CN115949176A - 一种装配式高强块石遮弹层模块及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种装配式高强块石遮弹层模块，包括块石层和钢筋笼，所述的钢筋笼整体为六面均由钢筋编制而成的矩形笼体结构在其内部高度方向上布设有至少两层的块石层，每层块石层均与钢筋笼通过高强混凝土浇筑为一个整体，所述的块石层由纵向布设的第二浇筑层、横向布设的第三浇筑层和块石固为一体构成，第二浇筑层和第三浇筑层纵横交错连接，形成网格，每个网格中均填充有块石。本发明还提供了上述装配式高强块石遮弹层模块的制作方法。本发明的遮弹层模块通过模块化方式的设计，制造成本低廉，可以在工厂内流水加工，便于吊装运输，并快速完成装配；遮弹层模块的制作方法效率高、产品质量好。
Description
技术领域
本发明涉及建筑防护技术，具体是一种装配式高强块石遮弹层模块及其制作方法。
背景技术
花岗岩分布广泛，价格相对便宜，并且质地坚硬，其抗压强度可达120MPa以上，如果能够合理利用，将是较好的遮弹层材料。而且国内外的研究也表明，设计良好的块石砌体钢筋混凝土结构，尽管其整体强度比整块花岗岩和高强钢筋混凝土的低得多，但却具有很好的抗贯穿性能，这种能力甚至超过了整块花岗岩和高强钢筋混凝土。
现有技术中，花岗岩块石用于制作遮弹层时，通常与板状金属网格相结合，单层的板状金属网格防护效果不佳，多层的板状金属网格由于制作工艺繁琐，金属的质量占比大，成本一直居高不下，难以得到广泛应用。
发明内容
针对背景技术中提出的问题，本发明的目的是提供一种装配式高强块石遮弹层模块及其制作方法，其中，遮弹层模块通过模块化方式的设计，制造成本低廉，可以在工厂内流水加工，便于吊装运输，并快速完成装配，遮弹层模块的制作方法具有施工效率高、工程质量好、受季节影响小等特点。本发明提出的防护模块，通用性强，还助于实现防护构件之间的统一，进而推动防护工程进入工业化生产加工的模式。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种装配式高强块石遮弹层模块，包括块石层和钢筋笼，所述的钢筋笼整体为六面均由钢筋编制而成的矩形笼体结构，在其内部高度方向上布设有至少两层的块石层，每层块石层均与钢筋笼通过高强混凝土浇筑为一个整体，相邻的块石层之间通过第一浇筑层固连为一体，在第一浇筑层内布设有层间钢筋网；所述的块石层由纵向布设的第二浇筑层、横向布设的第三浇筑层和块石固为一体构成，第二浇筑层和第三浇筑层纵横交错连接，形成网格，每个网格中均填充有块石，在第二浇筑层内布设有第二间隔钢筋，在第三浇筑层内布设有第三间隔钢筋；所述的第二间隔钢筋、第三间隔钢筋均两端延伸至钢筋笼的侧壁并固连接所述钢筋笼，所述的层间钢筋网其四边也固连所述钢筋笼。
所述的块石为长方体形的花岗岩；在相邻的两层块石层中，上下相对的两个块石错缝排列。
所述的装配式高强块石遮弹层模块其上表面四周均布有上部开口的安装槽，所述安装槽的外侧壁均开设有横向的连接孔，所述连接孔的孔壁为金属管件，所述金属管件通过预埋筋连接钢筋笼。
所述的钢筋笼的四角设有立柱，在立柱上安装有可拆卸的吊环，用于装配式高强块石遮弹层模块的吊运。
本发明还提出了如上所述装配式高强块石遮弹层模块的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1、制作层间钢筋网以及钢筋笼的底壁、侧壁和顶壁，将钢筋笼底壁及侧壁组装并固连，放置在模台上；
步骤S2、摆放最下层块石层的块石、第二间隔钢筋、第三间隔钢筋；具体方法如下：在钢筋笼侧壁定位最下层块石层的每一个块石的位置，将纵向的第二间隔钢筋摆放到位，然后横向成行摆放块石，每一行块石摆放完毕，布设一行横向的第三间隔钢筋，直至块石均布于钢筋笼的底壁表面；
步骤S3、将网格状的第一层层间钢筋网置于最下层块石上，然后将第一层层间钢筋网的四边固定连接在钢筋笼侧壁上；
步骤S4、支模；按模块外形尺寸制作模板，将模板置于钢筋笼侧壁外部并支撑固定，缝隙处用泡沫发泡剂填充；
步骤S5、将配制的灌浆料从下层块石的一侧倒入，直至灌浆高度至略低于最下层块石的上表面，停止灌浆；
步骤S6、如装配式高强块石遮弹层模块中块石层的层数大于两层，则按照步骤2-5的方法，在第一层层间钢筋网上逐层布设块石层及层间钢筋网，直至最上层块石层的块石、第二间隔钢筋、第三间隔钢筋的摆放完成；如装配式高强块石遮弹层模块中块石层的层数等于两层，则直接按照步骤S2的方法在第一层层间钢筋网上摆放最上层块石层的块石、第二间隔钢筋、第三间隔钢筋；
步骤S7、将钢筋笼的顶壁放置在最上层块石层的块石上方，钢筋笼的顶壁与侧壁固定后，进行灌浆，灌浆高度至高于钢筋笼的顶壁，停止灌浆；
步骤S8、模块养护定型后拆模。
所述步骤S1中，制作钢筋笼时，在钢筋笼的顶壁上预先固定安装有安装槽模板以及吊装用的预埋件，在钢筋笼的侧壁预先固定安装有作为连接孔的金属管件。
本发明的优点如下：
（1）装配式高强块石遮弹层模块以花岗岩为主体材料，易于就地取材，且经试验研究得到，本发明中的遮弹层在相同工况下的弹体侵彻深度仅为C35混凝土的约36%、C100混凝土的约52%，效费比较高。
（2）装配式高强块石遮弹层模块中的花岗岩块石体积较小便于加工，设置的钢筋在块石周边形成约束，提高侧向约束，使块石在防护过程中很难发生错位、滑移等宏观破坏，而且提高了块石的强度和韧度。块石与混凝土组成的非连续、非均质材料，当裂缝开展至两者边界时，由于界面存在阻挡、吸收、散射效应，块石或胶凝材料很难开展到对方介质，阻裂性能好。
（3）装配式高强块石遮弹层模块根据防护工程的防护内容，遵循模块化设计的原则，可提高预制模块的通用性；结合预制模块的重量，在恰当的位置设置吊环或吊钉，吊装便捷；
（4）采用在工厂加工制作的方式，减少现场操作工序，保证工程质量；预制模块质量检验合格后，运输到施工现场完成快速装配，提高防护工程在施工、维护、修复等方面工作的效率。
附图说明
图1为本发明一实施例的主视图。
图2为本发明一实施例中最下层块石层的平面示意图。
图3为本发明另一实施例中最上层块石层的剖视图。
图4为本发明另一实施例的立体示意图。
图5多个装配式高强块石遮弹层模块的平面拼装示意图。
图中，1、块石层，2、钢筋笼，4、安装槽，6、连接孔，11、第一浇筑层，12、第二间隔钢筋，13、第三间隔钢筋，101、块石，102、第二浇筑层，103、第三浇筑层，111、层间钢筋网。
实施方式
下面将结合本说明书附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，需要注意的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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-图4所示，本发明提供一种装配式高强块石遮弹层模块，所述的模块整体为长方体结构，其由块石层1和钢筋笼2通过高强混凝土浇筑而成；
所述的钢筋笼2整体为六面均由钢筋编制而成的矩形笼体结构，在其内部高度方向上布设有至少两层块石层1，所述块石层1与钢筋笼2通过高强混凝土浇筑为一个整体；在本发明的一个实施例中，钢筋笼2的四角用角钢作为立柱，钢筋笼2底壁、侧壁、顶壁的钢筋均采用两端折弯的U型钢筋；
相邻的块石层1之间通过第一浇筑层11固连为一体，在第一浇筑层11内布设有层间钢筋网111；所述的块石层1由纵向布设的第二浇筑层102、横向布设的第三浇筑层103和块石101固为一体构成，第二浇筑层102和第三浇筑层103纵横交错连接，形成网格，每个网格中均填充有一个块石101，在第二浇筑层102内布设有第二间隔钢筋12，在第三浇筑层103内布设有第三间隔钢筋13；所述的第二间隔钢筋12、第三间隔钢筋13均两端延伸至钢筋笼2的侧壁并固连接所述钢筋笼2，所述的层间钢筋网111其四边也固连所述钢筋笼2。
所述的块石101为长方体形的花岗岩；在相邻的两层块石层1中，上下相对的两个块石101错缝排列。
所述的装配式高强块石遮弹层模块其上表面四周均布有上部开口的安装槽4，所述安装槽4的外侧壁均开设有横向的连接孔6，所述连接孔6的孔壁为金属管件，所述金属管件通过预埋筋连接钢筋笼2。具体的，连接孔6用于相邻两个装配式高强块石遮弹层模块的连接，在连接孔6中穿入螺栓，在安装槽4内进行螺栓连接施工。如图5所示，利用本发明提出的装配式高强块石遮弹层模块，可将多个模块连接为一体，组成大面积的工程防护层。
在本发明的一个实施例中，所述的钢筋笼2的四角用角钢作为立柱，在立柱上安装有可拆卸的吊环，用于装配式高强块石遮弹层模块的吊运。
本发明提出的装配式高强块石遮弹层模块的制作方法，以具有两层块石层的装配式高强块石遮弹层模块为例，具体包括以下步骤：
步骤S1、制作层间钢筋网以及钢筋笼的底壁、侧壁和顶壁，将钢筋笼底壁及侧壁组装并固连，放置在模台上；
步骤S2、摆放最下层块石层的块石；在钢筋笼侧壁定位最下层每一个块石的位置，将纵向的第二间隔钢筋摆放到位，然后横向成行摆放块石，每一行块石摆放完毕，布设一行横向的第三间隔钢筋，直至块石均布于钢筋笼的底壁表面；
步骤S3、将网格状的层间钢筋网置于最下层块石上，然后将层间钢筋网的四边固定连接在钢筋笼侧壁上；
步骤S4、支模；按模块外形尺寸制作模板，将模板置于钢筋笼侧壁外部并支撑固定，缝隙处用泡沫发泡剂填充；
步骤S5、配制灌浆料，将灌浆料从最下层块石的一侧倒入，直至灌浆高度至略低于最下层块石的上表面，停止灌浆；
步骤S6、在层间钢筋网上摆放最上层块石层的块石及第二间隔钢筋、第三间隔钢筋；
步骤S7、将钢筋笼的顶壁放置在最上层块石层的块石上方，钢筋笼的顶壁与侧壁固定后，进行灌浆，灌浆高度至高于钢筋笼的顶壁，停止灌浆；
步骤S8、模块养护定型后拆模。
所述步骤6中，在灌浆之间，还需在钢筋笼上安装安装槽模板以及吊装用的预埋件，并固定安装作为连接孔的金属管件。
本发明的装配式高强块石遮弹层模块制作方法，以双层块石砌筑的遮弹层为例，具体应用到工业化生产的具体工艺如下：
第一步：准备材料，将制作模块所需的材料、工具堆放在模块制作场地附近；
第二步：定位放线；在调平的模台上，按照设计尺寸将钢筋笼四角的角钢固定，焊接相邻角钢之间的钢筋；
第三步：定位钢筋笼侧壁和底壁的U型钢筋；定位之后摆放横向和纵向的U型钢筋，进行焊接；
第四步：在模台上铺设塑料薄膜；用龙门吊将焊接好的钢筋笼放在塑料薄膜上；
第五步：摆放最下层块石层的块石、第二间隔钢筋、第三间隔钢筋；具体方法如下：在钢筋笼侧壁定位最下层块石层的每一个块石的位置，将纵向的第二间隔钢筋摆放到位，然后横向成行摆放块石，每一行块石摆放完毕，布设一行横向的第三间隔钢筋，直至块石均布于钢筋笼的底壁表面；在钢筋笼上定位下层块石的位置，先将一个方向块石之间的钢筋摆放到位，在块石摆放的过程中，将另一个方向的块石之间钢筋摆放到位；具体的，块石采用龙门吊配合吊具放入钢筋笼，块石的位置用钢钎调整到位；
第六步：摆放第一层层间钢筋网；用龙门吊将焊接好的层间钢筋网，放置到最下层块石的上方，层间钢筋网四边用U型筋或带钩钢筋，挂在钢筋笼的立筋上，U型筋或带钩钢筋末端与层间钢筋进行绑扎，使层间钢筋与钢筋笼形成整体；
第七步：模块支模；按模块尺寸制作模板，按安装部位进行编号，刷脱模剂，并分类堆放；按照设计方案，放好轴线和模板边线，定好水平控制标高，用焊接好的槽钢支撑模板，周边用泡沫发泡剂处理缝隙；
第八步：灌浆料搅拌；搅拌水和干料的用量比为0.12:1（重量比），即2袋（25kg/袋）灌浆料加入6kg的水；将搅拌锅放置在钢筋笼附近，首先在搅拌设备中加入部分水，在倒入2袋灌浆料，最后添加剩余的水量，搅拌3分钟；
第九步：最下层灌浆；待搅拌3分钟并出现均匀一致的浆体，将搅拌锅里的灌浆料从最下层块石的一侧倒入，灌浆过程中用震动棒将浆料中的空气震出；灌浆料距离最下层块石上表面3公分左右，停止灌浆；
第十步：最上层块石层的块石及钢筋笼顶壁放置；同最下层块石摆放一样，先将一个方向的块石之间的钢筋摆放到位，在块石摆放的过程中，将另一个方向的块石之间钢筋摆放到位；用龙门吊将焊接好的钢筋笼顶壁，放置到上层块石的上方；
第十一步：最上层灌浆；与最下层灌浆一样，边灌浆边震动，浆料要盖住钢筋笼顶壁上的钢筋，停止灌浆。
第十二步：模块养护；工程防护模块浇筑结束后，在预制模块上覆盖塑料薄膜，进行蒸汽养护，达到构件强度的75%后方可进行拆模，强度达到100%时方可起吊。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (6)
1.一种装配式高强块石遮弹层模块，包括块石层（1）和钢筋笼（2），其特征是：所述的钢筋笼（2）整体为六面均由钢筋编制而成的矩形笼体结构，在其内部高度方向上布设有至少两层的块石层（1），每层块石层（1）均与钢筋笼（2）通过高强混凝土浇筑为一个整体，相邻的块石层（1）之间通过第一浇筑层（11）固连为一体，在第一浇筑层（11）内布设有层间钢筋网（111）；所述的块石层（1）由纵向布设的第二浇筑层（102）、横向布设的第三浇筑层（103）和块石（101）固为一体构成，第二浇筑层（102）和第三浇筑层（103）纵横交错连接，形成网格，每个网格中均填充有块石（101），在第二浇筑层（102）内布设有第二间隔钢筋（12），在第三浇筑层（103）内布设有第三间隔钢筋（13）；所述的第二间隔钢筋（12）、第三间隔钢筋（13）均两端延伸至钢筋笼（2）的侧壁并固连接所述钢筋笼（2），所述的层间钢筋网（111）其四边也固连所述钢筋笼（2）。
2.根据权利要求1所述的一种装配式高强块石遮弹层模块，其特征是：所述的块石（101）为长方体形的花岗岩；在相邻的两层块石层（1）中，上下相对的两个块石（101）错缝排列。
3.根据权利要求1所述的一种装配式高强块石遮弹层模块，其特征是：所述的装配式高强块石遮弹层模块其上表面四周均布有上部开口的安装槽（4），所述安装槽（4）的外侧壁均开设有横向的连接孔（6），所述连接孔（6）的孔壁为金属管件，所述金属管件通过预埋筋连接钢筋笼（2）。
4.根据权利要求1所述的一种装配式高强块石遮弹层模块，其特征是：所述的钢筋笼（2）的四角设有立柱，在立柱上安装有可拆卸的吊环，用于装配式高强块石遮弹层模块的吊运。
5.一种如权利要求1-4所述装配式高强块石遮弹层模块的制作方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤S1、制作层间钢筋网以及钢筋笼的底壁、侧壁和顶壁，将钢筋笼底壁及侧壁组装并固连，放置在模台上；
步骤S2、摆放最下层块石层的块石、第二间隔钢筋、第三间隔钢筋；具体方法如下：在钢筋笼侧壁定位最下层块石层的每一个块石的位置，将纵向的第二间隔钢筋摆放到位，然后横向成行摆放块石，每一行块石摆放完毕，布设一行横向的第三间隔钢筋，直至块石均布于钢筋笼的底壁表面；
步骤S3、将网格状的第一层层间钢筋网置于最下层块石上，然后将第一层层间钢筋网的四边固定连接在钢筋笼侧壁上；
步骤S4、支模；按模块外形尺寸制作模板，将模板置于钢筋笼侧壁外部并支撑固定，缝隙处用泡沫发泡剂填充；
步骤S5、将配制的灌浆料从下层块石的一侧倒入，直至灌浆高度至略低于最下层块石的上表面，停止灌浆；
步骤S6、如装配式高强块石遮弹层模块中块石层的层数大于两层，则按照步骤2-5的方法，在第一层层间钢筋网上逐层布设块石层及层间钢筋网，直至最上层块石层的块石、第二间隔钢筋、第三间隔钢筋的摆放完成；如装配式高强块石遮弹层模块中块石层的层数等于两层，则直接按照步骤S2的方法在第一层层间钢筋网上摆放最上层块石层的块石、第二间隔钢筋、第三间隔钢筋；
步骤S7、将钢筋笼的顶壁放置在最上层块石层的块石上方，钢筋笼的顶壁与侧壁固定后，进行灌浆，灌浆高度至高于钢筋笼的顶壁，停止灌浆；
步骤S8、模块养护定型后拆模。
6.根据权利要求5所述的装配式高强块石遮弹层模块的制作方法，其特征是：所述步骤S1中，制作钢筋笼时，在钢筋笼的顶壁上预先固定安装有安装槽模板以及吊装用的预埋件，在钢筋笼的侧壁预先固定安装有作为连接孔的金属管件。
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2023
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