CN108086341B - 装配式可调基础 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式可调基础，其包括基础底板、侧向支架、基础顶盖，基础底板为长方体构件，其中，基础底板上设置有侧向支架调整装置，侧向支架调整装置包括沿基础底板的对角线设置在基础底板上的轨道板、在轨道板上滑动的滑动支座、调整好所述装配式基础后定位滑动支座的滑动支座定位件；滑动支座包括滑动构件以及固定于滑动构件的连接架；侧向支架的一端连接于基础顶盖，侧向支架的另一端连接于连接架。本发明的装配式可调基础具有装配化程度高、通用性高、基坑开挖的弃土大部分可以回填、质量轻、运输与安装过程简单、构件可以重复利用等优点，为实际工程提供了极大的便利。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程、震后临时建筑等领域，具体涉及一种装配式可调基础。
背景技术
传统柱下独立基础一般采用钢筋混凝土现场浇筑的形式，因此需要在工地现场进行混凝土浇筑，并且还需要等待混凝土形成早期强度后，才可以继续对上部结构进行施工。这对于轻型钢结构房屋、通信基站、输电线路塔等工期较短的项目来说并不合适，甚至基础施工的时间会占到总工期时间的一半以上。
装配式基础因为具有工期短，施工工序简便等优点，正在上述工程中得到广泛应用，但与此同时，也暴露出了一些新问题：装配式基础种类繁多、功能各异，但都是在经过设计后由工厂预制，基础只能用于预定的工程，生产基础的模具也只能专项工程专用，基础通用性较差，基础模具的使用具有一定局限性，造成了另一种浪费。
目前已有针对装配式基础做出的一些改进，例如2015年5月27日公告的公告号为CN204356793U的中国专利公开了一种装配式基础结构，该结构做到了很高的装配化程度，并且可以拆卸重复利用，但是因为两侧向支撑间的连杆的长度和节点板设计确定后，其位置、长度均不可变，因而该结构所能承担的极限荷载不可变，所以通用性能有限。
因此，如何提高装配式基础的装配化程度和重复利用性能、同时可以根据上部荷载情况进行调整从而适应于作用在基础上的轴向压力与切向力的大小，以此满足工程各方面要求，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明主要针对上述问题，提供了一种宽高比可调、装配化程度高、可以拆卸后重复利用、弃土处理方式合理、同时可以根据上部荷载情况进行调整从而适应于作用在基础上的轴向压力与切向力的大小的装配式基础。
为了达到上述目的，本发明提供了一种装配式可调基础，包括基础底板、侧向支架、基础顶盖，所述基础底板为长方体构件，其中：所述基础底板上设置有侧向支架调整装置，所述侧向支架调整装置包括沿所述基础底板的对角线设置在所述基础底板上的轨道板、在所述轨道板上滑动的滑动支座、调整好所述装配式基础后定位所述滑动支座的滑动支座定位件；所述滑动支座包括滑动构件以及固定于所述滑动构件的连接架；所述侧向支架的一端连接于所述基础顶盖，所述侧向支架的另一端连接于所述连接架。
进一步地，在所述装配式可调基础中，所述基础顶盖包括立柱装配件和节点板，所述立柱装配件上预设有用于固定所述装配式可调基础所支撑的立柱的预留螺栓或者连接法兰，所述节点板沿所述立柱装配件的对角线设置在所述立柱装配件下部，其中所述节点板预制有螺栓孔，所述侧向支架的一端经由所述螺栓孔通过螺栓连接于所述节点板。
优选地，所述节点板上可以预设有多个螺栓孔，由此进一步提高装配式可调基础的宽高比可调性。
进一步地，在所述装配式可调基础中，所述侧向支架为双肢角钢形式，侧向支架的下端与所述连接架通过高强螺栓连接，侧向支架的上端与所述节点板通过高强螺栓连接。
进一步地，在所述装配式可调基础中，所述轨道板包括沿所述基础底板的两条对角线分别设置的两条轨道板；所述滑动支座的数量为四组，其中两组滑动支座在一条轨道板上滑动，另两组滑动支座在另一条轨道板上滑动；所述节点板包括沿所述立柱装配件的对角线设置的四块节点板；所述侧向支架的数量为四条，四条侧向支架的下端分别连接于四组滑动支座的连接架，四条侧向支架的上端分别连接于四块节点板。
进一步地，在所述装配式可调基础中，所述滑动支座定位件包括相互配合的T型螺栓和T型螺栓套。
进一步地，在所述装配式可调基础中，所述基础底板由多个长方体混凝土构件组成，所述长方体混凝土构件分为相互交叉呈90°组装的两层，所述长方体混凝土构件具有凸起部与凹陷部，上层长方体混凝土构件与下层长方体混凝土构件之间通过相应的凸起部与凹陷部连接。
进一步地，在所述装配式可调基础中，所述轨道板通过扣件设置在所述基础底板的长方体混凝土构件上，其中所述扣件包括六角螺栓、钢制扣板和弹性垫片。优选地，钢制扣板的一端与轨道板压接，钢制扣板的另一端经由弹性垫片与长方体混凝土构件通过六角螺栓相连。
进一步地，在所述装配式可调基础中，所述长方体混凝土构件的凸起部与凹陷部之间预留有螺栓孔，上层长方体混凝土构件与下层长方体混凝土构件之间经由螺栓连接。
优选地，上层长方体混凝土构件的凹陷部内填充有混凝土，这样能够保证连接上层长方体混凝土构件与下层长方体混凝土构件的螺栓不被腐蚀，并且使得基础表面保持平整。
进一步地，在所述装配式可调基础中，所述装配式基础均为钢结构，并涂刷抗有抗腐蚀涂料。
本发明的装配式可调基础的使用方法为：将基坑开挖找平后，放置组装好的基础底板；在基础底板上安装轨道板，将滑动支座装配到轨道板上；将节点板与侧向支架的一端相连，然后通过吊装的方式将侧向支架的另一端与滑动支座的连接架相连；根据施工要求预先估算基础上部荷载情况并基于基础上部荷载通过滑动支座在轨道板上的滑动调节侧向支架相对于基础底板的角度(相应地随之调节了基础顶盖相对于基础底板的高度、装配式基础的宽高比)；调节到位后利用滑动支座定位件将滑动支座定位，由此装配式基础安装完成；最后将基坑开挖的弃土夯实回填，其后即可进行基础上部结构的施工。
本发明的装配式可调基础由于能够通过滑动支座在轨道板上的滑动来调节侧向支架相对于基础底板的角度，因此该装配式可调基础所能承担的极限荷载可以根据具体施工中所要求的上部荷载情况而调节改变，具有很高的通用性，从而可以实现批量化制造和较大规模的应用，弥补了目前装配式基础种类众多但都需要分别制作模具、单独生产的短板。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的装配式可调基础立体结构示意图；
图2为本发明的装配式可调基础的立面示意图；
图3为本发明的装配式可调基础中设置在基础底板上的轨道板的的平面示意图；
图4为本发明的装配式可调基础中滑动支座详图；
图5为本发明的装配式可调基础中基础顶盖的平面图；
图6为本发明的装配式可调基础中基础顶盖的立面图；
图7为本发明的装配式可调基础中基础底板的平面图；以及
图8为本发明的装配式可调基础中基础底板的立面图。
附图标记说明：1-基础顶盖，11-节点板，12-螺栓孔，13-预留螺栓，14-立柱装配件，2-侧向支架，3-基础底板，31-连接架，32-T型螺栓，33-T型螺栓套，34-六角螺栓，35-钢制扣板，36-弹性垫片，37-长方体混凝土构件，38-滑动构件，39-扣件，310-轨道板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图8所示，本发明的装配式可调基础主要包括三个部分：基础顶盖1、侧向支架2和基础底板3，基础顶盖1用于固定安装本发明的装配式可调基础所支撑的立柱，该立柱例如图2中基础顶盖1上方所示意性示出，基础底板3作为本发明的装配式可调基础的基座，通常为长方体构件形式，在实际施工中将被放置到开挖找平后的基坑内，侧向支架2设置于基础顶盖1和基础底板3之间，优选地侧向支架2为双肢角钢形式，以方便拆装和调节。
为了实现基础的可调性，以便可以根据上部荷载情况进行调整从而适应于作用在基础上的轴向压力与切向力，本发明的装配式可调基础包括侧向支架调整装置。具体如图3所示，该侧向支架调整装置设置在基础底板3上，包括轨道板310、滑动支座和滑动支座定位件，轨道板310沿基础底板3的对角线设置，滑动支座由可在轨道板310上滑动的滑动构件38以及例如通过焊接固定于滑动构件38的连接架31构成，滑动支座定位件用于当调整好本发明的装配式可调基础后将滑动支座定位。
侧向支架2的一端(如图2所示的上端)连接于基础顶盖1，侧向支架2的另一端(如图2所示的下端)优选地通过高强螺栓连接于滑动支座的连接架31。由此，侧向支架2设置在基础顶盖1和基础底板3之间，并且随着由滑动构件38和连接架31构成的滑动支座在轨道板310上滑动，侧向支架2相对于基础底板3的角度会发生改变，当然不言而喻，基础顶盖1相对于基础底板3的高度以及整体基础的宽高比也随之相应改变。因此，本发明的装配式可调基础由于侧向支架2相对于基础底板3的角度可调节，因而可以根据基础之上的荷载情况而控制作用在侧向支架2并进而整体基础上的轴向压力与切向力的大小，由此使得本发明的装配式可调基础可以适应于各类施工工程的负载要求。同时，由于基础顶盖1相对于基础底板3的高度可以调节，因而能够根据实际施工中的埋置深度要求来上下调整基础顶盖的位置。
具体如图5和图6所示，基础顶盖1包括立柱装配件14和节点板11，立柱装配件14上预设有用于固定立柱的预留螺栓13，节点板11沿立柱装配件的对角线设置在立柱装配件14下部，节点板11上预制有螺栓孔12，侧向支架2的上端经由螺栓孔12通过螺栓并优选高强螺栓连接于节点板11。当然，立柱装配件14上也可以预设有连接法兰或者其他可以固定立柱的构件，本发明并不限制基础顶盖1与立柱之间的具体连接方式。优选地，节点板11上可以预设有多个螺栓孔12，由此可以进一步提高装配式可调基础的可调性。
具体参照图7和图8，基础底板3可以由多个长方体混凝土构件37组成，每个长方体混凝土构件37上预制有凸起部与凹陷部。在实际施工中，这些长方体混凝土构件37分为相互交叉呈90°组装的两层放置到开挖找平后的基坑内，上层的长方体混凝土构件与下层的长方体混凝土构件之间通过相应的凸起部与凹陷部相互连接，整体上构成了基础底板3。当然，根据实施需要，长方体混凝土构件37也可以多层布置，而不仅限于两层。多层情况下，同样是上层的长方体混凝土构件与下层的长方体混凝土构件之间通过相应的凸起部与凹陷部相互连接。
可选地，长方体混凝土构件37的凸起部与凹陷部之间可以预留螺栓孔，这样可以在组装长方体混凝土构件37以形成基础底板3时，将上层长方体混凝土构件与下层长方体混凝土构件之间经由螺栓连接。由此，通过凸起部与凹陷部之间的连接以及进一步的螺栓连接，确保了由长方体混凝土构件37组装而成的基础底板3的整体牢固性。
优选地，在组装完成基础底板3之后，可以在上层长方体混凝土构件的凹陷部内填充混凝土，这保证了将上层长方体混凝土构件与下层长方体混凝土构件连接在一起的螺栓不被腐蚀，同时还能够使得基础的表面保持平整。
具体参照图3和图4，轨道板310通过扣件39设置在基础底板3的长方体混凝土构件37上，扣件39包括六角螺栓34、钢制扣板35和弹性垫片36。优选地，钢制扣板35的一端压接于轨道板310，钢制扣板35的另一端经由弹性垫片36与长方体混凝土构件37通过六角螺栓34相连。此外，用于当调整好基础后将滑动支座定位的滑动支座定位件例如可以由相互配合的T型螺栓32和T型螺栓套33构成。
在具体实施中，作为一种优选方案，轨道板310包括沿基础底板3的两条对角线分别设置的两条轨道板310；滑动支座的数量相应地为四组，其中两组滑动支座在一条轨道板310上滑动，另两组滑动支座在另一条轨道板310上滑动；节点板11也相应地包括沿立柱装配件14的对角线设置的四块节点板11；侧向支架2的数量也为四条，四条侧向支架2的下端分别连接于四组滑动支座的连接架31，四条侧向支架2的上端则分别连接于四块节点板11。
此外，考虑到整体结构的强度要求，本发明的装配式可调基础的所有组成构件可以均为钢结构。相应地，鉴于地下氧气与水对钢构件会产生腐蚀作用，本发明的装配式可调基础各个组成构件的表面优选地涂刷有抗腐蚀涂料。
在实际施工中，本发明的装配式可调基础的使用方法为：将基坑开挖找平后，放置由长方体混凝土构件37组装而成的基础底板3；在基础底板3上安装轨道板310，将由滑动构件38和连接架31构成的滑动支座装配到轨道板310上；将节点板11与侧向支架2的上端通过螺栓相连，然后例如以吊装的方式将侧向支架2的下端与连接架31通过螺栓相连；根据施工要求预先估算基础上部荷载情况并基于基础上部荷载通过滑动构件38在轨道板310上的滑动来调节侧向支架2相对于基础底板3的角度(相应地随之调节了基础顶盖1相对于基础底板3的高度、装配式基础的宽高比)；调节到位后利用由T型螺栓32和T型螺栓套33构成的滑动支座定位件将滑动构件38定位固定，由此装配式基础安装完成；最后将基坑开挖的弃土夯实回填，其后即可进行基础上部结构的施工。
为了更加切实有效地将本发明技术方案与实际工程对接，优选地，可以准备多套尺寸大小不同的长方体混凝土构件37，从而可以组装成不同面积的基础底板3，使得本发明的装配式可调基础具有更大的使用范围并满足多种工程条件。此外，优选地，轨道板310的长度可以根据实际施工需要进行续接，基础顶盖3也可以按照立柱的尺寸有多种备选尺寸。
综上所述，本发明的装配式可调基础具备下述优点：
1.质量轻便于运输，假设一个基础底板为2400㎜×2400㎜、基础顶盖为500㎜×500㎜、高度为600mm的基础，其体积为3.5m3，采用C30钢筋混凝土浇筑时质量为8000㎏(2400㎏/m3)；而按本发明施工时采用双肢角钢2∠100×100×10，质量为160㎏左右，基础底板质量为4147㎏左右，显然该基础总质量比混凝土基础要轻，比其他装配式基础更便于运输，同时也避免了应用大型机械吊装。
2.按照1的例子，本发明也是一种经济的装配式基础施工技术。例如根据山西省太原市2017年9月份建材报价，角钢∠100×100×10为4475元/吨，材料费为716元左右，C30混凝土287元/吨，材料费为430元左右，由此可见两种材料费用相差无几，但是利用本发明基础时，施工工期将缩短，人工费和设备费相对较低，降低了施工总成本。
3.本发明大多数部件的连接采用螺栓连接，并且侧向支架的角度可以调节，提高了基础的装配化程度和施工效率，并且拆卸方便，可以重复利用。
4.本发明的基础内部中空，可以将开挖的弃土回填，一般粘性土密度ρ＝1800-2000㎏/m3，所以最后基础质量与标准基础质量很接近，这保证了基础可以承受较大的上拔力，基础本身质量小便于运输，当弃土回填后又恢复了基础上部应有的质量，并且减少了土方开挖后弃土运离场地的施工程序，为施工单位节省了施工成本与工期，同时由于施工过程绿色环保，因而积极、正面地响应了国家对建筑行业的号召。
5.例如当基础底板尺寸为2.8×2.8m、埋置深度为2.5m时，分两个台阶，每个台阶高400mm，冲切力不应大于833KN，当采用本发明基础时，采用2∠100×10的角钢作为侧向支架时，可以轻易承担833K的荷载的作用。
6.最重要的一点，本发明的装配式可调基础由于能够通过滑动支座在轨道板上的滑动来调节侧向支架相对于基础底板的角度(相应地随之调节了基础顶盖相对于基础底板的高度、装配式基础的宽高比)，因此该装配式可调基础所能承担的极限荷载可以根据具体施工中所要求的上部荷载情况而调节改变，具有很高的通用性，从而可以实现批量化制造和较大规模的应用，弥补了目前装配式基础种类众多但都需要分别制作模具、单独生产的短板。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“由……构成”所限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种装配式可调基础，包括基础底板(3)、侧向支架(2)、基础顶盖(1)，所述基础底板(3)为长方体构件，其特征在于：
所述基础底板(3)由多个长方体混凝土构件(37)组成，所述长方体混凝土构件(37)分为相互交叉呈90°组装的两层，所述长方体混凝土构件(37)具有凸起部与凹陷部，上层长方体混凝土构件与下层长方体混凝土构件之间通过相应的凸起部与凹陷部连接；
所述基础底板(3)上设置有侧向支架调整装置，所述侧向支架调整装置包括沿所述基础底板(3)的对角线设置在所述基础底板(3)上的轨道板(310)、在所述轨道板(310)上滑动的滑动支座、调整好所述装配式可调基础后定位所述滑动支座的滑动支座定位件，其中，所述轨道板(310)通过扣件(39)设置在所述长方体混凝土构件(37)上；
所述滑动支座包括滑动构件(38)以及固定于所述滑动构件(38)的连接架(31)，所述滑动支座定位件包括将滑动构件(38)定位固定的相互配合的T型螺栓(32)和T型螺栓套(33)；
所述侧向支架(2)的一端连接于所述基础顶盖(1)，所述侧向支架(2)的另一端连接于所述连接架(31)。
2.根据权利要求1所述的装配式可调基础，其特征在于，所述基础顶盖(1)包括立柱装配件(14)和节点板(11)，所述立柱装配件(14)上预设有用于固定所述装配式可调基础所支撑的立柱的预留螺栓(13)或连接法兰，所述节点板(11)沿所述立柱装配件(14)的对角线设置在所述立柱装配件(14)下部，其中所述节点板(11)预制有螺栓孔(12)，所述侧向支架(2)的一端经由所述螺栓孔(12)通过螺栓连接于所述节点板(11)。
3.根据权利要求2所述的装配式可调基础，其特征在于，所述侧向支架(2)为双肢角钢形式，侧向支架(2)的下端与所述连接架(31)通过高强螺栓连接，侧向支架(2)的上端与所述节点板(11)通过高强螺栓连接。
4.根据权利要求3所述的装配式可调基础，其特征在于，所述轨道板(310)包括沿所述基础底板(3)的两条对角线分别设置的两条轨道板(310)；所述滑动支座的数量为四组，其中两组滑动支座在一条轨道板(310)上滑动，另两组滑动支座在另一条轨道板(310)上滑动；所述节点板(11)包括沿所述立柱装配件(14)的对角线设置的四块节点板(11)；所述侧向支架(2)的数量为四条，四条侧向支架(2)的下端分别连接于四组滑动支座的连接架(31)，四条侧向支架(2)的上端分别连接于四块节点板(11)。
5.根据权利要求1所述的装配式可调基础，其特征在于，所述扣件(39)包括六角螺栓(34)、钢制扣板(35)和弹性垫片(36)。
6.根据权利要求1所述的装配式可调基础，其特征在于，所述长方体混凝土构件(37)的凸起部与凹陷部之间预留有螺栓孔，上层长方体混凝土构件与下层长方体混凝土构件之间经由螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的装配式可调基础，其特征在于，上层长方体混凝土构件的凹陷部内填充有混凝土。
8.根据权利要求1所述的装配式可调基础，其特征在于，所述装配式可调基础均为钢结构，并涂刷有抗腐蚀涂料。
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