CN213836719U - 一种拼接预制根键式掏挖类基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种拼接预制根键式掏挖类基础，包括混凝土组合件、预应力钢筋和预制根键；所述混凝土组合件为圆盘结构，其中部为空心结构；所述混凝土组合件沿高度方向设置有贯穿的若干预留预应力孔，沿径向设置有多个根键预留孔；多个所述混凝土组合件依次叠放在基坑内，所述预应力钢筋穿过多个混凝土组合件上对应的预留预应力孔使混凝土组合件装配组成基础主体；所述预制根键穿过所述根键预留孔插入基坑侧壁内。本实用新型可显著节约施工周期，充分发挥基础与土体的协同作用，提高基础的抗水平荷载和抗倾覆能力，降低施工安全风险和工程造价，减少施工弃土和环境破坏，提高混凝土质量和基础耐久性，有益于环境保护。

Description

一种拼接预制根键式掏挖类基础

技术领域

本实用新型涉及输电线路铁塔基础技术领域，尤其涉及一种拼接预制根键式掏挖类基础。

背景技术

输电线路越来越多的穿越高山峻岭等山区地段，同时面临着盐渍土、冻土等复杂的服役环境和建筑材料匮乏的困难。预制装配式基础以快速施工、质量容易控制、耐久性良好、建筑材料集中运输的优势在工程实践中应用逐渐增多，而掏挖基础因利用原状土特性承载力高、土方作业少，避免了开挖板式基础、群桩基础等基础类型对地形和环境造成的较大面积破坏，因此广泛应用于山区输电线路和对环保要求较高的塔位中。将装配式基础和掏挖类基础结合在一起形成装配式掏挖类基础可以兼具二者的优点，具备适用范围广、施工周期短、耐久性良好、承载力高、质量易控制、地形破坏少、有利于环保的特点。

另一方面，随着电网规模的扩大，电网的安全运行日益受到极端恶劣天气和突发灾害的威胁，容易导致电网受损破坏。在基础抢修中，采用装配式掏挖类基础可以节省较大体积的混凝土浇筑和养护时间，加快输电线路杆塔基础抢修速度，尤其是复杂山区地形下的抢修速度。

但是，目前装配式掏挖类基础研究和应用较少，装配式基础主要为板柱式基础或者台阶式基础，而已有的原状土装配基础类型主要为钢管桩或混凝土管桩，但由于现场条件限制，输电线路中采用的沉管工艺会导致管桩与地基土之间锚固力不易控制，抗拔承载力可靠性不佳，实际应用较少。而抢修基础的主要型式为型钢混凝土掏挖类基础，除将型钢桁架代替钢筋外，仍需现场大量浇筑混凝土，混凝土养护龄期对抢修工期的限制并未得到显著的变化，同时在应用中存在以下问题：1)大体积的混凝土浇筑和养护会制约抢修或建设工期。2) 建筑材料匮乏地区，水泥、砂石和水运输存在问题。3)中、强腐蚀的塔位需要采用进行防腐设计，采用高标号的混凝土必须使用强制式搅拌机拌制，采用防腐涂料等外防护需要多道工序作业，会使得抢修施工困难程度和施工周期大大增加。4)当冬季抢修时，混凝土需要采用冬季施工措施，如遇雨雪天气，作业难度和工作量会大幅提升。

为解决上述问题，提高装配式掏挖类基础和抢修掏挖类基础的承载性能、施工快速便捷和多类环境下的适用性，需要一种拼接预制根键式掏挖类基础。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种拼接预制根键式掏挖类基础，其具有施工快捷、基础可靠性高、适用性强、环境友好等优势。

为达到上述目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：

一种拼接预制根键式掏挖类基础，包括混凝土组合件、预应力钢筋和预制根键；所述混凝土组合件为圆盘结构，其中部为空心结构；所述混凝土组合件沿高度方向设置有贯穿的若干预留预应力孔，沿径向设置有多个根键预留孔；

多个所述混凝土组合件依次叠放在基坑内，所述预应力钢筋穿过多个混凝土组合件上对应的预留预应力孔使混凝土组合件装配组成基础主体；

所述预制根键穿过所述根键预留孔插入基坑侧壁内。

作为本实用新型的进一步改进，顶部的混凝土组合件预埋地脚螺栓。

作为本实用新型的进一步改进，所述混凝土组合件采用轻骨料混凝土、纤维混凝土或自密实混凝土预制成型，混凝土组合件表面涂刷防腐涂料。

作为本实用新型的进一步改进，所述混凝土组合件高度不应小于其平均直径；所述混凝土组合件强度不低于C30。

作为本实用新型的进一步改进，所述预制根键采用预制混凝土根键、预制型钢混凝土根键或金属根键；所述预制根键一端为尖部，另一端设置有预埋钢板，预埋钢板中心留有连接用孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述预制混凝土根键满足主筋强度不低于HRB400，混凝土强度等级不低于C30。

作为本实用新型的进一步改进，所述预制根键环向对称垂直分布或采用上下层交错布置于混凝土组合件上；所述混凝土组合件内侧应设置根键顶入设备滑道。

作为本实用新型的进一步改进，所述预制根键在一所述混凝土组合件内环向均匀分布，且每个混凝土组合件内预制根键数量不少于四个。

作为本实用新型的进一步改进，所述混凝土组合件与基坑之间间隙填充水泥砂浆或细石混凝土。

作为本实用新型的进一步改进，所述空心结构填充掏挖基坑施工余土。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的拼接预制根键式掏挖类基础，包括混凝土组合件、预制根键和预应力钢筋；主要由预制根键与土体协同作用承担荷载，增大传统掏挖类基础的土体作用范围，并缩短了施工周期，提高了竖向承载力及稳定性；施工余土可填入基础中空部分，减少了施工弃土和对生态的破坏。本实用新型提供的拼接预制根键式掏挖类基础可显著节约施工周期，充分发挥基础与土体的协同作用，提高基础的抗水平荷载和抗倾覆能力，降低施工安全风险和工程造价，减少施工弃土和环境破坏，提高混凝土质量和基础耐久性，有益于环境保护。由于取消了在现场绑扎和下放钢筋笼，浇筑和养护基础混凝土的工序，缩短了施工周期。拼接预制根键式掏挖类基础，主要由预制根键与地基土承担荷载，在抢修或建设周期紧张的情况下，设计时经过验算，可以不填充砂浆和细石混凝土，由于没有砂浆及混凝土现场浇筑的工序，完成“基坑开挖、安放基础、基坑回填”后，基础可以立即承载，工程建设或抢修任务紧急时，可实现当天开始施工，当天基础可投入使用，显著节省了施工周期。建设周期不紧张时，可以等砂浆或细石混凝土强度形成后，发挥基础与地基的侧摩阻力，与预制根键共同作用，进一步加强可靠性。

进一步，多层预制根键的布置，可以从上至下灵活布置多层预制根键，比传统的扩底掏挖类基础仅在基础底部设置扩大头，能在更大范围内调动地基土承载，因此承载力更高，可以缩减基础尺寸和埋深，节省造价。

进一步，多节分段式的拼装构件，单个构件体积和重量较小，在交通和现场条件不良的地段，可以避免采用大型运输车辆和施工机具，降低施工难度和造价。

进一步，传统掏挖类基础扩底施工难度大、造价高，是施工安全风险和造价增大的主要来源，同时扩底段的混凝土浇筑质量难以控制，预制空心掏挖基础采用等直径基坑，取消基础立柱段的扩底，减少了施工难度、安全风险与工程造价。

进一步，掏挖基础的施工余土可置于基础中空内，减少现场余土处理量，有益于环境保护，节省土方外运和处理费用；

进一步，混凝土组合件由工厂预制，可采用轻骨料混凝土、纤维混凝土、自密实混凝土等新材料新技术，同时避免了现场施工条件恶劣而导致的混凝土质量问题，并且可以在盐渍土、冻土等地质应用中采用耐久性高的混凝土制作或在混凝土制品表面涂刷防腐涂料，有益于满足耐久性要求和便于新材料新技术推广。

附图说明

图1为本实用新型提供的预制空心掏挖基础结构示意图；

图2为预制空心掏挖基础结构示意图；

图3为本实用新型提供的预制根键示意图；

图4为预制混凝土预制根键侧面图，

其中：1-混凝土组合件、2-预制根键、3-预应力钢筋、4-预埋地脚螺栓、5- 预埋钢板、6-预留预应力孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型用于输电线路的预制空心掏挖基础，包括混凝土组合件1、预制根键2、预应力钢筋3。混凝土组合件1之间通过预应力钢筋3 进行组合连接，预制根键2从混凝土组合件1内部外伸一定长度。

顶部组合件需预埋地脚螺栓4；基础外侧垂直连接有若干预制根键，预制根键由各组合件外伸一定长度；各组合件重心应在同一铅垂线，且预留孔应上下贯通。

混凝土组合件1预留有预制根键顶推孔，且预留孔沿环向均匀分布，其尺寸略大于预制根键尺寸；预制根键预留孔两侧应留有螺栓连接用孔。

如图2所示，混凝土组合件1采用内空型式，中间空心部分采用圆柱型式；混凝土组合件1下侧设置预制根键2，需提前预留预制根键顶推孔；预制根键预留孔两侧需留有螺栓连接孔；

所述混凝土组合件1均预留有预制根键顶推孔，其尺寸略大于预制根键尺寸。组合件混凝土可采用轻骨料混凝土、纤维混凝土、自密实混凝土等新材料。

如图3和图4所示，预制根键2可采用预制混凝土预制根键、预制型钢混凝土预制根键或金属预制根键，此处仅对预制混凝土预制根键进行说明。预制混凝土预制根键按所给尺寸制作，支好模板后安放钢筋，再浇筑混凝土，养护至设计要求强度；主筋强度不低于HRB400，凝土强度等级不低于C30。预制根键2底部两侧均伸出一部分，为预埋钢板5，预埋钢板5中心留有连接用孔。

预制根键2可采用预制混凝土预制根键、预制型钢混凝土预制根键或金属预制根键。预制根键2环向对称垂直分布或采用上下层交错布置于组合基础外侧。

所述基础组装完成后，对基础与周侧土空隙采用早强速凝的砂浆或细石混凝土填充；如现场条件或工期受限，预制根键的抗力经过计算满足基础承载力要求，也可不进行砂浆或细石混凝土填充。

所述混凝土组合件1预制根键预留孔两侧应留有螺栓连接用孔。所述混凝土组合件1需设置纵向受力筋、环向受力筋与水平向受力筋。所述混凝土组合件1中的直径不应小于0.8m；高度不应小于其平均直径。

所述混凝土组合件1应预留预制根键顶推孔，且预留孔沿环向均匀分布。组合件混凝土可采用轻骨料混凝土、纤维混凝土、自密实混凝土等新材料或在混凝土制品表面涂刷防腐涂料。

所述预制根键2为具有尖端的预制钢筋混凝土构件、型钢混凝土构件或金属构件。预制根键底面均需预埋钢板5，钢板应对称布置在预制根键两侧；钢板中心留有连接孔。

可选的，所述预制根键2是由钢筋骨架浇筑混凝土形成预制钢筋混凝土构件，所述钢筋骨架是由纵向主筋及箍筋形成的钢网结构；预制根键2所用混凝土强度等级不低于C30，钢筋骨架强度不低于HRB400。

可选的，所述预制根键2是由型钢与钢筋焊接并浇注混凝土形成的型钢混凝土构件，混凝土强度等级不低于C30。

可选的，所述预制根键2是由条形型钢焊接形成的十字型金属构件或钢板制作的空心圆形构件。

进一步，所述预制根键在组合件内环向均匀分布，且每组合件内预制根键数量不少于四个。

可选的，所述砂浆可采用早强速凝的砂浆，强度不应低于M10；或采用早强速凝的细石混凝土，强度不低于C30。

预制空心掏挖基础施工过程如下：

1、方案一：在基础外侧面和地基之间不进行砂浆和细石混凝土：

如图1所示，预制混凝土组合件1和预制根键；根据施工图纸进行测量定位，采用人工或机械对原状土掏挖基坑至预定深度；进行终孔检查，清理孔洞；进行底部组合件的定位并安置；进行预应力钢筋的穿孔，确保另一端安装可靠；按照需求分段组装各组合件，并依次穿过预应力钢筋直至顶端组合件安装完成；施加预应力；提前完成预制根键的预制，分层进行预制根键2的顶入工作；连接预制根键与圆台组合件；施工余土埋入基础中空部分。

2、方案二：在基础外侧面和地基之间进行砂浆和细石混凝土：

如图1所示，预制混凝土组合件1和预制根键；根据施工图纸进行测量定位，采用人工或机械对原状土掏挖基坑至预定深度；进行终孔检查，清理孔洞；进行底部组合件的定位并安置；进行预应力钢筋的穿孔，确保另一端安装可靠；按照需求分段组装各组合件，并依次穿过预应力钢筋直至顶端组合件安装完成；施加预应力；提前完成预制根键的预制，分层进行预制根键2的顶入工作；连接预制根键与圆台组合件；对基础周边、预应力钢筋空隙灌注砂浆或细石混凝土，使其紧密结合；施工余土埋入基础中空部分；养护砂浆或细石混凝土至设计强度。

预制根键2的顶推方法：

组合基础内侧应设置预制根键顶入设备滑道；预制根键应在现场或室内提前预制完成，确保施工时使用；

常用预制根键2顶进设备有：千斤顶，适用于桩径大于0.8m，且不大于2.0m 的基础进行预制根键2顶进，顶进过程应利用双数对称布置的预制根键2，前后同时顶推，节约施工时间；带定位支架的预制根键顶推设备，由反力架、千斤顶、锥压件三大部分组成，适合于直径在2.0m～3.0m范围桩径的基础的预制根键2顶进。

预制根键2定位及顶推方法如下：

(1)预制根键2顶进前做好各项准备工作，如若两根对向预制根键2长度加千斤顶长度大于桩径，则需在预制根键2位置向外开孔、预留长度空间或利用预制混凝土组合件1内壁作为反力支撑进行单个预制根键顶进；

(2)用吊车或人力将预制根键2吊至桩孔中，调整千斤顶、预制根键2与预制根键2预留孔之间的线形，使三者处于同一轴线上；

(3)开启千斤顶顶进预制根键2。预制根键2顶进施工过程中须注意观察、千斤顶、预制根键2、预留孔三者轴线变化情况，三者轴线偏差超过一定程度后立即停止顶进，调整好线形继续施工。

预制根键2顶推保证措施：

(1)顶推装置采用固定支架进行定位，确保预制根键2定位准确；

(2)预制根键2顶推时注意监测油压数据，当油压出现异常时立即停止顶推施工；

(3)当油表压力读数稳定，且油量不再下降时，表示预制根键2顶进到位。

基础组合完成后，选择在基础外侧面和地基之间进行砂浆和细石混凝土的方案，宜通过注浆导管从底部开始注入水泥浆，填充基础周侧空隙，加固基础主体结构侧壁及基底土体。

本实用新型拼接预制根键式掏挖类基础，可显著节约施工周期，充分发挥基础与土体的协同作用，提高基础的抗水平荷载和抗倾覆能力，降低施工安全风险和工程造价，减少施工弃土和环境破坏，提高混凝土质量和基础耐久性，有益于环境保护。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方案进行修改或者等同替换，而这些并未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：包括混凝土组合件(1)、预应力钢筋(3)和预制根键(2)；所述混凝土组合件(1)为圆盘结构，其中部为空心结构；所述混凝土组合件(1)沿高度方向设置有贯穿的若干预留预应力孔(6)，沿径向设置有多个根键预留孔；

多个所述混凝土组合件(1)依次叠放在基坑内，所述预应力钢筋(3)穿过多个混凝土组合件(1)上对应的预留预应力孔(6)使混凝土组合件(1)装配组成基础主体；

所述预制根键(2)穿过所述根键预留孔插入基坑侧壁内。

2.根据权利要求1所述的一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：顶部的混凝土组合件(1)预埋地脚螺栓(4)。

3.根据权利要求1所述的一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：所述混凝土组合件(1)采用轻骨料混凝土、纤维混凝土或自密实混凝土预制成型，混凝土组合件(1)表面涂刷防腐涂料。

4.根据权利要求1所述的一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：所述混凝土组合件(1)高度不应小于其平均直径；所述混凝土组合件(1)强度不低于C30。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：所述预制根键(2)采用预制混凝土根键、预制型钢混凝土根键或金属根键；所述预制根键(2)一端为尖部，另一端设置有预埋钢板(5)，预埋钢板(5)中心留有连接用孔。

6.根据权利要求5所述的一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：所述预制混凝土根键满足主筋强度不低于HRB400，混凝土强度等级不低于C30。

7.根据权利要求5所述的一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：所述预制根键(2)环向对称垂直分布或采用上下层交错布置于混凝土组合件(1)上；所述混凝土组合件(1)内侧应设置根键顶入设备滑道。

8.根据权利要求5所述的一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：所述预制根键(2)在一所述混凝土组合件(1)内环向均匀分布，且每个混凝土组合件(1)内预制根键数量不少于四个。

9.根据权利要求1-4任一项所述的一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：所述混凝土组合件(1)与基坑之间间隙填充水泥砂浆或细石混凝土。

10.根据权利要求1-4任一项所述的一种拼接预制根键式掏挖类基础，其特征在于：所述空心结构填充掏挖基坑施工余土。

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