專利名稱：一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，具體的說，是涉及一種港口、海洋、水利和橋梁工程中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法。
背景技術(shù)：
目前在港口、海洋、水利及橋梁工程，常見的基礎(chǔ)形式主要包括樁基礎(chǔ)、支架式基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)和筒型基礎(chǔ)等，施工時往往都需要用到大型設(shè)備，施工時間較長，施工成本較大。
例如樁基礎(chǔ)需要打樁設(shè)備，尤其樁直徑偏大時，設(shè)備要求更高；支架式基礎(chǔ)除了打樁設(shè)備外，還需要處理支架結(jié)構(gòu)與樁部分的連接問題；重力式基礎(chǔ)需要提前處理地基，由于面積大，往往費用偏高；筒型基礎(chǔ)常采用負壓下沉，下沉設(shè)備雖然簡單但往往會出現(xiàn)下沉不到位和鋼板屈曲的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工時間較長、施工成本較大的技術(shù)問題，提供一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法，能夠陸上制作，現(xiàn)場拼裝，節(jié)約海上施工成本，提高了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工速度。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括中空筒體，所述中空筒體的頂面直徑小于等于底面直徑，所述中空筒體由多個組件模塊拼裝構(gòu)成，每個所述組件模塊的壁厚中部設(shè)置有連接孔道，每個所述組件模塊通過設(shè)置在其連接孔道內(nèi)的豎向預應力鋼筋和/或環(huán)向預應力鋼筋連接在一起，所述豎向預應力鋼筋徑向均布于所述中空筒體，所述環(huán)向預應力鋼筋縱向均布于所述中空筒體。所述中空筒體為C4(TC120鋼筋混凝土或Q235 Q345鋼質(zhì)材料制成。所述中空筒體的壁面為呈弧形內(nèi)凹的曲面，該曲面的曲率為l/6(Tl/10。所述中空筒體的壁厚為O. 2 10m。所述組件模塊的數(shù)量為2 10個。所述豎向預應力鋼筋的數(shù)量為6 100根。所述環(huán)向預應力鋼筋的數(shù)量為Γ20根。一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟a.陸上預制中空筒體的所述組件模塊；b.按照基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的體積，在施工現(xiàn)場開挖基坑；c.在施工平臺上將步驟(a)預制好的所述組件模塊組裝構(gòu)成所述中空筒體，同時在所述組件模塊的預留孔道內(nèi)穿入并張拉所述豎向預應力鋼筋和/或所述環(huán)向預應力鋼筋；d.在步驟(b)開挖好的所述基坑內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板和鋼筋混凝土環(huán)梁，所述鋼筋混凝土環(huán)梁位于所述鋼筋混凝土底板上部，所述鋼筋混凝土環(huán)梁的外徑與所述中空筒體底面外徑相同；e.將步驟(C)制作好的所述中空筒體整體吊入所述基坑，將所述中空筒體與所述鋼筋混凝土環(huán)梁連接；f.所述中空筒體內(nèi)外孔隙進行回填處理。
其中，步驟(b)中的基坑開挖方式為直接開挖、沉箱開挖、支護開挖、圍堰開挖或放坡開挖。其中，步驟(d)中的所述鋼筋混凝土底板的厚度為O. flm，所述鋼筋混凝土環(huán)梁的寬度為O. 6 2m，高度為O. 9 5m。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明將制作基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組件模塊的工序安排在陸上，只需要提前進行地基土開挖，現(xiàn)場再通過豎向預應力鋼筋和/或環(huán)向預應力鋼筋將組件模塊拼裝成型為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的中空筒體，最后將中空筒體內(nèi)外孔隙回填處理即可。由于施工過程可通過拼裝和裝配，大大節(jié)約施工時間，施工后壓載材料簡單，材料成本也很低，因此可以節(jié)約海上施工成本，提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工速度，從而使得基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系的施工成本大大降低，并且施工簡便，工程造價低。


圖I是本發(fā)明所提供的組件模塊的拼裝示意圖；圖2是本發(fā)明所提供的中空筒體的俯視圖；圖3是本發(fā)明所提供的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工完成示意圖。圖中1，中空筒體；2，組件模塊；3，豎向預應力鋼筋；4，環(huán)向預應力鋼筋；5，鋼筋混凝土環(huán)梁；6，鋼筋混凝土底板；7，C30混凝土 ；8，砂石。
具體實施例方式為能進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下如圖I和圖2所示，本實施例披露了一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括中空筒體1，中空筒體I的壁面為弧形內(nèi)凹的曲面，曲率為1/40。中空筒體I的底面直徑為50m，頂面直徑為60m，壁厚為O. 6m，為C80鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。中空筒體I的的形狀可以為圓柱體或圓臺體，即其頂面直徑需小于等于底面直徑。圓柱體或圓臺體的壁面可以是直壁面，也可以是呈弧形內(nèi)凹或弧形外凸的曲面，該曲面的曲率為l/6(Tl/10。中空筒體I通常的底面直徑選擇范圍是f 50m，壁厚選擇范圍是
O.2 10m。中空筒體I可以是C4(TC120鋼筋混凝土或Q235 Q345鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)。中空筒體I豎向上均勻拆分為三個組件模塊2，每個組件模塊2中徑向均布的設(shè)置有18個豎向的連接孔道，分別用于穿過一根豎向預應力鋼筋3，連接孔道位于組件模塊2壁厚的中心位置。每個組件模塊2內(nèi)部還設(shè)置有廣2根環(huán)向預應力鋼筋4，環(huán)向預應力鋼筋4在不起到連接作用時，可以用來提高組件模塊2的強度。一般來說，中空筒體I可以豎向或者徑向地均勻拆分為2 10組件模塊2，組件模塊2之間通過設(shè)置在其連接孔道內(nèi)的的豎向預應力鋼筋3和/或環(huán)向預應力鋼筋4連接在一起。豎向預應力鋼筋3徑向均布于中空筒體1，數(shù)量為6 100根；環(huán)向預應力鋼筋縱向均布于中空筒體1，數(shù)量為4 20根。本實施例同時還披露了上述的施工方法，具體包括如下步驟陸上預制中空筒體I的組件模塊2。按照基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的體積，在施工現(xiàn)場直接開挖基坑；基坑開挖方式可以選擇直接開挖、沉箱開挖、支護開挖、圍堰開挖以及放坡開挖等。 在現(xiàn)場施工平臺上將上述預制好的組件模塊2組裝構(gòu)成中空筒體1，同時在組件模塊2的預留孔道內(nèi)穿入并張拉豎向預應力鋼筋3。有時根據(jù)需要還要穿入并張拉環(huán)向預應力鋼筋4。在開挖好的基坑內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板6和鋼筋混凝土環(huán)梁5。鋼筋混凝土環(huán)梁5位于鋼筋混凝土底板6上部，鋼筋混凝土底板6的厚度為O. rim ;鋼筋混凝土環(huán)梁5的外徑與中空筒體I底面外徑相同，鋼筋混凝土環(huán)梁5的寬度為O. 6 2m，高度為O. 9 5m。將制作好的中空筒體I整體吊入基坑，并將中空筒體I與鋼筋混凝土環(huán)梁5連接；連接時可通過鋼筋混凝土環(huán)梁5預留鋼筋、中空筒體I底部預留孔洞的方式對位，鋼筋混凝土環(huán)梁5與中空筒體I可通過粘結(jié)材料粘結(jié)，如硫磺膠泥。最后，將中空筒體I內(nèi)外孔隙進行回填處理，回填可采用砂石、砂漿或混凝土。本實施例中周圍回填采用C30混凝土 7，內(nèi)部回填采用砂石8。盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括中空筒體，其特征在于，所述中空筒體的頂面直徑小于等于底面直徑，所述中空筒體由多個組件模塊拼裝構(gòu)成，每個所述組件模塊的壁厚中部設(shè)置有連接孔道，每個所述組件模塊通過設(shè)置在其連接孔道內(nèi)的豎向預應力鋼筋和/或環(huán)向預應力鋼筋連接在一起，所述豎向預應力鋼筋徑向均布于所述中空筒體，所述環(huán)向預應力鋼筋縱向均布于所述中空筒體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中空筒體為C4(TC120鋼筋混凝土或Q235 Q345鋼質(zhì)材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中空筒體的壁面為呈弧形內(nèi)凹的曲面，該曲面的曲率為l/6(Tl/10。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中空筒體的壁厚為O. 2 10m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述組件模塊的數(shù)量為2 10個。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述豎向預應力鋼筋的數(shù)量為6 100根。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)向預應力鋼筋的數(shù)量為Γ20根。
8.—種如權(quán)利要求I所述能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于，包括如下步驟 a.陸上預制中空筒體的所述組件模塊； b.按照基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的體積，在施工現(xiàn)場開挖基坑； c.在施工平臺上將步驟(a)預制好的所述組件模塊組裝構(gòu)成所述中空筒體，同時在所述組件模塊的預留孔道內(nèi)穿入并張拉所述豎向預應力鋼筋和/或所述環(huán)向預應力鋼筋； d.在步驟(b)開挖好的所述基坑內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板和鋼筋混凝土環(huán)梁，所述鋼筋混凝土環(huán)梁位于所述鋼筋混凝土底板上部，所述鋼筋混凝土環(huán)梁的外徑與所述中空筒體底面外徑相同； e.將步驟(C)制作好的所述中空筒體整體吊入所述基坑，將所述中空筒體與所述鋼筋混凝土環(huán)梁連接； f.所述中空筒體內(nèi)外孔隙進行回填處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于，步驟(b)中的基坑開挖方式為直接開挖、沉箱開挖、支護開挖、圍堰開挖或放坡開挖。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于，步驟Cd)中的所述鋼筋混凝土底板的厚度為O. flm，所述鋼筋混凝土環(huán)梁的寬度為O. 6 2m，高度為O. 9 5m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠預制組裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法，中空筒體由多個組件模塊拼裝構(gòu)成，組件模塊通過豎向預應力鋼筋和/或環(huán)向預應力鋼筋連接在一起；施工方法是陸上預制組件模塊；施工現(xiàn)場開挖基坑；在施工平臺上將組件模塊組裝并穿入張拉豎向預應力鋼筋和/或環(huán)向預應力鋼筋；基坑內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板和環(huán)梁；將中空筒體整體吊入基坑與鋼筋混凝土環(huán)梁連接；中空筒體內(nèi)外孔隙進行回填處理。本發(fā)明陸上制作，現(xiàn)場拼裝，可以節(jié)約海上施工成本，提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工速度，從而使得基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系的施工成本大大降低，并且施工簡便，工程造價低。
文檔編號E02D27/52GK102877483SQ20121033463
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者練繼建, 丁紅巖, 張浦陽 申請人:天津大學