一种抗裂式地下综合管廊结构及其施工方法与流程

本发明涉及地下综合管廊施工技术领域，具体涉及一种抗裂式地下综合管廊结构及其施工方法。

背景技术：

地下综合管廊结构混凝土处于地下结构，设计和施工必须充分考虑防水问题，但其开裂导致的渗水问题已是该领域的一个普遍性的问题，确切地说，应该是一个十分难以解决和克服的难题。

究其原因，主要是由于混凝土的水化温升和后期的养护等导致的，因为该类混凝土的标号一般集中在c30～c40，以标号c35为主，其自生体积变形较小，不在不同施工环境和结构尺寸设计的情况下，其水化温升在15～35℃不等；尤其是侧墙结构混凝土，其为薄壁结构，温升速率较快，温降速率亦是较快，混凝土温降收缩较大，其受到先期浇筑的底板结构的约束影响，极易产生裂缝，甚至较为严重的情况，裂缝间距达到0.8～1.5m/条，2～3m/条的裂缝也比较常见，而且存在大量贯穿性裂缝，导致严重的结构渗水。由于这种裂缝导致的后期修补工作比较繁琐，且修补材料没有长期的耐久性，随着结构服役时间的延长，甚至需要隔年修、年年修，结构安全和经济损耗问题比较突出。在顶板结构和侧墙结构分开浇筑的情况下，亦是同样的道理，先期浇筑的侧墙结构混凝土对后期浇筑的顶板结构混凝土产生强约束，导致顶板结构混凝土裂缝的产生。

因此，为了解决地下综合管廊结构混凝土的开裂问题，有必要建立一种新的施工方法，消除先期浇筑混凝土对后期浇筑混凝土的约束，从而有效控制裂缝的产生。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种侧墙与顶板协同变形且可防水密封的抗裂式地下综合管廊结构。

本发明采用的技术方案为：一种抗裂式地下综合管廊结构，所述综合管廊结构包括垫层、底板、两个侧墙和顶板，所述底板设于垫层上，底板的两端部与地墙之间留有间隙，所述侧墙下端设于间隙内，侧墙的外壁与地墙相连；且两个侧墙的上端通过顶板相连，顶板上铺有回填土层，顶板及回填土层的两端均与地墙相连。

按上述方案，所述垫层包括垫层主体，以及设于垫层主体两侧的边部加强结构。

按上述方案，在侧墙外壁与地墙之间、顶板两端端面与地墙之间、回填土层与地墙之间，均分别设有地墙防水层。

按上述方案，在垫层表面设有垫层防水层，垫层与底板分设于垫层防水层的两侧，所述侧墙的下端面设于垫层防水层上。

按上述方案，在顶板上设顶板防水层，顶板与回填土层分设于顶板防水层的两侧。

按上述方案，所述底板与侧墙之间设有水胀性防水结构，所述水胀性防水结构包括毛面钢板和水胀材料，水胀材料贴合于底板侧面，毛面钢板设于水胀材料的外侧。

本发明还公开了一种如上所述的抗裂式地下综合管廊结构施工方法，包括以下步骤：

步骤一、浇筑垫层混凝土；

步骤二、在垫层上表面和地墙外表面分别设垫层防水层和地墙防水层；

步骤三、在垫层上浇筑底板混凝土，底板侧面与地墙防水层之间留有缝隙；

步骤四、在底板侧面布设水胀性防水结构；

步骤五、侧墙和顶板一体浇筑成型：侧墙的下端位于缝隙内，侧墙分别与地墙防水层、垫层防水层、水胀性防水结构接触；

步骤六、在顶板上表面布设顶板防水层；

步骤七、在顶板上方进行回填土层的施工。

按上述方案，底板侧面与地墙防水层之间的缝隙宽度与底板的厚度相等。

按上述方案，所述边部加强结构的厚度超过垫层主体的厚度。

按上述方案，所述垫层防水层与地墙防水层无缝连接。

本发明的有益效果为：本发明所述各防水层或防水结构均采用柔性或半柔性防水卷材，不会对混凝土结构产生约束；底板与侧墙分开浇筑，互不接触，顶板与侧墙一体成型，协同变形，解决了侧墙由于底板约束而生产的裂缝和顶板由于侧墙约束而产生的裂缝；本发明所述水胀性防水结构的毛面钢板将新浇混凝土和水胀材料隔开，若垫层防水层的防水效果未达到，水分渗入到垫层和底板之间，有从底板与侧墙之间的缝隙渗出的趋势，当水分与水胀性防水结构的水胀材料时，水胀材料膨胀并紧密填充于底板与侧墙之间，可阻止水分进一步流动，起到防水密封的作用；本发明施工工序简单，设计合理，可操作性强。

附图说明

图1为本实施例一中垫层结构混凝土浇筑成型示意图。

图2为本实施例一中地墙防水层及垫层防水层的示意图。

图3为实施例一中底板浇筑成型示意图。

图4为实施例一中水胀性防水结构的布置示意图。

图5为实施例一中侧墙及顶板一体浇筑成型的截面示意图。

图6为实施例一中顶板防水层的示意图。

图7为实施例一中回填土层的截面示意图。

图8为垫层的截面示意图。

图9为水胀性防水结构的示意图。

图10为实施例二中地下综合管廊结构示意图。

其中：1、垫层；11垫层主体；12、边部加强结构；2、地墙；31、地墙防水层；32、垫层防水层；33、顶板防水层；4、底板；5、缝隙；6、水胀性防水结构；61、毛面钢板；62、水胀材料；7、侧墙；8、顶板；9、回填土层；10、中墙。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

一种抗裂式地下综合管廊结构，其底面及侧面均与地墙2相连；所述综合管廊结构包括垫层1、底板4、两个侧墙7和顶板8，所述底板4设于垫层1上，底板4的两端部与地墙2之间留有缝隙5，所述侧墙7下端设于缝隙5内，侧墙7的外壁与地墙2相连；且两个侧墙7的上端通过顶板8相连，顶板8上铺有回填土层9，顶板8及回填土层9的两端均与地墙2相连。

优选地，所述垫层1包括垫层1主体，以及设于垫层1主体两侧的边部加强结构12，边部加强结构12的厚度大于所述垫层1主体的厚度，所述边部加强结构12的宽度大于侧墙77的厚度；其中，垫层1主体的厚度为100～300mm，边部加强结构12的厚度为400～800mm，边部加强结构12的厚度为侧墙7厚度的1.5～2倍。

优选地，在侧墙7外壁与地墙2之间、顶板8两端端面与地墙2之间、回填土层9与地墙2之间，均分别设有地墙2防水层。

优选地，在垫层1表面设有垫层防水层32，垫层1与底板4分设于垫层防水层32的两侧，所述侧墙7的下端面设于垫层防水层32上；所述垫层防水层32与地墙2防水层无缝连接。

优选地，在顶板8上设顶板防水层33，顶板8与回填土层9分设于顶板防水层33的两侧。

优选地，所述底板4与侧墙7之间设有水胀性防水结构6，所述水胀性防水结构6包括毛面钢板61和水胀材料62，水胀材料62贴合于底板4侧面，毛面钢板61设于水胀材料62的外侧；水胀材料62可以为遇水膨胀橡胶。

优选地，所述侧墙7与顶板8一次性浇筑成型。

本实施例中，各防水层均采用柔性防水卷材制成；所述综合管廊结构一次性浇筑长度不大于30m。

一种如上所述抗裂式地下综合管廊结构施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一、浇筑垫层混凝土：如图1和图8所示，垫层主体11的厚度为100～300mm，边部加强结构12的厚度为400～800mm，边部加强结构12的厚度为侧墙7厚度的1.5～2倍；

步骤二、垫层混凝土施工完毕后5～14天，混凝土硬化后，在垫层1上表面和地墙2外表面分别设垫层防水层32和地墙防水层31，所述垫层防水层32与地墙防水层31无缝连接，如图2所示；

步骤三、在垫层1上浇筑底板混凝土，如图3所示；要求：假设侧墙7的厚度为d，则所述底板4侧面与地墙防水层31之间的缝隙55的宽度为d；

步骤四、底板混凝土浇筑完毕后5～14天，混凝土硬化后，在底板4侧面布设水胀性防水结构6，如图4所示；所述水胀性防水结构6包括毛面钢板61和水胀材料62，水胀材料62贴合于底板4侧面，毛面钢板61设于水胀材料62的外侧，如图9所示；

步骤五、侧墙7和顶板8一体浇筑成型：如图5所示，侧墙7分别与地墙防水层31、垫层防水层32、水胀性防水结构6接触，所述地墙防水层31、垫层防水层32、水胀性防水结构6均为柔性或半柔性材料，使混凝土不受底层、底板4和地墙2的约束，避免混凝土在温降阶段产生温降收缩裂缝，避免混凝土的自生收缩导致结构裂缝产生；

步骤六、侧墙7和顶板8浇筑完毕后7～14天，混凝土硬化后，在顶板8上表面布设顶板防水层33，如图6所示；

步骤七、顶板防水层33布设完毕后，在顶板8上方进行回填土层9的施工，如图7所示。

本发明中，所述垫层防水层32、地墙防水层31和顶板防水层33均为柔性防水卷材；所述边部加强结构12是用于承载侧墙7和顶板8的受力结构，确保垫层1不至于产生荷载破坏。

实施例1为某单廊式地下综合管廊结构，单次浇筑长度设计为20m，其抗裂施工过程为：

首先浇筑混凝土垫层1，垫层主体11的厚度为150mm，边部加强结构12的厚度为400mm，宽度为1000mm；垫层1混凝土施工完毕后14天，利用防水卷材在混凝土垫层1上表面和地墙2表面设防水层，所述垫层防水层32与地墙防水层31无缝连接；接着在垫层1上浇筑底板4混凝土，底板4的厚度为400mm，侧墙7的厚度亦为400mm；所述底板4侧面距地墙防水层31的距离为400mm；底板4浇筑完毕后7天，在底板4侧面布设水胀性防水结构6，水胀性防水结构6的包括毛面钢板61和水胀材料62，水胀材料62的厚度为5mm，贴合于底板4的侧面；侧墙7和顶板8一体浇筑成型，侧墙7分别与地墙防水层31、垫层防水层32、水胀性防水结构6接触，使混凝土不受底层、底板4和地墙2的约束，避免混凝土在温降阶段产生温降收缩裂缝，避免混凝土的自生收缩导致结构裂缝产生；侧墙7和顶板8浇筑完毕后14天，在顶板8上表面布设顶板防水层33；顶板防水层33布设完毕后，在顶板8上方进行回填土层9的施工。

实施例2为某双廊式地下综合管廊结构，包括垫层1、底板4、侧墙7、中墙10和顶板8，单次浇筑长度为30m，其抗裂施工过程为：

首先浇筑混凝土垫层1，垫层主体11的厚度为200mm，边部加强结构12的厚度为600mm，宽度为1000mm；垫层1混凝土施工完毕后14天，利用防水卷材在混凝土垫层1上表面和地墙2表面做防水层，所述垫层防水层32与地墙防水层31无缝连接；垫层1和地墙2的防水层做完后，在垫层1上浇筑底板4混凝土，底板4的厚度为450mm，侧墙7的厚度亦为500mm，所述底板4侧面距地墙防水层31的距离为500mm；底板4浇筑完毕后7天，在底板4侧面布设水胀性防水结构6，所述水胀性防水结构6包括毛面钢板61和水胀材料62，水胀材料62的厚度为5mm，贴合于底板4侧面；侧墙7、中墙10和顶板8一体浇筑成型，侧墙7分别于地墙防水层31、垫层防水层32、水胀性防水材料接触，使混凝土不受底层、底板4和地墙2的约束，避免混凝土在温降阶段产生温降收缩裂缝，避免混凝土的自生收缩导致结构裂缝产生，中墙10结构混凝土收到底板4约束，可能产生温度裂缝；中墙10结构混凝土不与地墙2直接接触，无渗漏风险；侧墙7、中墙10和顶板8浇筑完毕后14天，在顶板8上表面布设顶板防水层33；顶板防水层33布设完毕后，在顶板8上方进行回填土层9的施工。

最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。