一种多层建筑钢骨砼核心筒结构嵌合式基础固定装置的制作方法

1.本实用新型涉及建筑施工的技术领域，尤其涉及一种多层建筑钢骨砼核心筒结构嵌合式基础固定装置。


背景技术：

2.钢骨混凝土核心筒结构由于其强度大、刚性大、延性好、抗震性能强、防火防腐蚀性好，广泛应用于高层建筑、大跨度空间结构以及抗震设防区的建筑结构等。钢骨混凝土核心筒结构中柱脚作为连接上部主体结构与下部基础的重要节点，对整体结构的传力、稳定等性能有着至关重要的作用，根据柱脚埋深不同可分为非嵌合式基础与嵌合式基础。高层建筑采用该结构形式时，由于其基础埋深一般可达到两层及以上深度，故通常采用非嵌合式基础；嵌合式基础柱脚的最小埋置深度应能满足柱脚节点的极限承载力大于钢柱构件的极限承载力，而该结构形式使用在地下为一层地下室，地上为大跨度钢结构的多层建筑时，基础埋深无法满足设计要求，为增加基础埋置深度，将柱脚节点埋深至地下室底板以下，一定范围内随着埋入深度的增加，柱脚的极限承载力越大。
3.钢骨混凝土核心筒结构的结构形式复杂，结构体系庞大，钢骨结构与钢骨结构、钢骨结构与钢结构、钢骨结构与钢筋混凝土结构等连接节点多样、复杂，施工工艺繁琐，多工种交叉作业，极大的增加了安全风险，提高了施工难度；核心筒内空间狭小，施工过程中无法有效拉开工作面，导致多工种集中作业，造成窝工，降低了施工效率，增加工期。嵌合式基础的施工工序较多，工序间衔接紧密，对各项构造的施工精度及质量要求较高，然而现在并没有科学方法来规范施工过程，没有形成标准的作业流程。


技术实现要素：

4.基于上述现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是在于提供一种多层建筑钢骨砼核心筒结构嵌合式基础固定装置，能有效增大核心筒的竖向承载力，提高结构体系的安全性和可靠性，加大抗拔力，减小位移，使结构整体刚度加大，具有更大的稳定性和更高的效能。
5.为了实现上述的目的，本实用新型采用以下技术措施：
6.一种多层建筑钢骨砼核心筒结构嵌合式基础固定装置，包括放置于承台的坡底内的钢筋笼、位于所述钢筋笼上方的钢骨柱、连接在相邻的两个钢骨柱的顶部之间的型钢梁；所述钢筋笼包括钢架、位于所述钢架内部的预埋件、位于所述钢架的表面及内部的钢筋笼钢筋、位于所述钢架的内部并用于调节钢架的高度和调节预埋件与钢架的相对位置的调节组件；所述承台的坡底内浇筑有坡底混凝土，所述钢骨柱的底部与高出承台内的承台面的预埋件通过锚栓连接；所述承台内于坡底的上方浇筑有承台混凝土。
7.优选的，所述调节组件包括用于调节钢架的高度的竖向花篮螺栓、用于调节预埋件与钢架的相对位置的水平花篮螺栓；所述竖向花篮螺栓的数量为四个，并分别距钢架的4个角10cm；所述水平花篮螺栓的数量为四个，其两端分别焊接在钢架与预埋件竖向的四条
棱柱上。
8.进一步的，所述钢筋笼钢筋包括绑扎连接的面筋及承台底部钢筋，所述面筋设置在钢架的上部并与钢架上部的角钢焊接连接；所述承台底部钢筋两端的倾斜部分与承台的坡底的侧面倾斜角度相同，与水平面成45
°
；承台底部钢筋的水平部分置于钢架底部的角钢上并穿过预埋件和钢架；所述承台底部钢筋的水平部分与钢架焊接连接，其倾斜部分伸出面筋的表面并与面筋绑扎连接。
9.优选的，所述钢架的底面大小与承台的坡底的大小相同，钢架的高度高出承台内的承台面3cm。
10.优选的，还包括用于保持所述钢骨柱的竖直位置的稳固机构，所述稳固机构包括焊接在所述钢骨柱的四个面上、自柱顶往下3米处的中间开有孔洞的钢板、预埋在所述钢骨柱四周的地脚螺栓、连接在钢板和地脚螺栓之间的缆风绳；所述缆风绳的一端固定在钢骨柱的钢板上，另一端通过手动葫芦与预埋的地脚螺栓相连。
11.进一步的，所述手动葫芦和地脚螺栓之间还设有拉板，所述手动葫芦的挂钩勾住所述拉板的一个孔洞，所述拉板的另一个孔洞穿过地脚螺栓并用螺母加以固定。
12.优选的，所述承台的内表面浇筑有垫层混凝土，所述垫层混凝土的表面满铺有防水卷材。
13.进一步的，所述钢骨柱位于承台内的四个面焊接有搭筋板，承台上方的筏板垫层的穿过钢骨柱的筏板底层钢筋与搭筋板焊接，并与钢骨柱形成整体。
14.由上，本实用新型的多层建筑钢骨砼核心筒结构嵌合式基础固定装置能有效增大核心筒的竖向承载力，提高结构体系的安全性和可靠性，加大抗拔力，减小位移，使结构整体刚度加大，具有更大的稳定性和更高的效能；满足嵌合式基础柱脚节点工艺及技术要求，本实用新型通过现场定制钢架及花篮螺栓将坡底钢筋及预埋件现场制作成成品钢筋笼，该钢筋笼可降低施工难度，同时保证预埋件精准定位等要求。本实用新型的多层建筑钢骨砼核心筒结构嵌合式基础固定装置对节点部位进行合理有效的处理，科学合理的安排施工工序，能够有效降低施工难度，减少交叉作业，减少窝工，合理压缩工期，降低安全风险，提高工程质量。
附图说明
15.图1为预埋件的示意图；
16.图2为竖向花篮螺栓的示意图；
17.图3为水平花篮螺栓的示意图；
18.图4为钢架与预埋件的连接示意图；
19.图5为制作完成的钢筋笼的示意图；
20.图6为承台开挖完成后垫层混凝土浇筑完成且防水卷材铺贴完成的示意图；
21.图7为钢筋笼吊装完成后钢筋笼高度调节的示意图；
22.图8为预埋件精准调节的示意图；
23.图9为坡底混凝土浇筑完成的示意图；
24.图10为钢骨柱吊装的示意图；
25.图11为钢骨柱吊装完成，柱脚灌浆的示意图；
26.图12为缆风绳安装完成的示意图；
27.图13为型钢梁吊装完成的示意图；
28.图14为筏板钢筋绑扎完成的示意图；
29.图15为筏板混凝土浇筑完成、缆风绳拆除示意图；
30.图16为劲性结构模板及支架安装完成的示意图；
31.图17
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1至图17
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3为型钢梁及楼承板模板铺设过程的示意图。
32.图中：1
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钢架；2
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预埋件；3
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钢筋笼钢筋；4
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竖向花篮螺栓；5
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水平花篮螺栓；6
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防水卷材；7
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垫层混凝土；71
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坡底混凝土；8
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扳手；9
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螺母；10
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水准仪；11
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全站仪；12
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棱镜；13
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塔尺；14
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钢骨柱；15
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压力注浆机；16
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型钢梁；17
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筏板钢筋；18
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缆风绳；19
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拉板；20
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地脚螺栓；21
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搭筋板。
具体实施方式
33.如图1
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图17所示，本实用新型的一种多层建筑钢骨砼核心筒结构嵌合式基础固定装置包括放置于承台的坡底内的钢筋笼、位于钢筋笼上方的钢骨柱、连接在相邻的两个钢骨柱的顶部之间的型钢梁16。其中，钢筋笼包括钢架1、位于钢架1内部的预埋件2、位于钢架1的表面及内部的钢筋笼钢筋3、位于钢架1的内部并用于调节钢架的高度和调节预埋件与钢架的相对位置的调节组件。
34.其中，承台的内表面浇筑有垫层混凝土7，垫层混凝土7的表面满铺有防水卷材6，有利于承台的防水。钢架1的底面大小与承台的坡底的大小相同，钢架1的高度高出承台内的承台面3cm。
35.其中，调节组件包括用于调节钢架1的高度的竖向花篮螺栓4、用于调节预埋件2与钢架1的相对位置的水平花篮螺栓5，竖向花篮螺栓4的数量为四个，并分别距钢架1的4个角10cm；水平花篮螺栓5的数量为四个，其两端分别焊接在钢架1与预埋件2竖向的四条棱柱上。
36.另外，承台的坡底内浇筑有坡底混凝土71，钢骨柱的底部与高出承台内的承台面的预埋件2通过锚栓连接，承台内于坡底的上方浇筑有承台混凝土。
37.本实用新型还包括用于保持钢骨柱的竖直位置的稳固机构，该稳固机构包括焊接在钢骨柱14的四个面上、自柱顶往下3米处的中间开有孔洞的钢板、预埋在钢骨柱14四周的地脚螺栓20、连接在钢板和地脚螺栓20之间的缆风绳18，缆风绳18的一端固定在钢骨柱14的钢板上，另一端通过手动葫芦与预埋的地脚螺栓20相连。手动葫芦和地脚螺栓20之间还设有拉板19，手动葫芦的挂钩勾住所述拉板19的一个孔洞，拉板19的另一个孔洞穿过地脚螺栓20并用螺母加以固定。
38.钢骨柱14位于承台内的四个面焊接有搭筋板21，承台上方的筏板垫层的穿过钢骨柱14的筏板底层钢筋与搭筋板21焊接，并与钢骨柱14形成整体。
39.本实用新型上述的多层建筑钢骨砼核心筒结构嵌合式基础固定装置的施工方法，包括以下步骤：
40.步骤1、将土方开挖至设计标高后，进行桩头破除，承台整体形状特殊，四周垂直开挖，坡底放置钢筋笼的部分45
°
放坡开挖，详见图6。土方开挖严禁超挖，机械开挖至设计标高以上100～200mm由人工开挖至设计标高，基层清理干净后浇筑100mm厚的垫层混凝土7，
垫层混凝土7浇筑时须严格控制平整度；采用预铺反粘法满铺防水卷材6，详见图6，铺贴前清理基层，确保基层干净、干燥，首先在阴角部位铺贴附加层，再大面铺贴，防水卷材6在铺贴时保证搭接宽度不小于100mm，确保防水层形成整体的防水体系；
41.步骤2、现场制作坡底钢筋笼，如图1至图5所示，钢筋笼由五部分组成：钢架1、预埋件2、钢筋笼钢筋3、竖向花篮螺栓4及水平花篮螺栓5。以钢架1为主体，钢架1的底面大小与承台的坡底的大小相同，高度高出承台内的承台面3cm，保证上部钢筋保护层厚度，距钢架1的4个角10cm各有一个竖向花篮螺栓4用以调节钢筋笼的整体高度及平整度，竖向花篮螺栓4的内丝口上下对称，顺时针拧竖向花篮螺栓4降低钢筋笼，逆时针拧竖向花篮螺栓4升高钢筋笼，竖向花篮螺栓4的底部焊接5cm
×
5cm厚5mm的垫片，钢架1的整体如图4所示。
42.将预埋件2与钢架1通过四个水平花篮螺栓5相连接，水平花篮螺栓5两端分别焊接在钢架1与预埋件2竖向的四条棱柱上，确保四个水平花篮螺栓5在同一水平面上，焊接完成后钢架1与预埋件2相对固定，水平花篮螺栓5的内丝口左右对称，同时同向拧相邻的两个水平花篮螺栓5，并反向拧另两个水平花篮螺栓5，且拧动的位移相等，以调节预埋件2与钢架1的相对位置，调节完成保证预埋件2与钢架1相对固定；钢筋笼钢筋3包括面筋及承台底部钢筋，面筋在钢架1的上部，面筋采用绑扎连接，面筋与钢架1上部角钢采用焊接连接。承台底部钢筋两端的倾斜部分与承台的坡底的侧面倾斜角度相同，与水平面成45
°
；承台底部钢筋的水平部分置于钢架1底部的角钢上并穿过预埋件2和钢架1；所述承台底部钢筋的水平部分与钢架1焊接连接，其倾斜部分伸出面筋的表面并与面筋绑扎连接，钢筋笼详见图5。
43.步骤3、钢筋笼制作完成后吊装，使用水准仪10和塔尺13对钢筋笼进行高程测量，详见图7，高度若超过设计标高，则用扳手8顺时针拧竖向花篮螺栓4降低钢筋笼，高度若低于设计标高，则用扳手8逆时针拧竖向花篮螺栓4升高钢筋笼；使用全站仪11和棱镜12对预埋件2进行精准定位，详见图8，若预埋件2偏左，则用扳手8逆时针拧左侧两个水平花篮螺栓5，同时顺时针拧右侧两个水平花篮螺栓5；若预埋件2偏右，则用扳手8顺时针拧左侧两个水平花篮螺栓5，同时逆时针拧右侧两个水平花篮螺栓5；若预埋件2偏前，则用扳手8逆时针拧前面两个水平花篮螺栓5，同时顺时针拧后面两个水平花篮螺栓5；若预埋件2偏后，则用扳手8顺时针拧后面两个水平花篮螺栓5，同时逆时针拧前面两个水平花篮螺栓5；定位完成时保证预埋件2与钢架1相对固定；
44.步骤4、钢筋笼安装定位完成并验收通过后浇筑承台的坡底混凝土71，详见图9，坡底混凝土71浇筑时振捣密实，严格控制平整度及标高，保证钢骨柱14安装的精准度；
45.步骤5、待坡底混凝土71达到设计强度后吊装钢骨柱14，详见图10，钢骨柱14与预埋件2通过4个锚栓连接，锚栓采用两个螺母9加垫片紧固，详见图11；
46.步骤6、为保证钢骨柱14的柱脚部位混凝土的密实，采用压力灌浆法进行柱脚灌浆，详见图11，选用c40无收缩细石混凝土作为钢骨柱14的柱脚灌浆浆料，灌浆料配制必须由专人负责监督检查，要严格按照产品说明书上的配制比例进行拌制，宜采用机械搅拌，搅拌均匀后使用压力注浆机15进行灌注。需确保模板与基础、模板与模板之间密封严密，缝隙必须用胶带进行密封。如图12所示绑扎钢骨柱14及承台内的钢筋；
47.步骤7、浇筑筏板垫层前预埋地脚螺栓20，在每一根钢骨柱14的竖向四个面上、自柱顶往下3米处各焊接一块中间开有40mm孔洞的钢板。筏板垫层浇筑完成后安装缆风绳18，详见图12，缆风绳18的一端固定在钢骨柱14的钢板上，另一端通过手动葫芦与预埋的地脚
螺栓20相连，手动葫芦的挂钩勾住拉板19的一个孔洞，拉板19的另一个孔洞穿过地脚螺栓20，最后在地脚螺栓20上安装螺母加以固定；
48.步骤8、使用全站仪11校正钢骨柱的位置；在工厂内完成型钢梁16的制作，钢骨柱14位置校正完成后进行型钢梁16的吊装，钢骨柱14与型钢梁16首先通过连接板连接，在钢骨柱14和型钢梁16上各有12个均匀分布的预留孔，用于螺栓连接，连接板连接完成后，钢骨柱14与型钢梁16的接缝部位进行焊接处理；
49.步骤9、防水卷材全部铺贴完成后绑扎筏板钢筋17，先绑扎筏板的底层钢筋，为保证钢筋内力的连续传递，在每一根钢骨柱14的四个面焊接搭筋板21，搭筋板21上部的标高与筏板基础的底层钢筋的标高相同，穿过钢骨柱14的筏板底层钢筋与搭筋板21焊接，与钢骨柱14形成整体，详见图14，然后将筏板钢筋17全部绑扎完成；钢筋绑扎时保证保护层厚度及钢筋间距；钢筋验收通过之后浇筑承台内混凝土，混凝土浇筑至筏板底；
50.步骤10、承台内混凝土达到设计强度后开始拆除钢骨柱14上的缆风绳18，先卸掉手动葫芦，再拧下地脚螺栓20上的螺母卸掉拉板19，最后解开钢骨柱14一端的缆风绳18；缆风绳18拆卸完成后浇筑筏板混凝土，详见图15；
51.步骤11、搭设内支撑脚手架，详见图16，脚手架搭设完成后绑扎钢骨柱14的钢筋，钢骨柱14的模板搭设完成后，先铺设型钢梁16的底模和侧板模板，再绑扎型钢梁16的钢筋，详见图17
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1，型钢梁16的钢筋全部绑扎完成后封闭梁侧模，并用对拉螺杆进行加固，详见图17
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2，最后绑扎板钢筋，板下层钢筋穿过梁筋，将板钢筋绑扎完成，详见图17
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3；钢筋绑扎完成、模板加固完成后进行验收，验收通过后浇筑混凝土。
52.以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解得到的变换或者替换，都应该涵盖在本实用新型的包含范围之内。