CN219973264U - 一种预应力混凝土装配式基础结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预应力混凝土装配式基础结构,包括预制钢筋混凝土基础结构构件、端面连接件以及锚固筋；多节预制钢筋混凝土基础结构构件拼接形成基础结构框架；基础结构框架中端面对接处通过端面连接件连接；转角或交叉节点连接处通过锚固筋绑扎搭接并浇筑混凝土连接。本实用新型公开的预应力混凝土装配式基础结构由于采用预应力技术和离心工艺进行预制生产获得的预制钢筋混凝土基础结构构件，并通过端面连接件以及锚固筋进行连接，大大提高了基础结构的抗裂能力和抗弯承载能力，同时减轻了预制构件重量，从而具有良好的刚度，有利于上部结构传力。

Description

一种预应力混凝土装配式基础结构

技术领域

本实用新型涉及建筑工程基础设计与施工技术领域，尤其是一种预应力混凝土装配式基础结构。

背景技术

随着国家房地产市场的规模化发展，装配式建筑、绿色节能建筑已经走向了人们的生活，标准化、工业化和产业化的工程建设模式已经成为了市场新的导向。目前，装配式建筑的基础部分仍采用传统的现浇工艺，不能实现建筑基础的整体装配，装配化施工的比率较低。建筑基础作为承受建筑物上部结构荷载的受力构件，其作用是将上部结构传下来的荷载连同自重一起传给地基。条形基础是一种长度远远大于其宽度的基础形式，其对于低层建筑如农村住宅、自建房等建筑物具有良好的适用性。

现有技术中关于基础结构的传统做法通常是采用现场支模浇筑的施工方法，该现浇工艺需进行现场测量放线、基槽开挖、现场支模、绑扎钢筋、混凝土的浇筑与养护成型，最后进行土的回填。整个施工过程工序繁杂、作业量大、周期长、效率较低且易受天气影响。现阶段，对于预制梁、板、柱等混凝土预制构件的研究日益增加，但对于装配式基础结构的相关工程应用与研究较少，装配式基础结构的施工存在装配技术难度较大、构件与构件无法形成可靠的连接等问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题而提出了一种预应力混凝土装配式基础结构。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种预应力混凝土装配式基础结构，包括预制钢筋混凝土基础结构构件、端面连接件以及锚固筋；

多节所述预制钢筋混凝土基础结构构件拼接形成基础结构框架；

所述基础结构框架中相邻两根所述预制钢筋混凝土基础结构构件的端面对接处通过所述端面连接件连接；

所述基础结构框架中相邻两根或多根所述预制钢筋混凝土基础结构构件的转角或交叉节点连接处的各端面固定有所述锚固筋，且转角或交叉节点连接处通过锚固筋绑扎搭接并浇筑混凝土连接。

进一步地，所述预制钢筋混凝土基础结构构件的两端设有连接套筒；所述连接套筒一端与所述预制钢筋混凝土基础结构构件的主筋连接，另一端设有与所述端面连接件或锚固筋连接的内螺纹。

进一步地，所述端面连接件为法兰盘或机械接头。

进一步地，所述法兰盘包括两个相对设置的法兰端板和设置在两个所述法兰端板之间用于连接所述法兰端板的法兰连接肋板，所述法兰端板通过螺栓与对应侧的所述预制钢筋混凝土基础结构构件端面上的连接套筒螺纹连接。

进一步地，所述预制钢筋混凝土基础结构构件的主筋包括交替设置的预应力主筋和非预应力主筋，所述预应力主筋为预应力钢筋、钢棒、钢丝或钢绞线。

进一步地，所述预制钢筋混凝土基础结构构件的截面形状为方形、矩形、多边形、凸形、凹形、工字形或T形。

进一步地，所述预制钢筋混凝土基础结构构件为实心构件或空心构件。

进一步地，所述锚固筋包括锚固筋连接部和锚固筋弯折部；

所述锚固筋连接部和锚固筋弯折部成一定角度设置，使得转角或交叉节点连接处的多根锚固筋的锚固筋弯折部相互穿插形成浇筑笼。

与现有技术比较，本实用新型公开的预应力混凝土装配式基础结构具有以下有益效果：本实用新型公开的预应力混凝土装配式基础结构由于采用由预应力技术和离心工艺进行预制生产获得的预制钢筋混凝土基础结构构件，并通过端面连接件以及锚固筋进行连接，大大提高了基础结构的抗裂能力和抗弯承载能力，非预应力钢筋的设置，可有效提高截面的延性，保证截面的安全，增加了基础结构整体的安全储备。同时减轻了预制构件重量，基础结构框架实现了装配化施工与现浇施工相组合，可保证基础结构构件连成整体，从而具有良好的刚度，有利于上部结构传力。节点锚固筋的设置方式较为灵活，无需裸露在外，工地现场装配，施工效率较高，钢筋不易发生锈蚀。

附图说明

图1为本实用新型公开的预应力混凝土装配式基础结构的示意图；

图2为本发明公开的预应力混凝土装配式基础结构中预制钢筋混凝土基础结构构件的结构图；

图3为本发明公开的预应力混凝土装配式基础结构的端面拼接处的连接示意图；

图4为本发明公开的预应力混凝土装配式基础结构中法兰盘的结构图；

图5为本发明公开的预应力混凝土装配式基础结构的转角或交叉节点连接处的连接示意图，图中为两个结构构件的转角处连接示意图；

图6为本发明公开的预应力混凝土装配式基础结构的转角或交叉节点连接处的连接示意图，图中为三个结构构件的交叉节点处连接示意图；

图7为本发明公开的预应力混凝土装配式基础结构的转角或交叉节点连接处的连接示意图，图中为四个结构构件的交叉节点处连接示意图；

图8为本发明公开的预应力混凝土装配式基础结构中连接套筒的结构图；

图9为本发明公开的预应力混凝土装配式基础结构的转角或交叉节点连接处的连接示意图，图中为三个结构构件的交叉节点处与上部柱子连接的结构示意图；

图10为本发明公开的预应力混凝土装配式基础结构的转角或交叉节点连接处的与桩基础连接的连接示意图；

图中：1、预制钢筋混凝土基础结构构件；10、主筋；2、端面连接件；20、法兰盘；200、法兰端板；201、法兰连接肋板；3、锚固筋；30、锚固筋连接部；31、锚固筋弯折部；4、连接套筒；5、桩基础。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型公开的预应力混凝土装配式基础结构，包括预制钢筋混凝土基础结构构件1、端面连接件2以及锚固筋3；

如图2所示，预制钢筋混凝土基础结构构件1由钢筋笼和混凝土浇筑而成，钢筋笼包括多根纵向设置的主筋和环绕在主筋外侧的若干圈螺旋筋，并通过先张法工艺对主筋施加预应力和离心工艺密实成型工艺将纵向主筋、螺旋筋和混凝土一同在钢模内浇筑、预应力张拉和离心成型作为受力主体；

多节所述预制钢筋混凝土基础结构构件1拼接形成基础结构框架；

如图1和图3所示，所述基础结构框架中相邻两根所述预制钢筋混凝土基础结构构件1的端面对接处通过所述端面连接件2连接，端面对接处指的是两节预制钢筋混凝土基础结构构件相对设置后两个端面之间通过端面连接件快速连接；

如图1、图5、图6和图7所示，所述基础结构框架中相邻两根或多根所述预制钢筋混凝土基础结构构件1的转角或交叉节点连接处的各端面固定有所述锚固筋3，且转角或交叉节点连接处通过锚固筋绑扎搭接并浇筑混凝土连接，转角或交叉节点连接处指的是两节预制钢筋混凝土基础结构构件垂直设置后端面之间连接或者三节或多节预制钢筋混凝土基础结构构件的端面成一定角度设置后端面之间进行连接，图1中转角或交叉节点连接处包括如图5所示的两节预制钢筋混凝土基础结构构件位于同一平面且垂直设置时两个端面之间的连接处(位于基础结构框架两边交叉连接点)、如图6和图9所示的三节预制钢筋混凝土基础结构构件位于同一平面且垂直设置时三个端面之间的连接处(位于基础结构框架一边中间的交叉连接点)以及如图7所示的四节预制钢筋混凝土基础结构构件位于同一平面且垂直设置时四个端面之间的连接处(位于基础结构框架中心十字交叉连接点)，具体地，预制钢筋混凝土基础结构构件之间的转角和交叉连接位置处，可通过构件与构件之间的锚固筋进行搭接锚固，再支模现浇整平的方式进行连接，具体的方法是：根据标准规范要求提前定长加工好锚固筋，锚固筋一端镦粗热滚丝形成螺牙，再将锚固筋拧入构件端面的连接套筒，对锚筋进行绑扎搭接。转角和交叉点位置也可将柱子的纵向主筋锚入构件与构件之间的现浇节点处进行绑扎搭接，再浇筑混凝土形成整体。

本实用新型公开的预应力混凝土装配式基础结构形成的基础结构框架可作为建筑物地基的条形基础或基础梁使用，其上设有墙体和柱等结构，本实用新型公开的预应力混凝土装配式基础结构由于采用由预应力技术和离心工艺进行预制生产获得的预制钢筋混凝土基础结构构件，并通过端面连接件以及锚固筋进行连接，大大提高了基础结构的抗裂能力和抗弯承载能力。同时减轻了预制构件重量，基础结构框架实现了装配化施工与现浇施工相组合，可保证基础结构构件连成整体，从而具有良好的刚度，有利于上部结构传力。

进一步地，相对于现有的条形基础的现浇工艺施工方法的整个施工过程工序繁杂、作业量大、周期长、效率较低且易受天气影响等不足。本实用新型将预应力技术和离心成型工艺用于生产预制预应力混凝土装配式基础结构构件，利用构件可预制化、流水化生产的优势，将构件用于基础工程领域。同时，预应力技术的使用大大提高了构件的抗裂度和承载力，装配化的施工安装提高了建筑的装配率，符合国家大力发展装配式建筑的发展战略。构件间可通过端面连接件连接后支模现浇混凝土填平的组合施工方法进行连接，可有效缩短施工周期。此外，装配化施工可结合机械施工与人工辅助的方式，有效减少作业量，缩减了工人的用工数量，整个施工现场文明、环保整洁，利于管理和监督。

进一步地，所述预制钢筋混凝土基础结构构件1的两端设有连接套筒4；如图8所示，所述连接套筒4一端与所述预制钢筋混凝土基础结构构件1的主筋10连接，另一端设有与所述端面连接件2或锚固筋3连接的内螺纹。通过设置连接套筒，使得在需要对预应力主筋进行张拉时，可以方便的将预应力主筋与张拉装置进行连接，并在预制钢筋混凝土基础结构构件成型后，在基础结构框架的拼接过程中，连接套筒可以方便的与端面连接件连接或与锚固筋连接。

所述端面连接件2为法兰盘20或机械接头。在本实施例中，如图3和图4所示，端面连接件采用的为法兰盘结构，所述法兰盘20包括两个相对设置的法兰端板200和设置在两个所述法兰端板200之间用于连接所述法兰端板200的法兰连接肋板201，两个法兰端板之间设有操作空间，法兰端板上设有多个与预制钢筋混凝土基础结构构件端面上的连接套筒对应的通孔，在两个法兰端板之间的操作空间内可以向通孔内插入螺栓，使得所述法兰端板200通过螺栓与对应侧的所述预制钢筋混凝土基础结构构件1端面上的预应力连接套筒4螺纹连接，从而实现两个预制钢筋混凝土基础结构构件端面快速连接。预制钢筋混凝土基础结构构件之间可通过法兰连接的形式进行连接，或快速机械接头连接的形式进行连接，再通过支模现浇整平使构件连成整体，以保证其结构的完整性和同时可以防止节点位置处钢结构的锈蚀以保证其连接性能。

如图6所示，所述锚固筋3包括锚固筋连接部30和锚固筋弯折部31；所述锚固筋连接部30和锚固筋弯折部31成一定角度设置，使得转角或交叉节点连接处的多根锚固筋的锚固筋弯折部相互穿插形成浇筑笼。具体地，锚固筋可以标准规范要求提前定长加工好，然后对锚固筋一端镦粗热滚丝形成具有螺牙的锚固筋连接部，锚固筋连接部可以拧入构件端面的连接套筒中，然后对锚固筋弯折部进行绑扎搭接形成浇筑笼，并对浇筑笼处浇筑混凝土形成基础结构框架整体。

进一步地，所述预制钢筋混凝土基础结构构件1的主筋10包括交替设置的预应力主筋和非预应力主筋，所述预应力主筋为预应力钢筋、钢棒、钢丝或钢绞线。主筋采用包括交替设置的预应力主筋和非预应力主筋可以保证预制钢筋混凝土基础结构构件具备良好的抗裂和抗弯性能，进一步地提高基础结构框架的整体性能。

进一步地，所述预制钢筋混凝土基础结构构件1的截面形状为方形、矩形、多边形、凸形、凹形、工字形或T形，且所述预制钢筋混凝土基础结构构件1为实心构件或空心构件，以使得其能够满足基础结构框架上部不同载荷特点的要求。当预制钢筋混凝土基础结构构件的截面中心设有内孔时，可以通过离心工艺来控制内孔的大小，内孔大小可通过工厂对布料的管控和离心机的调频来改变，由此减轻构件的重量，调整构件截面的承载能力。不同形式的预制钢筋混凝土基础结构构件的钢筋笼的配筋可以结合自动滚焊编笼机的编笼工艺进行调整。

如图9所示为本申请公开的预应力混凝土装配式基础结构的转角或交叉节点连接处的与与上部柱子连接的连接示意图，上部柱子设置在预应力混凝土装配式基础结构的上部，且上部柱子的下端面上也设有锚固筋，上部柱子的下端面的锚固筋与预应力混凝土装配式基础结构的转角或交叉节点连接处的锚固筋绑扎搭接并浇筑混凝土连接。

如图10所示为本申请公开的预应力混凝土装配式基础结构的转角或交叉节点连接处的与桩基础连接的连接示意图，基础桩设置在预应力混凝土装配式基础结构的下部，且桩基础的端面上也设有锚固筋，桩端面的锚固筋与预应力混凝土装配式基础结构的转角或交叉节点连接处的锚固筋绑扎搭接并浇筑混凝土连接。

一种用于本实用新型所述的预应力混凝土装配式基础结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1、构件和配件的选型：根据设计图纸的要求进行预制钢筋混凝土基础结构构件、端面连接件和锚固筋的选配，列出设计需要的预制钢筋混凝土基础结构构件的规格型号、长度以及数量、端面连接件规格型号及数量以及锚固筋的规格型号、长度及数量；

具体地，根据基础结构框架的设计图纸的要求，选取相应的预制钢筋混凝土基础结构构件、端面连接件和锚固筋，列出设计需要的预制钢筋混凝土基础结构构件的规格型号、长度以及数量，在一个基础结构框架中可能需要一种或多种预制钢筋混凝土基础结构构件，规格型号包括结构构件的截面形状(方形、矩形和多边形、凸形、凹形、工字形或T形)、截面尺寸以及截面形式(实心或空心)，列出每种结构构件的规格型号、长度以及数量；并根据结构构件确定端面连接件规格型号及数量以及锚固筋的规格型号、长度及数量，端面连接件的规格型号由预制钢筋混凝土基础结构构件的规格型号的选取进行确定，锚固筋的规格型号、长度以及数量也由预制钢筋混凝土基础结构构件的规格型号的选取进行确定和计算，并进行统计和列表；

步骤2、工厂预制：根据列出的预制钢筋混凝土基础结构构件的规格型号、长度以及数量、端面连接件规格型号及数量以及锚固筋的规格型号、长度及数量；预先在工厂加工生产所述预制钢筋混凝土基础结构构件、端面连接件以及锚固筋，其中，锚固筋按图纸要求定长切断并弯钩，锚固筋弯钩的另一端车牙滚丝；

具体地，根据列出的对预制钢筋混凝土基础结构构件、端面连接件以及锚固筋的统计需求，预先在工厂加工生产所述预制钢筋混凝土基础结构构件、端面连接件以及锚固筋，其中，锚固筋按图纸要求定长切断并弯钩，锚固筋弯钩的另一端车牙滚丝；预应力混凝土装配式基础结构构件可根据建筑的长度和宽度进行单条构件的定长生产，构件的单条长度可以是3m、6m、9m、12m或15m，其通过先张法工艺施加预应力和离心工艺密实成型，预应力混凝土装配式基础结构构件包括纵向设置的主筋，主筋是由预应力筋和非预应力钢筋组成，其中预应力筋可采用预应力钢筋、钢棒、钢丝或钢绞线，主筋通过外设的若干圈螺旋筋来形成钢筋笼，主筋、螺旋筋和混凝土一同在钢模内浇筑、预应力张拉和离心成型作为受力主体；

步骤3、现场处理：施工单位根据设计图纸在现场进行测量放线、基槽开挖或地基的整平处理，然后浇筑素混凝土垫层，并对预制钢筋混凝土基础结构构件的安装位置进行定位标记；

步骤4、构件的运输与吊装：将预制钢筋混凝土基础结构构件吊装至标记位置处，预留出转角和交叉节点与其它构件连接的现浇施工作业宽度，等待安装；

步骤5、构件的装配施工：需要通过端面连接件进行连接接长的预制钢筋混凝土基础结构构件，将端面连接件吊装至与预制钢筋混凝土基础结构构件的截面位置处，通过高强螺栓进行装配连接，以实现相邻两个预制钢筋混凝土基础结构构件之间的拼接；并且在预制钢筋混凝土基础结构构件的转角或交叉节点位置处，采用支模现浇的工艺方法实现节点的连接；支模现浇的工艺方法实现节点的连接包括：将锚固筋带丝牙的一端拧入到预制钢筋混凝土基础结构构件端面的连接套筒中，转角和交叉节点位置处不同钢筋混凝土基础结构构件之间锚固筋错位锚固连接后对其进行搭接和绑扎，搭接和绑扎后支侧模浇筑混凝土养护成型；

步骤6、面层混凝土的浇筑：在搭接和绑扎后支侧模浇筑混凝土养护成型后浇筑面层混凝土，使基础表面平整且连成整体，并进行混凝土的养护。

采用本实用新型公开的施工方法获得的预应力混凝土装配式基础结构，由于本方案中预应力混凝土装配式基础结构构件采用了预应力技术和离心工艺进行预制生产，大大提高了基础结构的抗裂能力和抗弯承载能力，减轻了预制构件重量，符合国家大力发展装配式建筑的发展战略。且单条构件的长度可根据需要进行调整，预制方式比较灵活。转角和交叉节点处采用预制与现浇组合的施工工艺，构件与构件通过法兰或快速机械连接的形式进行连接，使基础形成一体式结构，实现了基础结构的装配式连接，构件间可通过端面连接件连接后支模现浇混凝土填平的组合施工方法进行连接，可有效缩短施工周期预制基础结构进行装配化施工与现浇施工相组合，可保证基础结构构件连成整体，从而具有良好的刚度，有利于上部结构传力。基础结构构件可根据设计需求进行截面形状、结构配筋和长度的调整，工厂预制的方式灵活，能够满足大部分底层建筑地基基础的设计；此外，装配化施工可结合机械施工与人工辅助的方式，有效减少作业量，缩减了工人的用工数量，整个施工现场文明、环保整洁，利于管理和监督。

相对于行业目前关于预制混凝土装配式基础的设计大多数采用普通的混凝土预制构件生产方法进行预制，构件通过立模浇筑混凝土后经养护成型，这种预制方式生产的混凝土构件，由于其混凝土强度等级偏低，截面没有施加预应力，且构件截面易开裂，致使其单节生产长度受到了限制。本实用新型公开的施工方法获得的预应力混凝土装配式基础结构构件，其基础结构构件采用的是高强或超高强混凝土为原材料进行预制生产，生基础结构构件的截面抗裂性能得到了大大提升，单节可预制的长度也大大增加。同时，承载能力的提升，也使基础结构可承受更多的上部荷载，能给基础结构留有一定的安全系数。

同时，现有的预制混凝土装配式条形基础由于单节长度受到了限制，因此在生产时通常会在两个端面预留钢筋，以便后期锚入连接节点。由于预制的基础构件养护成型后通常是堆放在露天的堆场贮存，预留钢筋长期裸露在外容易发生锈蚀，不利于后期的连接。并且预留钢筋的预留长度受到了构件生产的限制，不能够根据设计需求进行调整。

本实用新型公开的施工方法获得的预应力混凝土装配式基础结构构件中后，锚固钢筋无需随着基础结构构件裸露在外，采用与构件相分离的方式，避免了钢筋的锈蚀。当需要进行节点的连接时，通过生产时预留的套筒进行锚固钢筋的接长，锚固钢筋一段车牙滚丝拧入套筒，另一端根据设计的需要进行定长和弯钩，使各构件端面锚固钢筋进行搭接形成一体，后期再对连接节点进行混凝土的浇筑与养护成型，使基础结构构件连成一体。锚固钢筋的安装效率较高，预留长度灵活性较高，可根据工程设计的需要提前加工生产，使基础结构构件更好地连成整体，连接节点的稳定性大大提高。

基础结构构件之间还可以通过法兰或快速机械接头的形式进行连接，连接牢靠，连接装置可直接在施工现场进行安装，安装效率较高，无需等待混凝土的浇筑与养护，大大缩短了施工周期。

进一步地，所述步骤5中，当有需要锚入柱子的纵向钢筋时，可将柱子5的纵向钢筋在节点浇筑混凝土前锚入节点位置处绑扎形成一体之后再进行混凝土的浇筑。此外，预应力混凝土装配式基础结构构件可根据建筑的长度和宽度进行单条构件的定长生产，构件的单条长度可以是3m、6m、9m、12m或15m，当所需要的构件的长度为非标准化长度时，可通过法兰连接或快速机械连接的方式进行连接，连接节点处进行支模后浇混凝土，以防止节点位置处钢结构的锈蚀。当该结构构件作为建筑基础梁使用时，可与预应力混凝土桩进行装配式组合施工。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种预应力混凝土装配式基础结构，其特征在于：包括预制钢筋混凝土基础结构构件、端面连接件以及锚固筋；

多节所述预制钢筋混凝土基础结构构件拼接形成基础结构框架；

所述基础结构框架中相邻两根所述预制钢筋混凝土基础结构构件的端面对接处通过所述端面连接件连接；

所述基础结构框架中相邻两根或多根所述预制钢筋混凝土基础结构构件的转角或交叉节点连接处的各端面固定有所述锚固筋，且转角或交叉节点连接处通过锚固筋绑扎搭接并浇筑混凝土连接。

2.根据权利要求1所述的预应力混凝土装配式基础结构，其特征在于：所述预制钢筋混凝土基础结构构件的两端设有连接套筒；所述连接套筒一端与所述预制钢筋混凝土基础结构构件的主筋连接，另一端设有与所述端面连接件或锚固筋连接的内螺纹。

3.根据权利要求2所述的预应力混凝土装配式基础结构，其特征在于：所述端面连接件为法兰盘或机械接头。

4.根据权利要求3所述的预应力混凝土装配式基础结构，其特征在于：所述法兰盘包括两个相对设置的法兰端板和设置在两个所述法兰端板之间用于连接所述法兰端板的法兰连接肋板，所述法兰端板通过螺栓与对应侧的所述预制钢筋混凝土基础结构构件端面上的连接套筒螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的预应力混凝土装配式基础结构，其特征在于：所述预制钢筋混凝土基础结构构件的主筋包括交替设置的预应力主筋和非预应力主筋，所述预应力主筋为预应力钢筋、钢棒、钢丝或钢绞线。

6.根据权利要求5所述的预应力混凝土装配式基础结构，其特征在于：所述预制钢筋混凝土基础结构构件的截面形状为矩形、凸形、凹形、工字形或T形。

7.根据权利要求6所述的预应力混凝土装配式基础结构，其特征在于：所述预制钢筋混凝土基础结构构件为实心构件或空心构件。

8.根据权利要求1所述的预应力混凝土装配式基础结构，其特征在于：所述锚固筋包括锚固筋连接部和锚固筋弯折部；

所述锚固筋连接部和锚固筋弯折部成一定角度设置，使得转角或交叉节点连接处的多根锚固筋的锚固筋弯折部相互穿插形成浇筑笼。