装配式型钢混凝土条形基础及其装配方法与流程

1.本发明涉及一种装配式型钢混凝土条形基础，同时涉及一种上述装配式型钢混凝土条形基础的装配方法，属于建筑施工中的混凝土预制模块领域。


背景技术：

2.随着我国建筑业转型升级，绿色装配式节能建筑成为未来发展趋势，也是当下发展热点。住建部发布建筑产业现代化发展纲要中指出，2020年前，建筑行业工业化水平至少达到20％，2025年前，新建建筑中工业化水平至少达50％。装配式建筑成为建筑行业中一个崭新的发展方向，以标准化、工业化的产业化建设模式成为新的导向，建设成为以工厂化预制为主、现场机械化组装相配合的建筑体系。
3.目前行业现状，对于预制梁、预制板、预制柱等混凝土预制构件的研究日益增加，日渐丰富，但对于装配式基础的预制构件，相关工程应用及研究较少，且此部分施工周期长，装配技术难度大，大大制约了建筑工业化发展。建筑基础作为下部结构，条形基础作为建筑下部结构中常见的类型之一，不仅需要承担上部结构的全部重量，而且因位于地面以下，深埋于土体之中，需要考虑土体中地下水等潮气影响。传统的现浇混凝土基础施工作业包括搭设模板、绑扎钢筋、混凝土浇注、后期养护等，导致现浇混凝土基础施工周期长、质量不易控制等问题。因此，结合装配式建筑构件的特点，将建筑上部装配式技术沿用到下部条形基础中，以此提高条形基础的施工速度，控制条形基础施工的质量。
4.中国专利文献cn111305248a中公开了一种装配式钢筋混凝土条形基础模块体系及施工方法。该体系包括垫层模块、基础模块和连接模块，垫层模块的顶面设有与上方钢筋混凝土条形基础底面同宽的凹槽，垫层模块在垫层边缘设有与相邻垫层模块连接的楔形连接卡口，相邻两个垫层模块连接处的楔形连接卡口通过哑铃形楔形插入实现连接，每个垫层模块的端面连接处形成一个空腔，倒t形凹槽下端设有槽口，垫层模块限位固定于垫层模块的凹槽中，且槽口与凹坑的位置相对应。该发明考虑了施工过程中条形基础不同的节点连接形式，但该基础将多块预制模块进行连接，安装精度要求较高，施工时不易控制，抗水平滑移能力差。
5.中国专利文献cn208594567u中公开了一种预制装配式条基，由多个预制装配式条基模块组成，具体包括条基本体，条基本体的一端设有凹槽，另一端设有相应的凸起，凹槽为沿条基本体的一端面向内凹槽的半圆孔形。当龙门起重机不再使用后，可将条基拆卸再用于别处，而直接采用条基现场装配，不需进行支模、浇筑、凝固等施工程序。该发明中装配式条形基础注重模块可装配施工便捷性，但对各个构件安装精度要求高，存在施工工序较繁琐的问题。
6.中国专利文献cn111255060a中公开了一种可拆装式钢筋混凝土条形基础组合体系及拼装方法。该体系包括基础垫层模板、钢筋混凝土条形基础模板及砌体模块，其中，基础垫层模块包括基础垫层标准模块，钢筋混凝土条形基础模块包括阶锥形条形基础标准模板、条形基础t形接头模板、条形模板l形接头模块，砌体模块包括墙体标准模块、十形接头
墙体模块、l形接头墙体模块，每个钢筋混凝土条形基础模块的顶面与上部砌体榫接，底部为下部垫层模块榫接，通过不同钢筋混凝土条形基础模块的组合，实现直线形、t形、十字形以及l形节点连接。该基础注重装配拆装便捷性，但对各个构件安装精度要求高，基础抗冲切和抗水平滑移稳定性不易保证等缺陷。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种易于装配且结构可靠性更好的装配式型钢混凝土条形基础。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：装配式型钢混凝土条形基础，包括预制钢筋混凝土结构的条形基础单元体，条形基础单元体具有至少一个连接端头，条形基础单元体的内部预设有型钢骨架，型钢骨架沿着条形基础单元体的主体走向布置，并在连接端头的外端位置固定连接有端板，端板上预设有多个螺栓连接孔。
9.进一步的是：型钢骨架的截面为工字形，且上端的翼缘板宽度小于下端的翼缘板宽度；型钢骨架的端部与端板之间通过焊接固定。
10.进一步的是：型钢骨架的翼缘板厚度为10mm～14mm，上端的翼缘板宽度为200mm～300mm，下端的翼缘板宽度为400mm～500mm；腹板高度为200mm～300mm，厚度为8mm～10mm。
11.进一步的是：条形基础单元体的内部设置有纵向钢筋和箍筋，纵向钢筋的长度方向与条形基础单元体的主体走向相一致，纵向钢筋沿着周向间隔布置多根，并通过箍筋连接固定。
12.进一步的是：条形基础单元体的内部还设置有横向钢筋，横向钢筋并排布置多根，横向钢筋与纵向钢筋相垂直，横向钢筋连接固定在纵向钢筋或者箍筋上。
13.进一步的是：条形基础单元体配设有预留吊钩，预留吊钩的连接端与条形基础单元体内部的预制钢筋焊接固定。
14.进一步的是：条形基础单元体的混凝土采用细石纤维混凝土，细石纤维混凝土内掺入波浪剪切型钢纤维、聚丙烯柔性纤维以及玻璃纤维构成的混合纤维，波浪剪切型钢纤维长度为10mm～30mm、直径为4mm～6mm，玻璃纤维及聚丙烯柔性纤维长度为10mm～14mm。
15.在上述的装配式型钢混凝土条形基础的基础上，本发明同时提供一种装配式型钢混凝土条形基础的装配方法，具体步骤为：将条形基础单元体预先加工好，在地基平整并压实到工程设计压实度要求后，将条形基础单元体进行拼装，待条形基础单元体拼装结束后，相邻两个条形基础单元体在端板位置通过高强螺栓进行连接。优选地，相邻两个条形基础单元体在通过高强螺栓进行连接后，高强螺栓与螺栓连接孔之间的连接空隙通过膨胀砂浆进行填充。
16.本发明的有益效果是：
17.(1)在满足基础力学性能要求前提下，采用型钢装配式条形基础，能明显降低单个块体重量，易于搬运与就位；其条形基础单元体可在工厂预制，重量轻、精度高、制作质量易于得到保证；设置的预留吊钩便于预制的条形基础单元体起吊。
18.(2)条形基础单元体间通过端板和高强螺栓进行连接，拆装方便，重复利用率高，形成的结构整体性能好，有利于低碳环保，特别适用于地形不利的施工地段采用。
19.(3)在实际施工现场除了地基快速处理外，干法施工无湿作业，构建小轻型化，施
工过程方便快捷，降低了对周围环境带来的影响。
20.(4)条形基础单元体内置型钢骨架，可增强结构的竖向承载能力，并且外包细石纤维混凝土，可增强整体抗拉性能；条形基础单元体设置的纵向钢筋和箍筋，可避免块体开裂，且提高基础承载能力；整体结构承载性能好，能有效抵抗基础不均匀沉降问题，抗冲切和抗水平滑移能力强。
21.(5)采用装配式工厂预制、现场组装的方式，易于满足建筑工业化对基础的要求，可以大量节约木模板，施工周期短，经济造价低，符合绿色环保和资源回收再利用的要求。
附图说明
22.图1是本发明的装配式型钢混凝土条形基础整体三维示意图。
23.图2是本发明的墙下条形基础单元体三维示意图。
24.图3是本发明的墙下条形基础单元体(除端板)三维示意图。
25.图4是本发明的墙下条形基础单元体内型钢骨架、纵向钢筋及箍筋布置三维示意图。
26.图5是本发明的墙下条形基础单元体内型钢骨架、纵向钢筋及箍筋布置平面示意图。
27.图6是本发明的墙下条形基础单元体连接三维示意图。
28.图7是本发明的柱下条形基础单元体三维示意图。
29.图8是本发明的柱下条形基础单元体内型钢骨架、纵向钢筋及箍筋布置三维示意图。
30.图9是本发明的柱下条形基础单元体(除端板)三维示意图。
31.图10是本发明的预留吊钩焊接于预制钢筋的示意图。
32.图中标记：1-墙下条形基础单元体，2-柱下条形基础单元体，3-端板，4-螺栓连接孔，5-高强螺栓，6-型钢骨架，7-细石纤维混凝土，8-纵向钢筋，9-箍筋，10-预制柱，11-预留吊钩，12-焊缝。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明进一步说明。
34.如图1至图10所示，本发明中的装配式型钢混凝土条形基础包括预制钢筋混凝土结构的条形基础单元体，条形基础单元体具有至少一个连接端头，条形基础单元体的内部预设有型钢骨架6，型钢骨架6沿着条形基础单元体的主体走向布置，并在连接端头的外端位置固定连接有端板3，端板3上预设有多个螺栓连接孔4，具体实施时，相邻两个条形基础单元体在端板3位置通过高强螺栓5进行连接，施工工艺简便易行，整体装配质量易于得到控制。该装配式型钢混凝土条形基础尤其适用于低层装配式轻钢框架结构房屋，对加快建筑工业化进程和降低工程造价具有重要的现实意义。
35.可以理解的是，根据条形基础单元体的主体走向不同，其有多种结构形式，常见的有一字形，l形，t形，十字形等。相对应地，一字形条形基础单元体的型钢骨架6走向呈一字形分布，l字形条形基础单元体的型钢骨架6走向呈l字形分布，t字形条形基础单元体的型钢骨架6走向呈t字形分布，十字形条形基础单元体的型钢骨架6走向呈十字形分布。
36.根据条形基础单元体的承载主体不同，可以分为墙下条形基础单元体1和柱下条形基础单元体2。例如，本发明图1所示的实施例中，示出了呈一字形布置的墙下条形基础单元体1和呈十字形布置的柱下条形基础单元体2。条形基础单元体内置型钢骨架6，可以增强结构的竖向承载能力，为使得结构简单可靠，型钢骨架6的截面为工字形，且上端的翼缘板宽度小于下端的翼缘板宽度，竖向荷载通过腹板传递至下端的翼缘板；型钢骨架6的端部与端板3之间通过焊接固定。优选的尺寸参数为：型钢骨架6的型钢骨架的翼缘板厚度为10mm～14mm，上端的翼缘板宽度为200mm～300mm，下端的翼缘板宽度为400mm～500mm；腹板高度为200mm～300mm，厚度为8mm～10mm。
37.端板3的外形与条形基础单元体的截面形状相匹配，通常为倒t字形，呈阶梯形分布，可采用厚度10mm的钢板制作，螺栓连接孔4为端板3上的预留孔洞，直径为60～80mm，孔洞数量为每阶预留3～4个孔洞，单边一共预留6～8个孔洞，用于墙下条形基础单元体1之间、墙下条形基础单元体1与柱下条形基础单元体2之间相互连接，高强螺栓5穿过端板3并对拉连接固定。
38.本发明在条形基础单元体的内部设置有纵向钢筋8和箍筋9，纵向钢筋8的长度方向与条形基础单元体的主体走向相一致，纵向钢筋8沿着周向间隔布置多根，并通过箍筋9连接固定。纵向钢筋8和箍筋9可起到避免块体开裂和提高基础承载能力的作用。
39.为进一步提高基础承载能力，条形基础单元体的内部还设置有横向钢筋，横向钢筋并排布置多根，横向钢筋与纵向钢筋8相垂直，横向钢筋连接固定在纵向钢筋8或者箍筋9上，该布置方式尤其适用于柱下条形基础单元体2。
40.为便于预制的条形基础单元体起吊，条形基础单元体配设有预留吊钩11，预留吊钩11的连接端与条形基础单元体内部的预制钢筋焊接固定。在本实施例中，预留吊钩11对称设置，焊接固定在条形基础单元体上部的纵向钢筋8上。
41.条形基础单元体的混凝土采用细石纤维混凝土7，细石纤维混凝土7内掺入波浪剪切型钢纤维、聚丙烯柔性纤维以及玻璃纤维构成的混合纤维，波浪剪切型钢纤维长度为10mm～30mm、直径为4mm～6mm，玻璃纤维及聚丙烯柔性纤维长度为10mm～14mm。细石纤维混凝土7外包于倒t型截面的钢筋笼外，钢筋笼内设置有型钢骨架6，如图3所示，根据基础受力特点，型钢骨架6的腹板承受竖向荷载，型钢骨架6的翼缘板外包细石纤维混凝土7，将竖向荷载沿着水平方向分散，防止混凝土开裂。外包的细石纤维混凝土7还可提高混凝土整体的抗压、抗拉性能及整体的承载能力，并解决干湿交替带来的耐久性降低问题，提高基础整体承载能力。
42.在上述的装配式型钢混凝土条形基础的基础上，本发明同时提供一种装配式型钢混凝土条形基础的装配方法，将条形基础单元体预先加工好，在地基平整并压实到工程设计压实度要求后，将条形基础单元体进行拼装，待条形基础单元体拼装结束后，相邻两个条形基础单元体在端板3位置通过高强螺栓5进行连接。优选地，相邻两个条形基础单元体在通过高强螺栓5进行连接后，高强螺栓5与螺栓连接孔4之间的连接空隙通过膨胀砂浆进行填充。整个装配过程既能够提高条形基础整体性，另一方面可以有效防止基础发生不均匀沉降。
43.具体地，条形基础单元体的加工方法为：在工厂预制阶段，将预先加工好的纵向钢筋8、箍筋9绑扎形成钢筋笼后，将型钢骨架6放入钢筋笼，再进行混凝土浇注形成预制单元
体。
44.不同形式的预制条形基础单元体组合拼装的步骤及方法如下：
45.首先，将墙下条形基础单元体1进行拼接，将两个墙下条形基础单元体1两端端板3紧密的拼接在一起，同时保证两个墙下条形基础单元体1端面上预留的螺栓连接孔4要对齐，避免高强螺栓5连接发生错位。墙下条形基础单元体1拼接完成后，高强螺栓5与端板3上螺栓连接孔4的空隙之间，采用膨胀砂浆进行填充，完成直线形条形基础的装配施工，如图6所示。
46.接着，将柱下条形基础单元体2四端与墙下条形基础单元体1的端面进行拼接，拼接过程中保证单元体端板3上预留的螺栓连接孔4要对齐，保证高强螺栓5连接对齐不发生错位。一个柱下条形基础单元体2与四个墙下条形基础单元体1拼接完成后，高强螺栓5穿过端板3上的螺栓连接孔4对拉连接稳定，采用膨胀砂浆填充到高强螺栓5连接空隙之间，保证连接整体稳定，完成十字形柱下条形基础与直线形条形基础的装配式施工(如图1所示)。
47.综上所述，本发明的装配式条形基础代替了传统现浇钢筋混凝土的施工方法，直接将传统现浇混凝土的条形基础设计为条形基础预制单元体，并通过现场装配将各单元体连接形成整体，提高装配式条形基础的整体性，可以有效的防止基础不均匀沉降。此外，该发明考虑到混凝土条形基础在实际工程施工中不同部位，设计了墙下条形基础单元体和柱下条形基础十字型单元体，以此提高该发明在实际工程中应用的实效性和针对性。为了更好的指导施工，该发明给出了不同装配式条形基础单元体的装配施工方法。