CN113756357A - 一种采用中空底板的装配式板式基础及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用中空底板的装配式板式基础及方法，其技术方案为：包括组合立柱、连接于组合立柱下方的中部底板，中部底板的两侧分别与至少一个边部底板拼接；所述中部底板和边部底板内部均具有空心区域，空心区域外侧分布若干预应力筋；中部底板和边部底板内部还设有与预应力筋相垂直的波纹管。本发明能够减小基础重量，降低施工难度，缩短工期。

Description

一种采用中空底板的装配式板式基础及方法

技术领域

本发明涉及输电线路基础领域，尤其涉及一种采用中空底板的装配式板式基础及方法。

背景技术

作为输电线路的重要组成部分，基础的投资、工期及劳动力消耗占整个线路工程的比重很大。目前的装配式板式基础方案存在以下缺点：

(1)因组件重量较大，组件运输与吊装存在困难。运输车一般要求构件宽度不大于2.4m，因此组件设计时应严格控制尺寸。输电塔基础分散度高，宜采用机动性强的吊装机械，例如汽车式起重机。然而，普通汽车起重机吊装能力有限。吊装能力强的起重机进场困难。

(2)装配式板式基础一般采用灌浆套筒连接，其质量不易得到保证。由于灌浆套筒的灌浆工艺比较复杂且对工人素质要求较高，常存在质量缺陷。对于输电线路工程而言，施工单位一般为送变电公司，基本无灌浆作业经验。而且，输电线路工程常位于山区、丛林等人烟稀少的区域，套筒灌浆质量难以得到保证。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种采用中空底板的装配式板式基础及方法，能够减小基础重量，降低施工难度，缩短工期。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种采用中空底板的装配式板式基础，包括组合立柱、连接于组合立柱下方的中部底板，中部底板的两侧分别与至少一个边部底板拼接；

所述中部底板和边部底板内部均具有空心区域，空心区域外侧分布若干预应力筋；中部底板和边部底板内部还设有与预应力筋相垂直的波纹管。

作为进一步的实现方式，所述组合立柱包括套设在一起的内管和外管，内管和外管之间填筑混凝土。

作为进一步的实现方式，所述内管长度小于外管长度。

作为进一步的实现方式，所述边部底板具有设定坡度，边部底板内部空心区域与中部底板的空心区域拼接形成梯形空腔。

作为进一步的实现方式，所述波纹管内部有预应力筋穿过，且预应力筋的端部从波纹管伸出。

作为进一步的实现方式，所述组合立柱通过法兰组件与中部底板相连，法兰组件内设有弹性层。

作为进一步的实现方式，所述法兰组件包括与组合立柱连接为一体的第一法兰板、与中部底板连接为一体的第二法兰板。

作为进一步的实现方式，所述中部底板和边部底板底部设有垫层。

作为进一步的实现方式，所述组合立柱顶部设有地脚螺栓或角钢。

第二方面，本发明实施例还提供了一种采用中空底板的装配式板式基础的施工方法，包括：

预制组合立柱、中部底板及边部底板，并将第一法兰板与组合立柱固定，第二法兰板与中部底板固定；

基坑开挖后，依次吊装中部底板、边部底板；

将预应力筋穿入波纹管，预应力筋张拉后，进行压力灌浆；

吊装组合立柱，将组合立柱与中部底板连接。

作为进一步的实现方式，所述预应力筋采用先张法方式施工，波纹管采用后张法有粘结预应力方式施工。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的立柱通过套设在一起的内管和外管构成，并在内管和外管之间浇筑混凝土，以形成内部中空结构；中部底板和边部底板内部分别设置空心区域；立柱与底板均采用中空结构，可显著降低各组件重量，提高经济性，缩短工期。

(2)本发明的各底板内部预埋波纹管，采用后张法有粘结连接方式，灌浆部分贯通底板宽度；与其他连接方式相比，这种方式可显著提高板块之间的粘结强度，保证板块之间的装配式效果；与非预应力连接方式相比，钢筋可达到更大应力水平，充分发挥钢材强度，改善混凝土受力状态，进而可提高基础承载能力。

(3)本发明的底板内部设置预应力筋，波纹管中同样有预应力筋穿过，采用预应力的方式可以有效减缓底板裂缝的开展，与现浇钢筋混凝土基础相比，在腐蚀地质条件下具有显著优势。

(4)本发明的立柱与底板通过法兰相连，采用免灌浆套筒连接的装配式方案，可显著降低施工难度，保证施工质量，降低安全隐患；且法兰设置弹性层，能够提高板间的贴合性，同时还具有减震和耗能效果，可提高基础在大风作用下的受力性能。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的俯视图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的中部底板结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的边部底板结构示意图；

其中，1、组合立柱，1-1、地脚螺栓，1-2、内管，1-3、外管，1-4、第一法兰板,1-5、加劲板；2、中部底板，2-1、第二法兰板，2-2、中部空心区域，2-3、中部预应力筋，2-4、中部波纹管；3、边部底板，3-1、边部预应力筋，3-2、边部空心区域，3-3、边部波纹管；4、弹性层，5、螺栓，6、垫层。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供了一种采用中空底板的装配式板式基础，如图1和图2所示，包括组合立柱1、中部底板2、边部底板3，中部底板2的两侧均与边部底板3拼接以形成装配式结构；中部底板2每一侧设置至少一个边部底板3；所述组合立柱1通过法兰组件安装于中部底板2上方。

进一步的，所述组合立柱1包括套设在一起的内管1-2和外管1-3，内管1-2和外管1-3之间浇筑混凝土；通过内管1-2和外管1-3配合混凝土的结构使底板上方立柱形成空心结构，配合底板结构，进一步实现减重。

其中，内管1-2的长度小于外管1-3长度，以使组合立柱1内部下侧为实心区域，且中部底板2与组合立柱1相连的部分也为实心结构，从而保证基础受压承载能力。

所述外管1-3按照基础作用力进行设计，内管1-2为构造配置(采用1mm至2mm厚的钢管即可)。内管1-2和外管1-3之间的混凝土层设有地脚螺栓1-1或角钢，用于与上部杆塔连接。

在本实施例中，所述内管1-2和外管1-3采用钢管，可以理解的，在其他实施例中，内管1-2和外管1-3也可以采用其他金属管。

进一步的，所述法兰组件包括第一法兰板1-4、第二法兰板2-1，第一法兰板1-4与组合立柱1焊接固定，第二法兰板2-1与中部底板2固定，以分别形成预制的结构单元，只需将预制好的各结构单元在现场组装即可，提高装配效率。

所述第一法兰板1-4和第二法兰板2-1之间设有弹性层4，第一法兰板1-4、第二法兰板2-1和弹性层4通过螺栓5连接，以将组合立柱1与中部底板2装配在一起。

在本实施例中，第一法兰板1-4和第二法兰板2-1法兰也可设置加劲板1-5，加劲板1-5沿周向间隔设置多个，以提高法兰连接强度。所述弹性层4可以为橡胶垫，能够提高法兰板之间的贴合性，避免贴合不紧密的现象发生；且具有减震和耗能效果，可提高基础在大风作用下的受力性能。

进一步的，中部底板2和边部底板3内部均为中空结构，即，中部底板2的内部设有中部空心区域2-2，边部底板3的内部设有边部空心区域3-2。在本实施例中，边部底板3具有设定坡度，边部空心区域3-2与两侧的中部空心区域2-2形成梯形空腔，通过梯形空腔减小装配式基础的重量。

在本实施例中，中部底板2和边部底板3为钢筋混凝土构件，由于钢筋混凝土构件中和轴附近应力很低，难以发挥材料力学性能，较为浪费，因此，本实施例在截面高度中心附近采用中空结构，在保持基础承载能力不变的情况下，可降低组件重量，提高构件经济性的同时为组件的运输和吊装提供便利。

如图3所示，中部底板2沿中部空心区域2-2的外侧分布若干中部预应力筋2-3，中部预应力筋2-3沿平行于中部底板2和边部底板3的拼接缝方向设置。中部底板2内部预埋有中部波纹管2-4，中部波纹管2-4垂直于中部预应力筋2-3且二者所处平面相互平行。

如图4所示，边部底板3为梯形结构，其采用单方向坡度设计，坡度线与拼接缝平行，从而降低加工难度。沿边部空心区域3-2外侧分布若干边部预应力筋3-1，边部预应力筋3-1沿平行于中部底板2和边部底板3的拼接缝方向设置。边部底板3内部预埋有边部波纹管3-3，边部波纹管3-3垂直于边部预应力筋3-1且二者所处平面相互平行。

进一步的，中部预应力筋2-3和边部预应力筋3-1采用先张法预应力筋模式，即先进行预应力钢筋张拉，然后浇筑混凝土。所述中部波纹管2-4、边部波纹管3-3中有预应力筋穿过，预应力筋的长度应略大于对应底板边长，预应力筋穿入波纹管后需留有足够长度，便于采用张拉设备进行张拉。

钢筋张拉完毕后及时进行灌浆，灌浆物应掺入适量膨胀剂，推荐掺量为水泥浆用量的6％～8％。掺入膨胀剂后，混凝土强度仍应达到设计要求。为了防止波纹管中的钢筋锈蚀，灌浆物中应掺入防止钢筋锈蚀且不影响灌浆料性能的防锈剂。

在本实施例中，中部波纹管2-4、边部波纹管3-3采用金属材料，波纹状的设计可以提高其与混凝土的粘结强度；直径为预应力筋的2到3倍，便于预应力筋穿过。

本实施例的中部波纹管2-4、边部波纹管3-3采用后张法有粘结预应力连接方式。与非预应力连接方式相比，钢筋可达到更大应力水平，充分发挥钢材强度，改善混凝土受力状态，进而可提高基础承载能力。采用外加预应力的方式可以有效减缓底板裂缝的开展，与现浇钢筋混凝土基础相比，在腐蚀地质条件下具有显著优势。与无粘结连接方式相比，有粘结连接方式可提高板块之间的粘结强度，保证板块之间的装配式效果。

进一步的，所述中部底板2和边部底板3底部设有垫层6，基坑开挖好后应及时浇筑垫层混凝土，尽量缩短基坑暴露时间，垫层6也可采用预制构件。为降低各组件安装难度，应确保垫层6施工后的平整性。

施工现场进行拼装时，先吊装中部底板2，再吊装边部底板3，将预应力筋插入波纹管中进行张拉，然后在波纹管中灌入灌浆料，使底板组成一个整体。然后吊装组合主柱1，安装螺栓5，即可完成整体基础的现场装配施工。

灌浆物应保证足够的强度、密实性和耐久性，可采用细石混凝土，或者水泥砂浆。本实施例组装方便，特别适用于应急工程、抢修工程以及其他工期紧张的工程。

实施例二：

本实施例提供了一种采用中空底板的装配式板式基础的施工方法，用于实施例一所述的板式基础的施工，包括以下步骤：

预制组合立柱1、中部底板2及边部底板3，并将第一法兰板1-4与组合立柱1固定，第二法兰板2-1与中部底板2固定。

先进行基坑开挖，开挖至基础埋深的土层上部，整平土层。

基坑开挖后，先吊装中部底板2，再吊装边部底板3。

吊装完毕后，中部波纹管2-4、边部波纹管3-3内分别穿入预应力筋，然后采用压力灌浆。灌浆应确保灌浆质量，质量不满足规范及规程要求时应进行补浆。为降低施工难度，进行设计时，应在满足钢筋间距构造要求的前提下减少波纹管数量。

张拉时注意采用合适的张拉顺序，宜采用先张拉两端预应力筋再张拉中间预应力筋的方式。预应力筋张拉后，利用灌浆设备将灌浆料压灌到波纹管孔道中去，使之填满预应力筋与孔道间的空隙。灌浆结束后，在锚固片的外侧添加保护壳，防止锚固片损坏。

之后吊装组合立柱1，将组合立柱1和中部底板2通过螺栓5连接。

基坑回填，回填时基坑内不得有水及杂物，回填土中树根杂草必须清除。回填土应分层夯实，每层厚200～300mm。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用中空底板的装配式板式基础，其特征在于，包括组合立柱、连接于组合立柱下方的中部底板，中部底板的两侧分别与至少一个边部底板拼接；

所述中部底板和边部底板内部均具有空心区域，空心区域外侧分布若干预应力筋；中部底板和边部底板内部还设有与预应力筋相垂直的波纹管。

2.根据权利要求1所述的一种采用中空底板的装配式板式基础，其特征在于，所述组合立柱包括套设在一起的内管和外管，内管和外管之间填筑混凝土。

3.根据权利要求2所述的一种采用中空底板的装配式板式基础，其特征在于，所述内管长度小于外管长度。

4.根据权利要求1所述的一种采用中空底板的装配式板式基础，其特征在于，所述边部底板具有设定坡度，边部底板内部空心区域与中部底板的空心区域拼接形成梯形空腔。

5.根据权利要求1所述的一种采用中空底板的装配式板式基础，其特征在于，所述波纹管内部有预应力筋穿过，且预应力筋的端部从波纹管伸出。

6.根据权利要求1所述的一种采用中空底板的装配式板式基础，其特征在于，所述组合立柱通过法兰组件与中部底板相连，法兰组件内设有弹性层。

7.根据权利要求6所述的一种采用中空底板的装配式板式基础，其特征在于，所述法兰组件包括与组合立柱连接为一体的第一法兰板、与中部底板连接为一体的第二法兰板。

8.根据权利要求1所述的一种采用中空底板的装配式板式基础，其特征在于，所述中部底板和边部底板底部设有垫层；所述组合立柱顶部设有地脚螺栓或角钢。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种采用中空底板的装配式板式基础的施工方法，其特征在于，包括：

预制组合立柱、中部底板及边部底板，并将第一法兰板与组合立柱固定，第二法兰板与中部底板固定；

基坑开挖后，依次吊装中部底板、边部底板；

将预应力筋穿入波纹管，预应力筋张拉后，进行压力灌浆；

吊装组合立柱，将组合立柱与中部底板连接。

10.根据权利要求9所述的一种采用中空底板的装配式板式基础的施工方法，其特征在于，所述预应力筋采用先张法方式施工，波纹管采用后张法有粘结预应力方式施工。

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