本发明涉及一种设备的地脚预埋装置，特别涉及一种大型设备的地脚预埋装置；本发明还涉及一种大型设备的地脚安装方法，属于地脚预埋技术领域。
背景技术：
设备通常通过地脚螺栓固定在地基上，传统上地脚螺栓多采用以下几种方式进行安装，一种是在地基砼达到强度后，打入膨胀螺栓作为地基螺栓，由于螺栓与地基的结合力小，只能适用于小型设备。
大型设备的安装，需要在地基砼中预埋地脚螺栓，地脚螺栓的预埋分为两种方法，一种是二次浇筑法：在地基砼浇筑时，在各地脚螺栓的位置放置木模，形成地脚螺栓预埋孔，待地基砼达到强度后，拆除地脚螺栓预埋孔的模板，然后设备安装在地基上并初步校正后，在地脚螺栓预埋孔中放入地脚螺栓，各地基螺栓的上端与设备相连接，接着向地脚螺栓预埋孔中进行二次浇筑。另一种是直接预埋法：直接将各地基螺栓放置到位，随地基砼一起浇筑，地基砼达到强度后，即可在地脚螺栓上安装设备。
对于地基面积达60㎡以上，设备重量达50吨以上的大型重载设备，地脚螺栓通常达到90颗以上，地基砼体积通常达200m³以上，传统的地脚螺栓预埋方法存在如下不足之处：⑴大型设备的地脚螺栓较多，如采取直接预埋法，各螺栓的位置精度难以把握，只要有一根螺栓的位置不准，即造成设备无法落位，整体地基的浇筑即为失败，后果不堪设想。⑵大型设备地基砼的上表面积及体积均很大，混凝土浇筑后的凝固过程中，由于水化热的作用，将造成体积的变化，影响地脚螺栓的埋设精度。⑶由于设备自身形状的原因，某些地脚螺栓无法采用二次灌浆的方法进行预埋。⑷对于大型重载设备，二次浇筑法需要的预埋孔深度很深，模板既难以拆除，拆下的模板又难以取出。地脚螺栓预埋孔的深度远远大于其口径尺寸，使得二次浇筑砼很难一直到孔底都振捣密实。⑸原地基砼已经干透，二次浇筑的潮湿砼与干砼之间存在结合力问题，对于振动较大的设备例如压缩机等，容易出现松动。
技术实现要素：
本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种大型设备的地脚预埋装置，可以使众多的地脚螺栓坐标精确，与地基砼的锚固力大，可以保证设备一次吊装就位成功。
为解决以上技术问题，本发明的一种大型设备的地脚预埋装置，包括素砼垫层，所述素砼垫层上方设有钢筋砼层，所述钢筋砼层的上部预埋有多根地脚螺栓，所述钢筋砼层包括底层钢筋、中层钢筋和顶层钢筋，所述中层钢筋上方设有锚固框架，所述锚固框架的底部通过下部立柱支撑在所述素砼垫层上；所述顶层钢筋的下方设有定位框架，所述定位框架与锚固框架的竖向投影重合，所述定位框架的底部通过上部立柱支撑在所述锚固框架上；各地脚螺栓的下端焊接在所述锚固框架上，各地脚螺栓的上端从所述定位框架相应的定位孔中穿出。
相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：锚固框架在中层钢筋上方形成一个平行于素砼垫层的钢架平台，定位框架在顶层钢筋下方形成一个平行于锚固框架的定位框架，各地脚螺栓的下端焊接在锚固框架上既保证了地脚螺栓的连接拉力，确保能够承受极大的拉力，又可以保证各地脚螺栓顶部露出钢筋砼层顶面的高度一致，利于大型设备吊装落位时，设备上的各地脚螺栓孔同步套入相应的地脚螺栓；各地脚螺栓的上部插接于定位框架相应的定位孔中既可以确保各地脚螺栓的坐标精确，又可以使各地脚螺栓保持在竖直状态，以免上端倾斜造成设备落座困难。
作为本发明的改进，各所述地脚螺栓的下端连接有横向折边，各地脚螺栓的横向折边分别焊接在所述锚固框架上。横向折边可以延长各地脚螺栓与锚固框架的连接长度，提高地脚螺栓承受重载拉力的能力。
作为本发明的进一步改进，各地脚螺栓的上部外周套装有外套管，所述外套管的下端口焊接在所述定位框架的顶面上，所述外套管的上端口与钢筋砼层的顶面平齐，所述外套管的内腔填充有柔性材料。设置外套管使地脚螺栓的上部可以在很小范围内晃动，外套管与地脚螺栓之间填充有柔性材料可以避免砼漏人外套管的内腔，各地脚螺栓在保证坐标准确的基础上保持一定的弹性，便于在设备落座时能够顺利套入设备上的螺栓孔中，可以补偿砼凝固使体积变化造成的地脚螺栓位置的误差。
作为本发明的进一步改进，各地脚螺栓顶部的螺纹段上分别旋接有导向套，各所述导向套的上端分别设有与导向套本体共轴线的锥形尖顶。导向套对地脚螺栓的螺纹形成保护，防止设备下落时将螺纹碰伤造成螺母无法旋接，导向套上部的锥形尖顶插入设备螺栓孔方便，大大降低了设备吊装落座时对齐各地脚螺栓的难度。
作为本发明的进一步改进，所述锚固框架或定位框架相对的长边之间连接有斜支撑，且锚固框架或定位框架由槽钢焊接而成。斜支撑不但可以提高框架的强度，而且使锚固框架或定位框架形状更加稳定；锚固槽钢或定位槽钢便于校正水平面，且便于在槽钢上划线，以保证各地基螺栓不但坐标准确，且高度位置也十分精准。
作为本发明的进一步改进，所述下部立柱包括直立钢管和斜钢管。由于锚固框架距离素砼垫层的距离比较远，通过切割相同长度的直立钢管，便于调整锚固框架的水平，斜钢管不但可以起支撑作用，也可以使锚固框架的位置更加稳定。
作为本发明的进一步改进，所述上部立柱由槽钢切割而成，所述上部立柱的下端与所述锚固框架相焊接，所述上部立柱的上端与定位框架相焊接。可以保证定位框架与锚固框架相互平行，使施工更加快速方便。
本发明的另一个目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种大型设备的地脚安装方法，可以使众多的地脚螺栓坐标精确，与地基砼的锚固力大，可以保证设备一次吊装就位成功。
为解决以上技术问题，本发明的一种大型设备的地脚安装方法，依次包括如下步骤：⑴在设备地基的基坑底部浇筑素砼垫层，素砼垫层凝固后，在素砼垫层顶面划出设备底座的外廓线和地脚螺栓孔中心线；⑵在素砼垫层上方绑扎底层钢筋，底层钢筋绑扎完成后，向上绑扎立筋和中层钢筋；⑶在中层钢筋的上方焊接锚固框架，所述锚固框架的底部通过直立钢管和斜钢管支撑在素砼垫层上，所述锚固框架由锚固槽钢沿水平面焊接而成，各锚固槽钢的中心线分别与素砼垫层上的地脚螺栓孔中心线对齐，各锚固槽钢的开口向上，且校正锚固框架的底面水平；⑷在锚固框架上方焊接上部立柱，在各上部立柱的顶部焊接定位框架，所述定位框架由定位槽钢沿水平面焊接而成，各定位槽钢的中心线分别与正下方的锚固槽钢中心线对齐，各定位槽钢的开口向下，且校正定位框架的顶面水平；⑸在定位框架的顶面上采用十字中心线标出各地脚螺栓的坐标位置，以各地脚螺栓的中心点为圆心分别画出地脚螺栓的投影圆和外套管投影圆，外套管的内径是地脚螺栓外径的1.5～2.5倍；⑹沿各地脚螺栓的投影圆分别在定位框架上切割出供地脚螺栓穿过的定位孔；⑺将各地脚螺栓的螺纹端分别自下而上从定位框架的定位孔中穿出，各地脚螺栓分别校正至竖直状态，然后将地脚螺栓下端的横向折边分别焊接在所述锚固框架上；⑻将外套管套装在各地脚螺栓上，各外套管的下端口分别与外套管投影圆对齐且通过点焊连接在定位框架的顶面上，各外套管的上端口与地基的顶面平齐，向外套管的内腔塞满柔性材料；⑼绑扎顶层钢筋，然后沿素砼垫层的外边沿向上立起竖模，竖模延伸至各外套管的上端口上方；⑽对各地脚螺栓的中心坐标测量复核后，在各地脚螺栓顶部的螺纹段上缠绕防护胶带；⑾自素砼垫层向上至外套管的上端口，完成设备地基的砼浇筑；⑿待钢筋砼层达到强度后，在各地脚螺栓的旁边放置底座垫铁，并调整使各底座垫铁的顶面位于同一水平面上；⒀撕掉各地脚螺栓上的防护胶带，清除外套管内腔的柔性材料；⒁将设备吊运至设备地基的正上方，使设备底板上的各地脚螺栓孔分别与各地脚螺栓对齐，然后设备平稳下落，直至设备底板落在各底座垫铁上；⒂旋掉各导向套，在各地脚螺栓上分别套装平垫片和弹簧垫片，然后旋上螺母并拧紧。
相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：⑴在素砼垫层顶面划出设备底座的外廓线和地脚螺栓孔中心线为上方框架的架设提供准确依据；⑵通过切割相同长度的直立钢管，便于调整锚固框架的水平，校正各锚固槽钢中心线分别与地脚螺栓孔中心线对齐，且锚固框架水平后，加焊斜钢管可以使锚固框架的位置更加稳定；⑶切割相同长度的上部立柱，可以方便校正定位框架的顶面水平，定位框架和锚固框架的投影重合也就保证了定位槽钢的中心线与地脚螺栓孔中心线重合；⑷根据十字中心线画出地脚螺栓投影圆和外套管投影圆，采用气割沿地脚螺栓投影圆割出定位孔，可以准确确定各地脚螺栓的坐标，锚固框架与定位框架之间的距离确定各地脚螺栓的高度位置，校正各地脚螺栓竖直后将下端的横向折边焊接在锚固框架上，首先保证了地脚螺栓的连接拉力，确保能够承受极大的拉力，其次可以保证各地脚螺栓顶部露出钢筋砼层顶面的高度一致，利于大型设备吊装落位时，设备上的各地脚螺栓孔同步套入相应的地脚螺栓；再其次不会受后期扎钢筋和浇砼的影响，完成了各地脚螺栓的精确定位；⑸外套管的内径是地脚螺栓外径的1.5～2.5倍，可以使各地脚螺栓的上部作一定的晃动，可以补偿砼凝固使体积变化造成的地脚螺栓位置的误差，便于在设备落座时能够顺利套入设备上的螺栓孔中；填充的柔性材料可以避免浇筑时砂浆落入外套管内腔，且便于浇筑后进行清理；⑹防护胶带可以保护地脚螺栓顶部的螺纹段不会粘接砂浆，且可以避免扎钢筋时将螺纹磕伤；⑺底座垫铁放置在地脚螺栓的旁边，在螺栓收紧时可以减小设备底板的变形，防止铸铁座开裂。
作为本发明的改进，步骤⒀中，撕掉防护胶带后，在各地脚螺栓的螺纹段上分别旋接导向套，各所述导向套的上端分别设有与导向套本体共轴线的锥形尖顶。导向套对地脚螺栓的螺纹形成保护，防止设备下落时将螺纹碰伤造成螺母无法旋接，导向套上部的锥形尖顶插入设备螺栓孔方便，大大降低了设备吊装落座时对齐各地脚螺栓的难度。
作为本发明的进一步改进，还包括步骤⒃：将设备底板与设备地基顶面之间的所有空隙采用减震抗压环氧树脂进行灌浆浇筑，所述减震抗压环氧树脂的灌浆浇筑依次包括如下步骤：①按以下组份及重量含量准备原料，双酚a型环氧树脂：100份；聚酰胺固化剂：40～50份；纳米二氧化硅：20～30份；玻璃纤维：8～10份；②在地基顶面采用20mm厚的木板分隔出网状伸缩缝，各伸缩缝合围区域的尺寸不大于2m*2m；③将双酚a型环氧树脂倒入手提式搅拌器中，启动手提式搅拌器使其转速保持在250转/分钟，然后将聚酰胺固化剂倒入手提式搅拌器中，继续搅拌2～4分钟；④将已混合的双酚a型环氧树脂和聚酰胺固化剂倒入立式搅拌机中，启动立式搅拌机使其转速保持在20转/分钟，再加入二氧化硅和玻璃纤维，继续搅拌5分钟；⑤立式搅拌机中的物料流入高位漏斗中，再从高位漏斗的出口向设备地基的顶面进行灌浆，灌浆从设备地基的一侧灌向另一侧，灌浆过程保持连续且避免振捣，⑥灌浆完成两小时后使用灰刀抚平表面；⑦灌浆层终凝后拆除模板及伸缩缝木板。本发明将双酚a型环氧树脂和聚酰胺固化剂快速混合均匀，然后再加入骨料纳米二氧化硅和玻璃纤维慢速搅拌至全部湿润，制成的减震抗压环氧树脂对钢铁的接着强度不低于20mpa，对混凝土的接着强度不低于10mpa；而传统的水泥灌浆与设备底座的接着强度小于5mpa，且容易产生龟裂。水泥浆无法有效降低设备造成之振动，本发明减震抗压环氧树脂的振动衰减能力为水泥的7.5倍，钢的30倍，泵可降低垂直振动值至2mm/s以下，防止机械轴封之损坏，延长设备的使用寿命，提高设备运转的精度。水泥灌浆凝固后的收缩率在0.3-0.5%，而该减震抗压环氧树脂凝固后的收缩率在万分之二以下。水泥灌浆需要等待五天以上才能完全硬化，而该减震抗压环氧树脂在25℃下只需36小时，设备即可投入运行，大大减少停机时间。水泥灌浆的抗压强度在40～60mpa，该减震抗压环氧树脂的抗压强度在100mpa以上。水泥灌浆有毛细孔，无法防止酸、碱、油等的侵蚀，容易造成基座损坏，本发明的减震抗压环氧树脂无毛细孔，完全防止酸、碱、油等的侵蚀，不会破坏基座。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。
图1为本发明大型设备的地脚预埋装置的结构示意图。
图2为图1中的局部放大图。
图中：1.素砼垫层；2.钢筋砼层；2a.底层钢筋；2b.中层钢筋；2c.顶层钢筋；3.地脚螺栓；4.锚固框架；5a.直立钢管；5b.斜钢管；6.定位框架；7.上部立柱；8.外套管；9.导向套；9a.锥形尖顶；10.柔性材料。
具体实施方式
如图1及图2所示，本发明大型设备的地脚预埋装置包括素砼垫层1，素砼垫层1上方设有钢筋砼层2，钢筋砼层2的上部预埋有多根地脚螺栓3，钢筋砼层2包括底层钢筋2a、中层钢筋2b和顶层钢筋2c，中层钢筋2b上方设有锚固框架4，锚固框架4的底部通过下部立柱支撑在素砼垫层1上；顶层钢筋2c的下方设有定位框架6，定位框架6的底部通过上部立柱7支撑在锚固框架4上；各地脚螺栓3的下端焊接在锚固框架4上，各地脚螺栓3的上端从定位框架6相应的定位孔中穿出。
锚固框架4在中层钢筋2b上方形成一个平行于素砼垫层1的钢架平台，定位框架6在顶层钢筋2c下方形成一个平行于锚固框架4的定位框架6，各地脚螺栓3的下端焊接在锚固框架4上既保证了地脚螺栓3的连接拉力，确保能够承受极大的拉力，又可以保证各地脚螺栓3顶部露出钢筋砼层2顶面的高度一致，利于大型设备吊装落位时，设备上的各地脚螺栓孔同步套入相应的地脚螺栓3；各地脚螺栓3的上部插接于定位框架6相应的定位孔中既可以确保各地脚螺栓3的坐标精确，又可以使各地脚螺栓3保持在竖直状态，以免上端倾斜造成设备落座困难。
各地脚螺栓3的下端连接有横向折边，各地脚螺栓3的横向折边分别焊接在锚固框架4上。横向折边可以延长各地脚螺栓3与锚固框架4的连接长度，提高地脚螺栓3承受重载拉力的能力。
各地脚螺栓3的上部外周套装有外套管8，外套管8的下端口焊接在定位框架6的顶面上，外套管8的上端口与钢筋砼层2的顶面平齐，外套管8的内腔填充有柔性材料10。设置外套管8使地脚螺栓3的上部可以在很小范围内晃动，外套管8与地脚螺栓3之间填充有柔性材料10可以避免砼漏人外套管8的内腔，各地脚螺栓3在保证坐标准确的基础上保持一定的弹性，便于在设备落座时能够顺利套入设备上的螺栓孔中，可以补偿砼凝固使体积变化造成的地脚螺栓位置的误差。
各地脚螺栓3的顶部分别旋接有导向套9，各导向套9分别设有与导向套本体共轴线的锥形尖顶9a。导向套9对地脚螺栓3的螺纹形成保护，防止地脚螺栓3的螺纹被碰伤造成螺母无法旋接，导向套9上部的锥形尖顶9a插入设备螺栓孔方便，大大降低了设备吊装落座时的难度。
锚固框架4或定位框架6由槽钢焊接而成。下部立柱包括直立钢管5a和斜钢管5b。
上部立柱7由槽钢切割而成，上部立柱7的下端与锚固框架4相焊接，上部立柱7的上端与定位框架6相焊接。可以保证定位框架6与锚固框架4相互平行，且施工快速方便。
本发明大型设备的地脚安装方法，依次包括如下步骤：⑴在设备地基的基坑底部浇筑素砼垫层，素砼垫层凝固后，在素砼垫层顶面划出设备底座的外廓线和地脚螺栓孔中心线。
⑵在素砼垫层上方绑扎底层钢筋，底层钢筋绑扎完成后，向上绑扎立筋和中层钢筋。
⑶切割多根相同长度的直立钢管，直立钢管的下端支撑在素砼垫层上，在直立钢管上方焊接锚固框架，锚固框架位于中层钢筋的上方，所述锚固框架由锚固槽钢沿水平面焊接而成，各锚固槽钢的中心线分别与素砼垫层上的地脚螺栓孔中心线对齐，各锚固槽钢的开口向上，且校正锚固框架的底面水平，校正完毕后在锚固框架下方加焊斜钢管，斜钢管的下端支撑在素砼垫层上，使锚固框架更加稳定。
⑷切割相同长度的槽钢作为上部立柱，上部立柱焊接在锚固框架的上方，在各上部立柱的顶部焊接定位框架，所述定位框架由定位槽钢沿水平面焊接而成，各定位槽钢的中心线分别与正下方的锚固槽钢中心线对齐，各定位槽钢的开口向下，且校正定位框架的顶面水平。
⑸在定位框架的顶面上采用十字中心线标出各地脚螺栓的坐标位置，以各地脚螺栓的中心点为圆心分别画出地脚螺栓的投影圆和外套管投影圆，外套管的内径是地脚螺栓外径的1.5～2.5倍。
⑹沿各地脚螺栓的投影圆分别在定位框架上切割出供地脚螺栓穿过的定位孔。
⑺将各地脚螺栓的螺纹端分别自下而上从定位框架的定位孔中穿出，各地脚螺栓分别校正至竖直状态，然后将地脚螺栓下端的横向折边分别焊接在所述锚固框架上。
⑻将外套管套装在各地脚螺栓上，各外套管的下端口分别与外套管投影圆对齐且通过点焊连接在定位框架的顶面上，各外套管的上端口与地基的顶面平齐，向外套管的内腔塞满柔性材料，避免浇筑时砂浆落入外套管内腔。
⑼绑扎顶层钢筋，然后沿素砼垫层的外边沿向上立起竖模，竖模延伸至各外套管的上端口上方。
⑽对各地脚螺栓的中心坐标测量复核后，在各地脚螺栓顶部的螺纹段上缠绕防护胶带，保护地脚螺栓顶部的螺纹段不会粘接砂浆，且可以避免扎钢筋时将螺纹磕伤。
⑾自素砼垫层向上至外套管的上端口，完成设备地基的砼浇筑。
⑿待钢筋砼层达到强度后，在各地脚螺栓的旁边放置底座垫铁，并调整使各底座垫铁的顶面位于同一水平面上。
⒀撕掉各地脚螺栓上的防护胶带，清除外套管内腔的柔性材料；在各地脚螺栓的螺纹段上分别旋接导向套，各所述导向套的上端分别设有与导向套本体共轴线的锥形尖顶。
⒁将设备吊运至设备地基的正上方，使设备底板上的各地脚螺栓孔分别与各地脚螺栓对齐，然后设备平稳下落，直至设备底板落在各底座垫铁上；混凝土在凝固时体积会发生一定变化，影响地脚螺栓的埋设精度，外套管与地脚螺栓之间的间隙给地脚螺栓提供了弹性晃动的空间，可以补偿砼凝固使体积变化造成的地脚螺栓位置的误差。
⒂旋掉各导向套，在各地脚螺栓上分别套装平垫片和弹簧垫片，然后旋上螺母并拧紧。
接下来将设备底板与设备地基顶面之间的所有空隙采用减震抗压环氧树脂进行灌浆浇筑，所述减震抗压环氧树脂的灌浆浇筑依次包括如下步骤：①按以下组份及重量含量准备原料，双酚a型环氧树脂：100份；聚酰胺固化剂：40～50份；纳米二氧化硅：20～30份；玻璃纤维：8～10份；②在地基顶面采用20mm厚的木板分隔出网状伸缩缝，各伸缩缝合围区域的尺寸不大于2m*2m；③将双酚a型环氧树脂倒入手提式搅拌器中，启动手提式搅拌器使其转速保持在250转/分钟，然后将聚酰胺固化剂倒入手提式搅拌器中，继续搅拌2～4分钟；④将已混合的双酚a型环氧树脂和聚酰胺固化剂倒入立式搅拌机中，启动立式搅拌机使其转速保持在20转/分钟，再加入二氧化硅和玻璃纤维，继续搅拌5分钟；⑤立式搅拌机中的物料流入高位漏斗中，再从高位漏斗的出口向设备地基的顶面进行灌浆，灌浆从设备地基的一侧灌向另一侧，灌浆过程保持连续且避免振捣，⑥灌浆完成两小时后使用灰刀抚平表面；⑦灌浆层终凝后拆除模板及伸缩缝木板。
本发明的减震抗压环氧树脂对钢铁的接着强度不低于20mpa，对混凝土的接着强度不低于10mpa，振动衰减能力为水泥的7.5倍，钢的30倍，凝固后的收缩率在万分之二以下。在25℃下只需36小时，设备即可投入运行，抗压强度在100mpa以上；无毛细孔，完全防止酸、碱、油等的侵蚀，不会破坏基座。
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。