局部装配式地下结构及地下结构的局部装配式施工方法技术领域
本发明涉及地下结构的技术领域，特别涉及局部装配式地下结构及地下结构的局
部装配式施工方法。
背景技术
现今城市高速发展，城市地面空间不足，城市地下空间的应用越显重要。地下结构
施工方法有明挖法、暗挖法和盾构法等，除了盾构法采用预制管片拼装，另外两种方法都采
用现场施工为主的传统生产方式。这种生产方式工业化程度不高；设计建造比较粗放、产品
质量不稳定；建设效率低，施工周期长；现场劳动力需求量大；材料、资源和能源消耗较大；
建筑垃圾量大，施工环境差，现场粉尘污染大。总之，不能满足高质、高效、节能、环保的可持
续发展建设要求。
全预制装配式建筑具有建造速度快、受气候条件制约小、节约劳动力等优点，近年
来逐渐广泛被应用于各类公共建筑和民用建筑。将预制装配式技术应用地下结构中，能大
大减少现场的施工时间，减少现场施工人员，减少现场模板量，可以将材料和能耗在预制场
中集中管控，达到质量、时间和成本的同时可控制。然而，地下结构由于受施工空间狭小，地
下水入渗等限制，全预制装配式不一定适合地下结构。而且盲目追求高预制率可能会产生
构件重量过大吊装困难、预制节点接口太多、对位困难等问题，导致工期增长、成本增加、施
工质量下降。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足，提供一种局部装配式地下结构，其能兼
顾现浇结构及全装配式结构的优点，有利于施工的质量与效率。
本发明还提供一种地下结构的局部装配式施工方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种局部装配式地下结构，包括顶板、底板、若干梁结构及地下连接墙；所述顶板
包括顶板主体，所述顶板主体包括顶板预制件及顶板砼支撑，所述顶板预制件叠合在所述
砼支撑上；所述局部装配式地下结构的每层楼层的地下连接墙对出设有预制内衬墙。
作为优选，所述预制内衬墙与所述地下连接墙之间设有现浇墙体；所述地下连续
墙中设有抗剪槽、抗剪筋和钢筋接驳器。
作为优选，还包括用于分隔地下结构的楼层的层板，所述层板包括层板主体，所述
层板主体包括层板预制件及层板砼支撑。
作为优选，所述顶板砼支撑与所述层板砼支撑为预制构件。
作为优选，所述梁结构为预应力预制构件；所述预应力预制构件为具有空心内腔
或带肋结构内腔的预制构件，所述空心内腔及所述带肋结构内腔填充有回填轻质防水材
料；
所述顶板预制件及所述层板预制件为预应力预制板件；所述预应力预制板件为具
有空心内腔或带肋结构内腔的预制件，所述空心内腔及所述带肋结构内腔填充有回填轻质
防水材料。
作为优选，所述顶板预制件之上设有现浇层，所述顶板预制件与所述现浇层内设
有通过后张法施工的钢束。
作为优选，还包括用于作为中部支撑柱的中立柱；
所述顶板还包括设于地下连续墙顶部的冠梁、设于中立柱顶部的顶纵梁；所述顶
板主体的边缘与冠梁连接，顶纵梁贯穿设于顶板主体；
所述底板包括现浇板体及设于中立柱下部的底纵梁，现浇板体的边缘与地下连续
墙连接，底纵梁贯穿设于现浇板体。
作为优选，还包括用于作为中部支撑柱的中立柱；
所述顶板还包括设于地下连续墙顶部的冠梁、设于中立柱顶部的顶纵梁；所述顶
板主体的边缘与冠梁连接，顶纵梁贯穿设于顶板主体；
所述层板包括设于地下连续墙上的砼腰梁、设于中立柱上的中纵梁；所述层板主
体的边缘与砼腰梁连接，中纵梁贯穿设于层板主体；
所述底板包括现浇板体及设于中立柱下部的底纵梁，现浇板体的边缘与地下连续
墙连接，底纵梁贯穿设于现浇板体。
作为优选，所述底板为现浇底板或全预制结构底板或现浇预制叠合底板。
作为优选，所述预制内衬墙的竖向连接及水平连接的接缝处使用预应力高强螺栓
连接结构。
作为优选，所述顶板预制件、所述层板预制件及所述预制内衬墙中皆设有具有定
位功能的传感发射器；所述底板为全预制结构底板或现浇预制叠合底板，所述底板设有具
有定位功能的传感发射器。
一种地下结构的局部装配式施工方法，包括以下步骤：
S1、开挖至地下连续墙顶标高，施作地下连续墙；
S2、施作冠梁和顶板砼支撑；
S3、施作现浇底板或预制底板；
S4、在地下结构的负一层的地下连续墙上吊装预制内衬墙；
S5、在所述顶板砼支撑之上吊装顶板预制件并固定顶板预制件；
S6、在所述顶板预制件之上施作顶板现浇层及防水层，所述防水层位于所述顶板
现浇层之上；
S7、在所述防水层之上回填覆土。
作为优选，在步骤S2与步骤S3之间，还包括以下步骤：开挖至层板砼支撑底部标
高，施作砼腰梁、中纵梁和层板砼支撑；若所述地下结构有N层楼层，在地层内由上往下地重
复施作(N-2)次本步骤；
在步骤S3与步骤S4之间，还包括以下步骤：
吊装该楼层的预制内衬墙；
N大于2时，
两道纵向相邻的层板砼支撑之间为地下结构的一层楼层；由下往上进行每层楼层
的预制件装配施工；所述预制件装配施工包括以下步骤：
s1、在位于楼层的下方的砼支撑之上吊装层板预制件并固定所述层板预制件；
s2、吊装楼层的预制内衬墙；
s3在标高最高的层板砼支撑之上吊装层板预制件并固定所述层板预制件；
N等于2时，在标高最高的层板砼支撑之上吊装层板预制件并固定所述层板预制
件。
作为优选，步骤s2中，还包括在所述预制内衬墙与所述地下连续墙之间浇筑形成
砼墙。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过上述结构及方法，提供一种局部装配式的地下结构及一种地下结构的局部装
配式施工方法，即一种预制与现浇相结合的地下结构和新施工方法。能够适用于各种城市
地下结构，如住宅地下室、过街隧道、地铁车站等。兼有预制装配式绿色环保、高质高效及现
浇法灵活施工、防水较好等优点，具有良好的经济性和广泛的适用性。且预制与现浇的叠合
墙形式中，将地下结构的基坑连续墙结构做为永久结构，能进一步减少工期和工程费用，具
有良好的经济效益。
附图说明
图1是本发明所述的局部装配式双层双跨地下结构示意图(预制内衬墙与地下连
续墙之间不浇注砼)；
图2是本发明所述的局部装配式双层双跨地下结构示意图(预制内衬墙与地下连
续墙之间浇注砼)
图3是本发明所述的局部装配式双层双跨地下结构的局部结构示意图；
图4是本发明所述的局部装配式单层单跨地下结构的结构示意图。
图中：
11—顶板砼支撑；12—顶板预制件；13—顶纵梁；14—现浇层；2—冠梁；3—地下连
续墙；31—抗剪槽；41—砼腰梁；42—层板砼支撑；43—层板预制件；44—中纵梁；51—预制
内衬墙；52—现浇墙体；61—底纵梁；62—底板；71—立柱桩基础；72—中立柱；8—钢束。
现结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
本发明还所述的一种局部装配式地下结构，包括顶板、底板62、若干梁结构及地下
连接墙。顶板包括顶板主体，顶板主体包括顶板预制件12及顶板砼支撑11；地下结构的每层
楼层的地下连接墙对出设有预制内衬墙51。预制内衬墙51与地下连接墙之间设有现浇墙体
52。还包括用于分隔地下结构楼层的层板，层板包括层板主体，层板主体包括层板预制件43
及层板砼支撑42。底板62可为现浇底板或全预制结构底板或现浇预制叠合底板。
顶板预制件12及层板预制件43为预应力预制板件；预应力预制板件为具有空心内
腔或带肋结构内腔的预制件，空心内腔及带肋结构内腔填充有回填轻质防水材料；所述顶
板预制件12与所述现浇层14内还设有采用后张法施工的钢束8。
顶板砼支撑11、层板砼支撑42为花篮形砼支撑，作为优选，皆为预制构件。
梁结构为预应力预制构件；预应力预制构件为具有空心内腔或带肋结构内腔的预
制构件，空心内腔及带肋结构内腔填充有回填轻质防水材料。预制内衬墙51的竖向连接及
水平连接的接缝处使用预应力高强螺栓连接结构。
为了让顶板预制件12、层板预制件43及预制内衬墙51、及当底板62为全预制结构
底板或现浇预制叠合底板时，这些预制件吊装位置准确，在将顶板预制件12、层板预制件
43、预制内衬墙51及底板62中皆设有具有定位功能的传感发射器，能够辅助各预制件沿设
定的模式拼装，将预制件的位置信息即时反馈至吊装机械，以修正吊装时的误差。
实施例1
参阅图1示，本发明所述的一种局部装配式地下结构，包括：
作为地下结构的围护墙的地下连续墙3、设置在地下结构内的中立柱72。为了提高
地下连续墙3的结构强度，地下连续墙3中设有抗剪槽31、抗剪筋和钢筋接驳器。
顶板，顶板包括顶板主体、设于地下连续墙3顶部的冠梁2、设于中立柱72的顶部的
顶纵梁13。顶板主体包括花篮形砼支撑、叠置设于花篮形砼支撑之上的顶板预制件12。顶板
主体的边缘与冠梁2连接，顶纵梁13贯穿设于顶板主体。
底板62，底板62包括现浇板体及设于中立柱72下部的底纵梁61，现浇板体的边缘
与地下连续墙3连接，底纵梁61贯穿设于现浇板体。
在顶板上还设有现浇层14及防水层，防水层位于现浇层14之上。顶板预制件与现
浇层内设有通过后张法施工的钢束。
顶板与底板之间为地下结构的空间，该空间范围内的地下连续墙3的对出的位置
设有预制内衬墙51。
图1中所示的为本实施例的结构应用于地铁车站。
实施例2
参阅图2，本实施例为在实施例1的内容上增加以下结构：
预制内衬墙51与地下连续墙3之间设有现浇墙体52。
现浇墙体52与预制内衬墙51内设有采用后张法施工的钢束8，钢束8的材料为低松
弛高强度预应力钢绞线。现浇墙体52内设有预应力管。
实施例3
参阅图1及图2所示，本发明所述的一种局部装配式地下结构，包括：
作为地下结构的围护墙的地下连续墙3、设置在地下结构内的中立柱72。为了提高
地下连续墙3的结构强度，地下连续墙3中设有抗剪槽31、抗剪筋和钢筋接驳器。
顶板，顶板包括顶板主体、设于地下连续墙3顶部的冠梁2、设于中立柱72的顶部的
顶纵梁13。顶板主体包括花篮形砼支撑、叠置设于花篮形砼支撑之上的顶板预制件12。顶板
主体的边缘与冠梁2连接，顶纵梁13贯穿设于顶板主体。
层板，层板包括层板主体、设于地下连续墙3上的砼腰梁41、设于中立柱72上的中
纵梁44。层板主体包括花篮型砼支撑、叠置设于花篮形砼支撑之上的层板预制件43。层板主
体的边缘与砼腰梁41连接，中纵梁44贯穿设于层板主体。
底板62，底板62包括现浇板体及设于中立柱72下部的底纵梁61，现浇板体的边缘
与地下连续墙3连接，底纵梁61贯穿设于现浇板体。
在顶板上还设有现浇层14及防水层，所述防水层位于现浇层14之上。顶板预制件
与现浇层内设有通过后张法施工的钢束。
顶板与层板之间、层板与层板之间、层板与底板之间皆为地下结构的一层楼层，每
层楼层范围内的地下连续墙3的对出的位置设有预制内衬墙51。
图中地下结构为两层的地下结构，所以只有一层层板，若是N层地下结构，则设置
(N-1)层层板。
图1中所示的为本实施例的结构应用于地铁车站。
实施例4
参阅图2，本实施例为在实施例2的内容上增加以下结构：
预制内衬墙51与地下连续墙3之间设有现浇墙体52。
现浇墙体52与预制内衬墙51内设有采用后张法施工的钢束8，钢束8的材料为低松
弛高强度预应力钢绞线。现浇墙体52内设有预应力管。
实施例5
参阅图4示，本发明所述的一种局部装配式地下结构应用于单层单跨式结构，包
括：
作为地下结构的围护墙的地下连续墙3。为了提高地下连续墙3的结构强度，地下
连续墙3中设有抗剪槽31、抗剪筋和钢筋接驳器。
顶板，顶板包括顶板主体、砼腰梁41。顶板主体包括花篮形砼支撑、叠置设于花篮
形砼支撑之上的顶板预制件12。顶板主体的边缘与砼腰梁41连接。
底板62，底板62包括现浇板体，现浇板体的边缘与地下连续墙3连接。
顶板与底板之间为地下结构的空间，该空间范围内的地下连续墙3的对出的位置
设有预制内衬墙51。
本发明提供一种地下结构的局部装配式施工方法，以下为单层单跨式结构的施工
步骤：
S1、开挖至地下连续墙3顶标高，施作地下连续墙3；
为了提高地下连续墙3的结构强度，在地下连续墙3中预设抗剪槽31、抗剪筋和钢
筋接驳器。具体地：在地下连续墙3的钢筋笼制作时，把抗剪筋、钢筋接驳器固定在钢筋笼
上，与之一起制作好，再吊入地下连续墙3槽段里，再浇灌混凝土。
S2、浇筑冠梁2、顶纵梁13和顶板花篮形砼支撑；
S3、施作底板62；底板62可为现浇底板或全预制结构底板或现浇预制叠合底板。具
体地：S31、开挖至底板62的底部标高；
S32、施作底板62底部的垫层和防水结构；
S33、施作底板62的纵梁和板体；
S4、在负一层吊装预制内衬墙51；所述负一层是指以顶板花篮形砼支撑作为其顶
面砼支撑的楼层。
S5、在所述顶板花篮形砼支撑之上吊装顶板预制件12并固定顶板预制件12；
S6、在所述顶板预制件12之上施作顶板现浇层14及防水层，所述防水层位于所述
顶板现浇层14之上；作为优选，本步骤中还包括施作纵梁、地下结构的侧墙上部的现浇层
14，并在所述现浇层14上方施作防水层。
S7、在所述防水层之上回填覆土。
若地下结构为单层多跨式结构，
步骤S1中还包括：施作中立柱72及立柱桩基础71，立柱采用钢管中立柱72或预制
混凝土柱。
若地下结构为多层多跨式结构，
在步骤S2与步骤S3之间，还包括以下步骤：开挖至层板花篮形砼支撑底部标高，浇
注砼腰梁41、中纵梁44和层板花篮形砼支撑；若所述地下结构有N层楼层，在地层内由上往
下地重复施作(N-2)次本步骤，N大于等于2。
在步骤S3与步骤S4之间，还包括以下步骤：
在以底板62为地面的楼层吊装预制内衬墙51；
N大于2时，
两道纵向相邻的层板花篮形砼支撑之间为地下结构的一层楼层；由下往上进行每
层楼层的预制件装配施工；所述预制件装配施工包括以下步骤：
s1、在位于楼层的下方的砼支撑之上吊装层板预制件43并固定所述层板预制件
43；
s2、在楼层吊装预制内衬墙51；
在标高最高的层板花篮形砼支撑之上吊装层板预制件43并固定所述层板预制件
43；
N等于2时，在标高最高的层板花篮形砼支撑之上吊装层板预制件43并固定所述层
板预制件43。
顶板预制件12及层板预制件43与其它构件采用湿式现浇节点连接或钢节点栓焊
连接。
若地下结构处于地层中的透水层时，为增强地下结构的侧墙的防水能力，使地下
结构的侧墙成双层墙结构，具体地：在所述预制内衬墙51与所述地下连续墙3之间浇筑砼
墙，形成叠合墙结构。作为优选，预制内衬墙51与砼墙内设有采用后张法施工的钢束8，砼墙
内设有预应力管；所述钢束8的材料为低松弛高强度预应力钢绞线。
上述施工方式中，砼支撑与顶板预制件12，砼支撑与层板预制件43，两种皆分别形
成叠合板件，作为永久结构板。而作为另一种方式，也可以将砼支撑拆卸，只留层板预制件
43及顶板预制件12作为结构板。
上述施工方式所涉及结构中，作为优选：层板预制件43及顶板预制件12为预应力
预制板件；预应力预制板件为具有空心内腔或带肋结构内腔的预制件，空心内腔及带肋结
构内腔填充有回填轻质防水材料。所述顶板预制件12与所述现浇层14内采用后张法施工钢
束8。冠梁2、顶纵梁13、砼腰梁41、中纵梁44及底板62的纵梁为预应力预制构件，预应力预制
构件为具有空心内腔或带肋结构内腔的预制件，空心内腔及带肋结构内腔填充有回填轻质
防水材料。顶板花篮形砼支撑、中层花篮形砼支撑为预制构件。
为了让顶板预制件12、层板预制件43及预制内衬墙51的吊装位置准确，在将顶板
预制件12、层板预制件43及预制内衬墙51中皆设有具有定位功能的传感发射器，能够辅助
装配构件沿设定的模式拼装，将预制件的位置信息即时反馈至吊装机械，以修正吊装时的
误差。
在预制构件相邻面上(预制内衬墙51之间)，新旧现浇构件的界面上(冠梁2和顶板
现浇层14)，或者预制构件与现浇构件相邻面上(顶板预制层12与冠梁2、顶板砼支撑11)布
置防水元件，设置一道、二道甚至多道防水元件，防水材料选择自粘防水卷材、遇水膨胀橡
胶止水条、聚硫密封胶、止水钢板、渗透结晶防水涂料等，加强构件接缝防水性能，解决结构
运营安全与耐久性的关键技术问题。
文中所述的顶板预制件12、层板预制件43及预制内衬墙51的制作方式：在预制厂
中，先制作预制件的钢筋部分及预埋用于吊装、定位、连接的构件，随后浇筑完成预制。而文
中所述施工现场浇注的构件，即也先在预制厂先制作钢筋及其架立筋，以及预埋用于吊装、
定位、连接的构件，形成框架，在现场只需要将框架设于预定位置，现场浇筑即可。
文中花篮形砼支撑是指底部伸出两个牛腿的梁，可以搁置固定预制板件。
文中地下结构的侧墙是指，预制内衬墙51与地下连续墙3所组成的墙体，及叠合墙
结构时，预制内衬墙51、地下连续墙3及两者之间的浇筑部分所组成的墙体。
文中预制内衬墙51的竖向连接及水平连接的接缝处使用预应力高强螺栓连接结
构。作为优选，预制内衬墙51预埋预应力管道。
实施例6
参阅图1及图2所示，本发明所述的地下结构的局部装配式施工方法应用于地铁车
站施工时，包括如下步骤：
S1、开挖至地下连续墙3顶标高，浇筑地下连续墙3、钢管中立柱72及立柱桩基础
71；
S2、浇筑冠梁2、顶纵梁13和顶板花篮形砼支撑；
S3、开挖至第二道花篮形砼支撑底部标高，浇筑砼腰梁41、中纵梁44和第二道花篮
形砼支撑；
S4、开挖至底板62的底部标高；
S5、施作底板底部的垫层和防水结构；
S6、浇筑底板62的纵梁和板体；
S7、所述第二道花篮形砼支撑与所述底板62之间为地铁车站的负二层，吊装负二
层的预制内衬墙51。
S8、在砼腰梁41、中纵梁44和第二道花篮形砼支撑之上，吊装层板预制件43并将所
述层板预制件43固定；
S9、所述第二道花篮形砼支撑与所述顶板之间为地铁车站的负一层，吊装负一层
的预制内衬墙51；
S10、在冠梁2、顶纵梁13和顶板花篮形砼支撑之上，吊装顶板预制件12并将所述顶
板预制件12固定；
S11、在所述顶板预制件12之上施作顶板现浇层14及防水层，所述防水层位于所述
顶板现浇层14之上；
S12、在所述防水层之上回填覆土；
S13、施作内部结构。
实施例7
在实施例2的方法的基础上，增加以下步骤：
在步骤S7与步骤S8之间，还包括以下步骤，在负二层(图中B)的预制内衬墙51与地
下连续墙3之间浇筑砼，形成叠合墙结构。
在步骤S9与步骤S10之间，还包括以下步骤，在负一层(图中A)的预制内衬墙51与
地下连续墙3之间浇筑砼，形成叠合墙结构。
本发明中：
1、当顶板、中板、底板采用预制件，使预制件与砼支撑成叠合板结构，此方案比现
浇直接浇注顶板、中板能够减少现场钢筋绑扎和浇筑混凝土等工序，缩短施工工期，减少对
周边环境的影响，工厂预制构件能够保证较高的质量。当采用叠合板时，比全预制板重量更
轻、连接节点施工更加方便、防水性能更优。
2、本发明中，地下连续墙3也作为地下结构一部分，即地下连续墙3作为永久受力
结构，能够减少地下结构的侧墙截面尺寸与配筋，从而节省施工时间与工程量。在N层n跨式
结构中(N不为1)，将砼支撑、冠梁2和腰梁作为板的一部分，将预制件与之叠合，方便现场安
装施工，提高施工效率。并且有效解决了预制构件吊装与围护支撑体系的空间矛盾。
3、梁、板构件采用预应力，可避免在施工阶段构件过早开裂，抵消施工过程中的部
分不利弯矩，有利于控制截面裂缝宽度，有利于减少截面配筋或减少截面厚度尺寸，从而减
轻预制构件吊装重量。同时由余增加了预压应力，对提高砼结构耐久性和防水性能有较好
的效果。在预制内衬墙连接处施加预应力螺栓或张拉钢绞线，可增加连接处截面压应力，满
足接缝防水的要求。
4、顶板预制件12、层板预制件等预制构件采用钢结构节点通过栓焊连接，与传统
的灌浆套筒连接方式相比，现场施工更加方便，更能保证连接效果、能增加结构安全性。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明
的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发
明也意图包含这些改动和变动。