竖向主筋8的底部落置在混凝土结构底板1上侧并固定连接在预埋钢筋3的一侧，所述柱模板内浇筑有现浇柱混凝土10并包裹露出混凝土结构底板1上侧的预埋钢筋3和结构柱钢筋笼。

所述底部预留洞口的高度高于预埋钢筋的顶部伸出混凝土结构底板1上侧的高度，底部预留洞口的高度为40cm。

所述3d打印外墙体2、3d打印内墙体5和3d打印墙体内肋4的材料为混凝土或者砂浆。

所述3d打印外墙体2、3d打印内墙体5和3d打印墙体内肋4是通过现场3d打印设备一体施工形成的。

所述预埋钢筋3的底部埋入混凝土结构底板1中并且与混凝土结构底板1的钢筋固定连接，连接方式为焊接或绑扎，所述预埋钢筋3的顶部露出混凝土结构底板1的高度为20cm。

所述封浆材料为水泥砂浆。所述现浇柱混凝土10的强度等级为c25-c40。所述3d打印墙体内肋4的内端与底部预留孔洞处两侧3d打印内墙体5的端部固定连接。所述竖向主筋8的直径与预埋钢筋3的直径相同，搭接长度不小于钢筋直径的8倍。

一种现场3d打印的墙柱构造的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，施工混凝土结构底板1，在结构柱的位置预埋有预埋钢筋3。

步骤二，使用3d打印专用施工设备进行3d打印外墙体2、3d打印内墙体5和3d打印墙体内肋4施工，角部形成柱模板；其中，3d打印内墙体5时在低层预留底部预留孔洞。参见图2所示。

步骤三，在底部预留孔洞上支设l型洞口过梁6，l型洞口过梁6的两端放置在底部预留孔洞两侧墙体上，l型洞口过梁6的底部中央采用过梁支架7进行临时竖向支撑。参见图3所示。

步骤四，3d打印施工至单层高度时停止，待墙体强度达到要求。参见图4所示。

步骤五，取出过梁支架7，插入已经组装完成的结构柱钢筋笼，钢筋笼的每根竖向主筋8分别与预埋钢筋接触2，钢筋笼的底部与混凝土结构底板接触。参见图5所示。

步骤六，通过底部预留孔洞将结构柱钢筋笼与预埋钢筋焊接牢固。参见图6所示。

步骤七，使用3d打印专用施工设备制作孔洞预制封堵块9，并放入底部预留孔洞内，拼接缝采用封浆材料密封。参见图7所示。

步骤八，浇筑现浇柱混凝土10并振捣，浇筑完成后养护，施工完成。参见图1所示。