一种自排水装配式活动房基础结构的施工方法与流程

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种自排水装配式活动房基础结构的施工方法。

背景技术：

装配式活动房作为办公与住宿用房，是建筑行业临建施工中重要的组成部分，使用率较高，传统的活动房基础做法需人工开挖土方，砖基础垫层砼浇筑，砖基础砌筑，混凝土地梁施工，房心回填，室内地面垫层施工，地砖铺设，工序复杂，工期长；采用混凝土地梁和一层地面一体化施工，虽然比传统的钢筋混凝土圈梁基础节加快了工期、节约了模板支设和房心土方回填的费用，但仍然存在不可周转和产生大量垃圾的问题，常规的装配式活动房基础采用素混凝土条形基础或砖基础加素混凝土圈梁等做法，虽房屋本身能够周转使用，但存在基础和地面为一次性投入，拆除后不能重复使用，并产生大量建筑垃圾等缺点。因此，现如今缺少自排水装配式活动房基础结构及施工方法，解决工期长、人力的一次性投入大，材料不可周转、使用年限短等问题，实现了建筑垃圾的零排放，节约了成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种自排水装配式活动房基础结构的施工方法，加快了活动房基础施工速度，减少了材料和人力的一次性投入，既满足了基础强度要求，又增加了材料周转次数和使用年限，实现了建筑垃圾的零排放，节约了成本，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自排水装配式活动房基础结构的施工方法，所述自排水装配式活动房基础结构包括伸入到地基内的混凝土预制块阵列、沿所述混凝土预制块阵列行向延伸方向浇筑在所述地基两侧用于排水的混凝土明沟和安装在所述混凝土预制块阵列上且按照活动房模数进行排布的钢制圈梁，所述钢制圈梁上安装有底板阵列，所述底板阵列包括拼接布设的多个底板，相邻的两个底板连接处底部安装有与混凝土明沟配合的导水槽钢结构，所述钢制圈梁采用连接件固定在所述混凝土预制块阵列上，所述混凝土明沟上表面高度低于所述地基；

所述混凝土预制块阵列由三行N列混凝土预制块组成，N＝2n+1，其中，n为正整数且n≥1；N列混凝土预制块中的奇数列混凝土预制块上安装有主梁，N列混凝土预制块中的偶数列混凝土预制块上安装有次主梁，三行N列混凝土预制块中的首尾两行混凝土预制块上分别设置有多个首尾依次连接且与所述主梁和所述次主梁均连接的横梁，所述横梁与连续的三个混凝土预制块配合固定，所述横梁包括中间横梁和与中间横梁连接的两个端部横梁，所述主梁包括两个端部主梁和多个中间主梁，所述连接件包括用于连接端部横梁与端部主梁的端头连接件和用于连接次主梁与所述横梁的次主梁连接件，以及用于连接中间主梁与所述横梁的第一主梁连接件和第二主梁连接件，所述主梁、次主梁和所述横梁组成所述钢制圈梁；

其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

步骤一、施工准备：规划活动房模数，选择矩管和混凝土预制块类型并绘制基础结构图纸，计算钢制圈梁和混凝土预制块的承受力，准备矩管并对矩管打磨除锈及防锈，混凝土预制块为C20等级混凝土；

步骤二、混凝土预制块的制作以及钢制圈梁和连接件的加工：根据步骤一中确定的混凝土预制块类型及大小浇筑3N个混凝土预制块，制作长宽高为300mm×300mm×200mm的混凝土预制块；根据步骤一中规划的活动房模数以及确定的矩管类型截割矩管制作所需数量的所述主梁、次主梁和所述横梁，为所述主梁、次主梁和所述横梁加工配备连接件；

步骤三、现场测量及路基预处理：在现场对活动房的位置进行布局规划，对路基采用250mm厚2:8灰土压实找平处理，并沿所述路基长度方向在所述路基两侧修筑混凝土明沟；

步骤四、混凝土预制块阵列的安装：将步骤二中加工好的多个混凝土预制块以三行N列的形式按照活动房模数埋入步骤三中处理后的路基中，三行N列混凝土预制块中的首尾两行混凝土预制块距离中间行的混凝土预制块距离相等，所述混凝土预制块阵列的相邻两列混凝土预制块距离相等，多个混凝土预制块埋入所述路基的深度均为混凝土预制块高度的一半，采用水平测量法保持多个混凝土预制块均位于同一水平面上，控制误差在±3mm之内；

步骤五、钢制圈梁的安装固定：使用Φ12膨胀螺栓将所述主梁、次主梁和所述横梁固定在混凝土预制块上，再用Φ8螺栓将所述主梁、次主梁和所述横梁相互装配连接，随安装随检查，相邻两梁高差不得大于2mm,安装完成后，在钢制圈梁端部四角用水准仪进行检测，高差不得大于5mm；

步骤六、活动房地面铺设固定及散水：在步骤五中安装好的钢制圈梁上以拼接的方式铺设多个底板，相邻的两个底板的连接处底部通过安装导水槽钢结构将活动房地面散水引至步骤三中的混凝土明沟内，多个底板组成的底板阵列的外边缘上通过多个连接耳板固定在大地上。

上述的自排水装配式活动房基础结构的施工方法，其特征在于：步骤一中计算钢制圈梁和混凝土预制块的承受力时，过程如下：

步骤101、估计所装配的活动房承重P：所述活动房承重P包括活动房的建筑主体重量、最大容纳人重量、生活用品重量和设备重量的总和；

步骤102、根据公式计算矩管总受力面积S和计算矩管面集度q，其中，l_i为所述主梁长度，d_i为所述主梁宽度，a为活动房基础结构所使用的所述主梁数量，l_ii为次主梁长度，d_ii为次主梁宽度，b为活动房基础结构所使用的次主梁数量，l_iii为所述横梁长度，d_iii为所述横梁宽度，c为活动房基础结构所使用的所述横梁数量；

步骤103、矩管受力分析：所述主梁、次主梁和所述横梁的底部均通过等间距排布的三个混凝土预制块支撑，所述主梁、次主梁和所述横梁满足超静定结构且具有对称结构；

步骤104、根据公式和计算所述主梁最大弯矩M_i、次主梁最大弯矩M_ii和所述横梁最大弯矩M_iii，q_i为所述主梁的线集度、q_ii为次主梁的线集度和q_iii为所述横梁的线集度；

步骤105、根据公式和计算所述主梁对其底部三个混凝土预制块的中间的混凝土预制块的集中力F_iΙΙ以及所述主梁对所述中间的混凝土预制块两侧的混凝土预制块的集中力F_iΙ和F_iΙΙΙ；次主梁对其底部三个混凝土预制块的中间的混凝土预制块的集中力F_iiΙΙ以及次主梁对其所述中间的混凝土预制块两侧的混凝土预制块的集中力F_iiΙ和F_iiΙΙΙ；所述横梁对其底部三个混凝土预制块的中间的混凝土预制块的集中力F_iiiΙΙ以及所述横梁对其所述中间的混凝土预制块两侧的混凝土预制块的集中力F_iiiΙ和F_iiiΙΙΙ；

步骤105、获取每个混凝土预制块的压力：每个混凝土预制块上压力为其上矩管集中力总和，每个混凝土预制块的压力方向与其上矩管的总和集中力方向相反，确保每个混凝土预制块的压力不大于制成的混凝土预制块的最大承重，所述混凝土预制块的最大承重为C20等级混凝土且混凝土预制块受力面为300mm×300mm的承重；

步骤106、获取所述主梁、次主梁和所述横梁中最大弯矩和集中力，确保所述主梁、次主梁和所述横梁的压力均不大于所述矩管的抗弯强度规格。

上述的自排水装配式活动房基础结构的施工方法，其特征在于：所述底板阵列的外边缘上设置有多个连接耳板，连接耳板通过伸入到地下的钢筋支杆支撑。

上述的自排水装配式活动房基础结构的施工方法，其特征在于：所述端头连接件为T形端头连接件，端部横梁与端部主梁分别固定在所述T形端头连接件的两侧。

上述的自排水装配式活动房基础结构的施工方法，其特征在于：所述中间横梁的数量为多个。

上述的自排水装配式活动房基础结构的施工方法，其特征在于：所述中间主梁与所述横梁连接位置处设置有一个第一主梁连接件和两个第二主梁连接件，两个第二主梁连接件分别位于中间主梁的两侧且均与所述横梁连接。

上述的自排水装配式活动房基础结构的施工方法，其特征在于：所述次主梁与所述横梁连接位置处设置有两个次主梁连接件，两个次主梁连接件分别位于次主梁的两侧且均与所述横梁连接；所述主梁、次主梁和所述横梁均为矩管。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用的施工方法施工出来的混凝土预制块阵列固定钢制圈梁，减少混凝土路基的铺设，既满足了基础强度要求，实现了建筑垃圾的零排放，节约了成本，便于推广使用。

2、本发明采用的施工方法施工出来的端头连接件连接端部横梁与端部主梁，通过次主梁连接件连接次主梁与所述横梁的，通过第一主梁连接件和第二主梁连接件连接中间主梁与横梁，可靠稳定，使用效果好。

3、本发明采用的施工方法施工时，相邻的两个底板连接位置处的底部设置导水槽钢结构，同时在路基的两侧设置混凝土明沟排水，避免室内漏水对于路基的影响的同时防止雨水对路基的冲蚀，减少路基下沉的可能，功能完备。

4、本发明设计新颖合理，步骤简单，可计算活动房基础结构承受力，同时对活动房基础施工精度高，要求严谨可靠，满足基础强度要求，且增加了材料周转次数和使用年限，拆卸安装方便，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本发明设计新颖合理，加快了活动房基础施工速度，减少了材料和人力的一次性投入，既满足了基础强度要求，同时可解决排水问题，又增加了材料周转次数和使用年限，实现了建筑垃圾的零排放，节约了成本，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明自排水装配式活动房基础结构的施工方法的流程图。

图2为本发明所施工的自排水装配式活动房基础结构的结构示意图。

图3为图2去除底板和混凝土明沟的结构示意图。

图4为图3中A处的局部放大图。

图5为图3中B处的局部放大图。

图6为图5中次主梁朝右的结构示意图

图7为图3中C处的局部放大图。

图8为本发明所施工的自排水装配式活动房基础结构中底板、混凝土明沟、导水槽钢结构、连接耳板和钢筋支杆的安装位置关系示意图。

图9为本发明矩管的受力示意图。

图10为图9的等效示意图。

图11为中间的混凝土预制块与其一侧的混凝土预制块的弯矩示意图。附图标记说明:

1—端部横梁； 2—中间横梁； 3—端部主梁；

4—次主梁； 5—中间主梁； 6—混凝土预制块；

7—第一主梁连接件； 8—第二主梁连接件； 9—端头连接件；

10—次主梁连接件； 11—底板； 12—混凝土明沟；

13—导水槽钢结构； 14—连接耳板； 15—钢筋支杆。

具体实施方式

如图1至图7所示，本发明的自排水装配式活动房基础结构的施工方法，所述自排水装配式活动房基础结构包括伸入到地基内的混凝土预制块阵列、沿所述混凝土预制块阵列行向延伸方向浇筑在所述地基两侧用于排水的混凝土明沟12和安装在所述混凝土预制块阵列上且按照活动房模数进行排布的钢制圈梁，所述钢制圈梁上安装有底板阵列，所述底板阵列包括拼接布设的多个底板11，相邻的两个底板11连接处底部安装有与混凝土明沟12配合的导水槽钢结构13，所述钢制圈梁采用连接件固定在所述混凝土预制块阵列上，所述混凝土明沟12上表面高度低于所述地基；

所述混凝土预制块阵列由三行N列混凝土预制块6组成，N＝2n+1，其中，n为正整数且n≥1；N列混凝土预制块6中的奇数列混凝土预制块6上安装有主梁，N列混凝土预制块6中的偶数列混凝土预制块6上安装有次主梁4，三行N列混凝土预制块6中的首尾两行混凝土预制块6上分别设置有多个首尾依次连接且与所述主梁和所述次主梁4均连接的横梁，所述横梁与连续的三个混凝土预制块6配合固定，所述横梁包括中间横梁2和与中间横梁2连接的两个端部横梁1，所述主梁包括两个端部主梁3和多个中间主梁5，所述连接件包括用于连接端部横梁1与端部主梁3的端头连接件9和用于连接次主梁4与所述横梁的次主梁连接件10，以及用于连接中间主梁5与所述横梁的第一主梁连接件7和第二主梁连接件8，所述主梁、次主梁4和所述横梁组成所述钢制圈梁；

其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

步骤一、施工准备：规划活动房模数，选择矩管和混凝土预制块6类型并绘制基础结构图纸，计算钢制圈梁和混凝土预制块6的承受力，准备矩管并对矩管打磨除锈及防锈，混凝土预制块6为C20等级混凝土；

如图9至图11所示，本实施例中，步骤一中计算钢制圈梁和混凝土预制块6的承受力时，过程如下：

步骤101、估计所装配的活动房承重P：所述活动房承重P包括活动房的建筑主体重量、最大容纳人重量、生活用品重量和设备重量的总和；

步骤102、根据公式计算矩管总受力面积S和计算矩管面集度q，其中，l_i为所述主梁长度，d_i为所述主梁宽度，a为活动房基础结构所使用的所述主梁数量，l_ii为次主梁4长度，d_ii为次主梁4宽度，b为活动房基础结构所使用的次主梁4数量，l_iii为所述横梁长度，d_iii为所述横梁宽度，c为活动房基础结构所使用的所述横梁数量；

步骤103、矩管受力分析：所述主梁、次主梁4和所述横梁的底部均通过等间距排布的三个混凝土预制块6支撑，所述主梁、次主梁4和所述横梁满足超静定结构且具有对称结构；

步骤104、根据公式和计算所述主梁最大弯矩M_i、次主梁4最大弯矩M_ii和所述横梁最大弯矩M_iii，q_i为所述主梁的线集度、q_ii为次主梁4的线集度和q_iii为所述横梁的线集度；

步骤105、根据公式和计算所述主梁对其底部三个混凝土预制块6的中间的混凝土预制块6的集中力F_iΙΙ以及所述主梁对所述中间的混凝土预制块6两侧的混凝土预制块6的集中力F_iΙ和F_iΙΙΙ；次主梁4对其底部三个混凝土预制块6的中间的混凝土预制块6的集中力F_iiΙΙ以及次主梁4对其所述中间的混凝土预制块6两侧的混凝土预制块6的集中力F_iiΙ和F_iiΙΙΙ；所述横梁对其底部三个混凝土预制块6的中间的混凝土预制块6的集中力F_iiiΙΙ以及所述横梁对其所述中间的混凝土预制块6两侧的混凝土预制块6的集中力F_iiiΙ和F_iiiΙΙΙ；

步骤105、获取每个混凝土预制块6的压力：每个混凝土预制块6上压力为其上矩管集中力总和，每个混凝土预制块6的压力方向与其上矩管的总和集中力方向相反，确保每个混凝土预制块6的压力不大于制成的混凝土预制块6的最大承重，所述混凝土预制块6的最大承重为C20等级混凝土且混凝土预制块6受力面为300mm×300mm的承重；

步骤106、获取所述主梁、次主梁4和所述横梁中最大弯矩和集中力，确保所述主梁、次主梁4和所述横梁的压力均不大于所述矩管的抗弯强度规格。

需要说明的是，活动房的长和宽均以K为模数，每K＝1.82m，2K为1间，本实施例中，活动房以两层结构，每层三间进行计算，三间总尺寸为10.96m×5.54m，所述横梁和所述主梁采用140mm×80mm×5mm的矩形钢，次梁采用80mm×80mm×5mm的矩形钢，连接方式采用φ8mm螺栓连接，所述横梁按每2K为一加工构件长度，所述主梁和次主梁4加工长度为5.54m，根据临建场地的条件，便于运输及人工搬运，有利于数量的控制，便于构件的通用性。

本实施例中，以三间活动房为例，采用4根端部主梁1、3根次主梁4和6根横梁，矩管总受力面积S为7.5232m²，其中，端部主梁1的最大弯矩M_i为-0.8591q，次主梁4的最大弯矩M_ii为-0.8591q，所述横梁的最大弯矩M_iii为-0.4232q。

本实施例中，若要保证矩管不被弯曲破坏，则矩管最大弯矩值不能超过其设计弯矩值，查阅《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2012以及《钢结构设计规范》GB50017-203数据，这种规格的矩管抗弯强度一般不超过150MPa，即M_i<150MPa，M_ii<150MPa。将P代入M_i或M_ii计算可得P<1519760t。P的取值仅有百吨，活动房基础的刚度均满足设计要求。

本实施例中，端部主梁1的对其底部三个混凝土预制块6的中间的混凝土预制块6的集中力F_iΙΙ为0.4848q，所述主梁对所述中间的混凝土预制块6两侧的混凝土预制块6的集中力F_iΙ和F_iΙΙΙ均为0.1454q；

本实施例中，次主梁4对其底部三个混凝土预制块6的中间的混凝土预制块6的集中力F_iiΙΙ为0.2779q，次主梁4对其所述中间的混凝土预制块6两侧的混凝土预制块6的集中力F_iiΙ和F_iiΙΙΙ均为0.0831q；

本实施例中，所述横梁对其底部三个混凝土预制块6的中间的混凝土预制块6的集中力F_iiiΙΙ为0.3229，所述横梁对其所述中间的混凝土预制块6两侧的混凝土预制块6的集中力F_iiiΙ和F_iiiΙΙΙ均为0.0967q。

本实施例中，若要满足混凝土不被压坏，则单块C20等级混凝土且混凝土预制块6受力面为300mm×300mm的承重为1800kN，即要满足F<1800kN,即P<27935.6kN，换算成质量为2793.6t，活动房基础的承载力均满足设计要求。

步骤二、混凝土预制块的制作以及钢制圈梁和连接件的加工：根据步骤一中确定的混凝土预制块6类型及大小浇筑3N个混凝土预制块6，制作长宽高为300mm×300mm×200mm的混凝土预制块6；根据步骤一中规划的活动房模数以及确定的矩管类型截割矩管制作所需数量的所述主梁、次主梁4和所述横梁，为所述主梁、次主梁4和所述横梁加工配备连接件；

步骤三、现场测量及路基预处理：在现场对活动房的位置进行布局规划，对路基采用250mm厚2:8灰土压实找平处理，并沿所述路基长度方向在所述路基两侧修筑混凝土明沟12；

步骤四、混凝土预制块阵列的安装：将步骤二中加工好的多个混凝土预制块6以三行N列的形式按照活动房模数埋入步骤三中处理后的路基中，三行N列混凝土预制块6中的首尾两行混凝土预制块6距离中间行的混凝土预制块6距离相等，所述混凝土预制块阵列的相邻两列混凝土预制块6距离相等，多个混凝土预制块6埋入所述路基的深度均为混凝土预制块6高度的一半，采用水平测量法保持多个混凝土预制块6均位于同一水平面上，控制误差在±3mm之内；

步骤五、钢制圈梁的安装固定：使用Φ12膨胀螺栓将所述主梁、次主梁4和所述横梁固定在混凝土预制块6上，再用Φ8螺栓将所述主梁、次主梁4和所述横梁相互装配连接，随安装随检查，相邻两梁高差不得大于2mm,安装完成后，在钢制圈梁端部四角用水准仪进行检测，高差不得大于5mm；

步骤六、活动房地面铺设固定及散水：在步骤五中安装好的钢制圈梁上以拼接的方式铺设多个底板11，相邻的两个底板11的连接处底部通过安装导水槽钢结构13将活动房地面散水引至步骤三中的混凝土明沟12内，多个底板11组成的底板阵列的外边缘上通过多个连接耳板14固定在大地上。

实际使用中，根据需求设置活动房数量，两个主梁的宽度为一间活动房的宽度，一间活动房内设置一个次主梁4，可通过依次级联的方式增加活动房数量，两间活动房之间公用一个中间主梁5和一个隔墙板。

如图8所示，本实施例中，所述底板阵列的外边缘上设置有多个连接耳板14，连接耳板14通过伸入到地下的钢筋支杆15支撑，连接耳板14保证整体的平整度和刚度以及整体性。

本实施例中，所述端头连接件9为T形端头连接件，端部横梁1与端部主梁3分别固定在所述T形端头连接件的两侧。

本实施例中，所述中间横梁2的数量为多个。

本实施例中，所述中间主梁5与所述横梁连接位置处设置有一个第一主梁连接件7和两个第二主梁连接件8，两个第二主梁连接件8分别位于中间主梁5的两侧且均与所述横梁连接。

需要说明的是，所述中间主梁5与所述横梁连接位置处设置有一个第一主梁连接件7和两个第二主梁连接件8，该横梁为两个相邻的中间横梁2或者一个中间横梁2与一个端部横梁1的组合，第一主梁连接件7用于同时固定该横梁，两个第二主梁连接件8中的一个第二主梁连接件8用于与一个中间横梁2固定安装，两个第二主梁连接件8中的另一个第二主梁连接件8用于与另一个中间横梁2或一个端部横梁1固定安装。

本实施例中，所述次主梁4与所述横梁连接位置处设置有两个次主梁连接件10，两个次主梁连接件10分别位于次主梁4的两侧且均与所述横梁连接；所述主梁、次主梁4和所述横梁均为矩管。

需要说明的是，所述次主梁4与所述横梁连接位置处设置有两个次主梁连接件10，该横梁为中间横梁2或端部横梁1，两个次主梁连接件10中的一个次主梁连接件10用于连接次主梁4的一侧与中间横梁2或端部横梁1，两个次主梁连接件10中的另一个次主梁连接件10用于连接次主梁4的另一侧与中间横梁2或端部横梁1。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。