CN115125981B - 装配式地基基础装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种装配式地基基础装置及其使用方法，该装置包括混凝土基座和设置于所述混凝土基座上方的连接件，用于与待承载构筑物连接；所述混凝土基座包括梯形基座本体和预埋于所述梯形基座本体内的钢筋网笼；所述梯形基座本体的侧壁包括至少一组贯穿的孔道。本发明设计的预埋梯形钢筋网笼和加固螺杆的梯形混凝土基座稳定性和承载强度高，通过贯穿的孔道既可进行高安全性搬运，又可用作走管布线空间，空间设计合理性高，实用性强。本发明由预制混凝土基础底座及钢结构连接件组成，基础构件可全部在工厂内生产，现场根据安装图可实现快速组装、快速拆卸，安装拆卸方便，可重复使用，大大节省人工及工程成本。

Description

装配式地基基础装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及建筑装置技术领域，尤其涉及一种装配式地基基础装置及其使用方法。

背景技术

地基基础是指建筑物或构筑物底部与地基接触的承重构件，用于将上部的载荷传给地基，提高安全性和稳定性。现有建筑基础多以现浇形式为主，现场湿作业，需要大量的人工，且其施工工序复杂，施工速度慢，受环境影响较大；对特殊地质的地基处理方式，施工不便，费用高昂。以上措施适用于高层基础建设项目，而对于低层钢结构建筑、临时建筑、围墙、哨所、景观栈道等构建物的基础建设工程，工程综合成本过高。采用装配式预制地基基础设施更有利于安装和降低成本。然而现有技术中还缺乏此类地基基础设施的深入研究，主要以稳固性为目标进行设计，空间设计的合理性、便捷性和实用性还有待提高。为解决以上问题，急需研究一种能够快速施工、承载力强且能降低工程造价的钢结构建筑的装配式地基基础。

有鉴于此，有必要设计一种改进的装配式地基基础装置及其使用方法，以解决上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种装配式地基基础装置及其使用方法，该装置由预制混凝土基础底座及钢结构连接件组成。实用性强、应用范围广，基础构件全部在工厂内生产，现场根据安装图可实现快速组装、快速拆卸，安装拆卸方便，可重复使用，大大节省人工及工程成本。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种装配式地基基础装置，包括混凝土基座和设置于所述混凝土基座上方的连接件，用于与待承载构筑物连接；所述混凝土基座包括梯形基座本体和预埋于所述梯形基座本体内的钢筋网笼；所述梯形基座本体的侧壁包括至少一组贯穿的孔道。

作为本发明的进一步改进，所述混凝土基座的顶部设有连接孔，用于与所述连接件之间通过螺杆连接。

作为本发明的进一步改进，所述连接孔与所述钢筋网笼的顶部之间还设有加固板，所述加固板上设有与所述连接孔相对应的穿孔，用于提高连接强度。

作为本发明的进一步改进，所述混凝土基座和所述连接件之间还设有基础底托板，所述基础底托板上设有与所述连接孔相对应的穿孔，用于将所述基础底托板与所述混凝土基座连接。

作为本发明的进一步改进，所述连接件为十字形连接件，且与所述基础底托板固定连接，用于与所述待承载构筑物形成卡接。

作为本发明的进一步改进，所述基础底托板上的穿孔分别设置于所述十字形连接件的四个拐角区域，且为方向不同的椭圆形穿孔。

作为本发明的进一步改进，所述梯形基座本体的相对的两个侧壁分别包括至少一组贯穿的孔道，所述孔道为PVC管，通过浇筑过程形成；所述孔道内贴合插入有PVC管。

作为本发明的进一步改进，钢筋网笼包括钢筋、角筋和箍筋，为上部窄下部宽的等边梯形体网笼；所述混凝土基座还包括与所述梯形基座本体下方连为一体的方形基座底部。

一种装配式地基基础装置的使用方法，包括以下步骤：

将所述装配式地基基础装置放置于地面或放置于开挖的基坑内，并进行封土回填，将所述连接件裸露在地表之上，然后将所述待承载构筑物与所述连接件连接。

作为本发明的进一步改进，在所述梯形基座本体侧壁上贯穿的孔道内走管布线。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供的装配式地基基础装置，安装快捷，可人工操作，可满足不同地质条件，如适用于不同地质条件下低层钢结构建筑、临时建筑、围墙、哨所、景观栈道等构建物的基础工程；作用在平整地面时，可直接将装配式地基基础装置放置于地面，大大节省人工成本；作用在松散土壤、沼泽地面时，根据地质报告，开挖基坑，将装配式地基基础装置放置于基坑内再进行封土回填，将十字板连接件裸露在地表之上，实现基础施工的快速安装，现场无湿作业，大大节省了人工及工程造价。

2.本发明提供的装配式地基基础装置承载力强，钢筋网笼设置于混凝土基础基座内部，与混凝土基础基座同为梯形体，在混凝土基础基座内部起到了结构支撑作用，增加了混凝土基础基座的强度；基础底托板的4个不同方向的椭圆形穿孔，能够防止装配式地基基础装置在地震力作用下导致的连接点松动问题。

3.本发明提供的装配式地基基础装置，PVC管贯穿于凝土基础基座，可实现人工搬运时工具的插入，且便于基础上部的构筑物走管布线，多种用途、操作方便。整个装置的稳固性、空间设计合理性、便捷性和实用性均较优。

4.本发明提供的装配式地基基础装置构件采用混凝土与钢构材料相结合，根据上部构筑物的要求，采用C25以上的混凝土材料，钢板均采用热镀锌材料，对接焊缝要求全熔透焊缝一级。所有钢构件除锈后应进行防腐涂装，防腐底漆、中间漆或面漆喷涂防腐纳米涂料碳配套使用，具有较好的防腐性、耐候性、耐热性、耐久性。

附图说明

图1为本发明装配式地基基础装置的立体结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图1中基础底托板的结构示意图。

图5为本发明装配式地基基础装置的另一种立体结构示意图。

图6为图5的剖视图。

图7为本发明装配式地基基础装置的顶部配筋结构示意图。

图8为本发明装配式地基基础装置的底部配筋结构示意图。

图9为本发明装配式地基基础装置模具的立体分解结构示意图。

图10为本发明装配式地基基础装置模具的套管组件结构示意图。

图11为本发明装配式地基基础装置模具的剖面分解结构示意图。

附图标记

10-混凝土基座；11-基座本体；12-基座底部；13-孔道；14-加固板；15-钢筋网笼；20-基础底托板；21-穿孔；22-十字型穿孔；30-十字连接件；40-紧固件；41-螺母；42-弹簧垫圈；43-圆形垫片；44-螺杆。

100-拼口模具组件；110-第一梯形体拼口模具；120-第二梯形体拼口模具；130-圆形穿孔；140-把手；150-锁扣；160-观察口；200-下端套口模具；300-上端套口模具；310-三角耳托；400-上端封盖模具；410-固定件穿孔；420-浇注口。500-套管组件；510-第一长套管；511-第一长套管穿孔；520-第二短套管；521-套管穿杆；522-第二圆形板；530-第三短套管；531-第三圆形板；532-第三短套管穿孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，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。

请参阅图1至8所示，本发明提供的一种装配式地基基础装置，包括混凝土基座10和设置于混凝土基座10上方的连接件30，用于与待承载构筑物连接。混凝土基座10包括梯形基座本体11和预埋于梯形基座本体11内的钢筋网笼15；梯形基座本体11的侧壁包括至少一组贯穿的孔道13。如此设置，混凝土基座10通过浇筑预制成型，然后将连接件30固定于其顶部，使用时，通过孔道13将装配式地基基础装置搬运至目标位置，将待承载构筑物连接件30固定连接，即完成构筑物的搭建；基础施工完毕后孔道13可作为管线预埋管，安装方便，且大大节省了占用空间。该装置由预制混凝土基座10及钢结构连接件30组成，实用性强、应用范围广，基础构件全部在工厂内生产，现场根据安装图可实现快速组装、快速拆卸，安装拆卸方便，可重复使用，大大节省人工及工程成本。

预制混凝土基座10的顶部设有连接孔，用于与连接件30之间通过螺杆44连接。特别地，连接孔与钢筋网笼15的顶部之间还设有加固板14，加固板14上设有与连接孔相对应的穿孔，用于提高连接强度。钢筋网笼15的顶部和加固板14之间可通过焊接固定连接。螺杆44底部穿入加固板14的穿孔中，通过螺纹固定，也可进一步焊接加强连接稳定性。本发明通过在梯形体网笼15的顶部连接加固板14，一方面，便于固定预埋的螺杆44，提高螺杆44的连接强度和稳固性；另一方面，梯形体网笼15和加固板14的联合组装结构能够显著提高混凝土基座的承载强度。

梯形基座本体11的相对的两个侧壁分别包括至少一组贯穿的孔道13，通过孔道模具在浇筑过程形成孔道13，使用时可在其中插入PVC管防止磨损。孔道13直径为2-5cm。两条贯穿的孔道13形成十字交叉结构，用于预制混凝土基座10搬运时防磨损及构建物基础施工完毕后作为管线预埋管。可实现人工搬运时工具的插入且便于基础上部的构筑物走管布线，多种用途、操作方便。梯形基座本体11的设置使得贯穿的孔道13成为可能，上窄下宽形结构一方面重心低、稳固性高，另一方面，在其中部设置贯穿的孔道13用于搬运时，吊装力承载面积相比现有技术的吊装环显著增大，因此吊装安全性更高，且无需占用额外的空间，还能用于布线空间，空间利用率和便捷性显著提高。

如图6-8所示，钢筋网笼15包括钢筋、角筋和箍筋，为上部窄下部宽的等边梯形体网笼；具体来讲，钢筋、角筋、箍筋组成顶部钢筋网格和下部钢筋网格通过中部钢筋和侧筋形成上窄下部宽的等边梯形体网笼。混凝土基座10还包括与梯形基座本体11下方连为一体的方形基座底部12。可相应提高靠近孔道13处的钢筋的排布密度，以防止预留的中空孔道对整体强度的影响。

请参阅图9-11所示，预制混凝土基座10是通过向拼口模具组件100、金属套管组件500、上端套口300、上封盖400、下端套口200组成的具有梯形空腔的模具内浇注混凝土得到。具体如下：

拼口模具组件100包含两个拼口模具：第一梯形体拼口模具110和第二梯形体拼口模具120，两个拼口模具组装后通过锁扣150连接，形成外部为方形体，内部为梯形体的结构，模具上焊接把手140，可以使内部构件成型后脱模受力均匀，防止构件破损。

下端套口模具200为方形体，尺寸略大于拼口模具组件100，与拼口模具组件100卡接，使内部在浇筑时能够保证构件底部平整，且混凝土砂浆不会从下部溢出、构件成型后方便脱模。

套管组件500包括第一长套管510、第二短套管520和第三段套管530，第一长套管510贯穿套设于穿孔130中，且其长度大于穿孔130长度，如图3所示，使得第一长套管510向外伸出第一梯形体拼口模具110和第二梯形体拼口模具120的外壁，一方面便于安装和拆模，另一方面，可防止混凝土从连接的缝隙流出。第二短套管520和第三段套管530套设于与其相交的另一穿孔130中，并分设于第一长套管510的两侧。第二短套管520和第三段套管530也分别向外伸出第一梯形体拼口模具110和第二梯形体拼口模具120的外壁，第二短套管520和第三段套管530与第一长套管510相交的一端为月牙口套管，提高其与第一长套管510圆柱体外壁的贴合性，进而提高浇注形成的穿孔13的规整度和强度。三根套管通过拼口模具组件100四面的圆形穿孔130拼接后形成十字相交，为预制混凝土构件预留穿孔，且便于拆模。

特别地，第一长套管510与第二短套管520和第三段套管530相接的部位设有第一长套管穿孔511，第二短套管520的端部设有与第一长套管穿孔511相配合的套管穿杆521，第三段套管530的端部设有与套管穿杆521相配合的第三短套管穿孔532，套管穿杆521穿过第一长套管穿孔511，卡接于第三短套管穿孔532中，以提高套管组件的连接稳定性。进一步的，为了便于套管穿杆521的安装，和第三短套管穿孔532的开设，在第二短套管520的内腔中固定有第二圆形板522，将套管穿杆521的一端焊接于第二圆形板522上；在第三段套管530的内腔中固定有第三圆形板531，第三短套管穿孔532开设于第三圆形板531的中间部位，如此将三组套管卡接，安装方便，且稳固性高。

模具拼装和浇注过程包括：

将下端套口模具200固定方位，选择夯实平整基面场地。

将梯形钢筋笼15放置于下端套口模具内，将120mm×120mm×10mm螺杆14和加固板14预埋件与钢筋笼15顶部完成焊接成品。

将第一梯形体拼口模具110和第二梯形体拼口模具120放置于下端套口模具200底座内，对角碰接后，用锁扣150锁紧。

放置上端套口模具300，使其与梯形套口模具上端卡位，三角耳托310插接到位，上端放置上封盖模具400与三角耳托310耳片对位承托卡平，同步栓接螺杆14和加固板14预埋件。

分别插入第一长套管510、第二短套管520、第三短套管530，对位圆形月牙套口插接，第二套管520的套管穿杆521与第三套管530的第三套管穿孔532插接。

从上端封盖400的浇注口420浇注砂浆混凝土C25。

待砂浆混凝土初凝状态下，分别按顺序撤出金属套管组件500，同步撤出三角耳托310及上端封盖模具400。

待砂浆混凝土终凝状前，混凝土稳固状态下，分别按顺序撤出第一梯形体拼口模具110和第二梯形体拼口模具120，同步撤出下端套口模具200底座。

本发明模具主体材料优选为硬质塑料/聚丙烯，金属管套件为镀锌铁管，使用过程中无损耗、周转使用率高，预制构件精度高。

预制混凝土基座10和连接件30之间还设有基础底托板20，起到防松动和提高承载其强度的作用，基础底托板20上设有与连接孔相对应的穿孔，用于将基础底托板20与混凝土基座10连接。螺杆44与基础底托板20之间通过圆形垫片43、弹簧垫片42及防松动螺母41连接。如图5所示，基础底托板20与梯形基座本体的顶部之间还设有一定厚度的方形凸台，用于调整预制混凝土基座10的高度，便于适用于不同建筑物场景。该方形凸台可以通过混凝土浇筑与预制混凝土基座10一起预制成型，也可以通过提高基础底托板20的层数或厚度实现。

如图1或5所示，连接件30优选为十字形连接件，且与基础底托板20固定连接，用于与待承载构筑物形成卡接。十字板连接件30包含两个相同尺寸的长方形钢板，长方形钢板长边一侧设置有U型槽口，两块长方形钢板通过U型槽口承接，并使两块长方形钢板交接处呈90°角后，将两块长方形钢板焊接于基础底托板20的十字型穿孔22中。

如图4所示，基础底托板上20的穿孔21分别设置于十字形连接件30的四个拐角区域，且为方向不同的椭圆形穿孔21。基础底托板20上设有4个椭圆形穿孔21，穿孔呈不同方向设置，基础底托板20的中部设有十字型穿孔22。防松动螺杆穿过基础底托板20的椭圆形穿孔21，并通过圆形垫片43、弹簧垫片42、防松动螺母41固定。基础底托板20上的4个不同方向的椭圆形穿孔21，能够防止装配式地基基础装置在地震力作用下导致的连接点松动问题。

一种装配式地基基础装置的使用方法，包括以下步骤：

将装配式地基基础装置放置于地面或放置于开挖的基坑内，并进行封土回填，将连接件裸露在地表之上，然后将待承载构筑物与连接件连接。最后在梯形基座本体侧壁上贯穿的孔道内走管布线。

本发明提供的装配式地基基础装置可主要用于钢结构建筑物，通过与十字板连接件30的卡接或进一步螺栓连接或焊接实现高强度稳固性连接。本发明所述装配式地基基础装置在工厂内安装完成后，到施工现场人工搬运，工具可通过PVC管13将装配式地基基础装置放置于平整地面，通过十字板连接件30与上部的构件物连接，施工方便快捷，且现场无任何湿作业，基础装置可重复循环利用，经济价值高。本发明设计的预埋梯形钢筋网笼和加固螺杆的梯形混凝土基座稳定性和承载强度高，通过贯穿的孔道既可进行高安全性搬运，又可用作走管布线空间，空间设计合理性高，实用性强。本发明由预制混凝土基础底座及钢结构连接件组成，基础构件可全部在工厂内生产，现场根据安装图可实现快速组装、快速拆卸，安装拆卸方便，可重复使用，大大节省人工及工程成本。

本发明提供的装配式地基基础装置构件采用混凝土与钢构材料相结合，根据上部构筑物的要求，采用C25以上的混凝土材料，钢板均采用热镀锌材料，对接焊缝要求全熔透焊缝一级。所有钢构件除锈后应进行防腐涂装，防腐底漆、中间漆或面漆喷涂防腐纳米涂料碳配套使用，具有较好的防腐性、耐候性、耐热性、耐久性。

综上所述，本发明提供的装配式地基基础装置，包括预制混凝土基座10，设置于所述混凝土基座10上方的用于防松动的基础底托板20、用于连接预制混凝土基座10与上部建筑物的十字板连接件30以及固定所述预制混凝土基座10与所述十字板连接件30的圆形垫片43、弹簧垫片42及防松动螺母41。混凝土基座10为梯形体，包括设置于混凝土基座10内的钢筋网笼15，预埋于预制混凝土基座10内的加固板14、防松动螺杆44、PVC管；内设于混凝土基座10内的钢筋网笼15为钢筋、角筋、箍筋组成的上部窄下部宽的等边梯形体网笼。如此设置，具有实用性强、应用范围广的优点，基础构件全部在工厂内生产，现场根据安装图可实现快速组装、快速拆卸，安装拆卸方便，可重复使用，大大节省人工及工程成本，而且结构设置安全性高、空间利用率高、组件布设合理。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种装配式地基基础装置，其特征在于，包括混凝土基座和设置于所述混凝土基座上方的连接件，用于与待承载构筑物连接；所述混凝土基座包括梯形基座本体和预埋于所述梯形基座本体内的钢筋网笼；所述梯形基座本体的侧壁包括至少一组贯穿的孔道；所述混凝土基座的顶部设有连接孔，用于与所述连接件之间通过螺杆连接；所述连接孔与所述钢筋网笼的顶部之间还设有加固板，所述加固板上设有与所述连接孔相对应的穿孔，用于提高连接强度；

预制所述混凝土基座是通过向拼口模具组件、金属套管组件、上端套口、上封盖、下端套口组成的具有梯形空腔的模具内浇注混凝土得到，具体如下：所述拼口模具组件包含第一梯形体拼口模具和第二梯形体拼口模具，两个拼口模具组装后通过锁扣连接，形成外部为方形体，内部为梯形体的结构，并在两个拼口模具上焊接把手；

所述金属套管组件包括第一长套管、第二短套管和第三短套管，所述第一长套管贯穿套设于穿孔中，且其长度大于穿孔长度；所述第二短套管和所述第三短套管套设于与其相交的另一穿孔中，并分设于所述第一长套管的两侧；所述第二短套管和所述第三短套管也分别向外伸出所述第一梯形体拼口模具和所述第二梯形体拼口模具的外壁，所述第二短套管和所述第三短套管与所述第一长套管相交的一端为月牙口套管；三根套管通过拼口模具组件四面的圆形穿孔拼接后形成十字相交；

所述第一长套管与所述第二短套管和所述第三短套管相接的部位设有第一长套管穿孔，所述第二短套管的端部设有与所述第一长套管穿孔相配合的套管穿杆，所述第三短套管的端部设有与所述套管穿杆相配合的第三短套管穿孔，所述套管穿杆穿过所述第一长套管穿孔，卡接于所述第三短套管穿孔中；所述第二短套管的内腔中固定有第二圆形板，将所述套管穿杆的一端焊接于所述第二圆形板上；第三短套管的内腔中固定有第三圆形板，所述第三短套管穿孔开设于所述第三圆形板的中间部位。

2.根据权利要求1所述的装配式地基基础装置，其特征在于，所述螺杆的一端在浇筑时预埋于所述连接孔中。

3.根据权利要求2所述的装配式地基基础装置，其特征在于，所述混凝土基座和所述连接件之间还设有基础底托板，所述基础底托板上设有与所述连接孔相对应的穿孔，用于将所述基础底托板与所述混凝土基座连接。

4.根据权利要求3所述的装配式地基基础装置，其特征在于，所述连接件为十字形连接件，且与所述基础底托板固定连接，用于与所述待承载构筑物形成卡接。

5.根据权利要求4所述的装配式地基基础装置，其特征在于，所述基础底托板上的穿孔分别设置于所述十字形连接件的四个拐角区域，且为方向不同的椭圆形穿孔。

6.根据权利要求1所述的装配式地基基础装置，其特征在于，所述孔道通过浇筑过程形成；所述孔道内贴合插入有PVC管。

7.根据权利要求1所述的装配式地基基础装置，其特征在于，所述钢筋网笼包括钢筋、角筋和箍筋，为上部窄下部宽的等边梯形体网笼；所述混凝土基座还包括与所述梯形基座本体下方连为一体的方形基座底部。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的装配式地基基础装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述装配式地基基础装置放置于地面或放置于开挖的基坑内，并进行封土回填，将所述连接件裸露在地表之上，然后将所述待承载构筑物与所述连接件连接。

9.根据权利要求8所述的装配式地基基础装置的使用方法，其特征在于，在所述梯形基座本体侧壁上贯穿的孔道内走管布线。