一种钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，其特征在于先在预制场或施工现场组装可调式的组装模架；组装模架构件定位完成后，将底部模板拆除，再将地脚螺栓穿过组装模架的组装限位螺栓穿过孔和地脚螺栓穿过孔；然后将地锚螺栓与下定位板连接，并通过调平螺母和横向连接筋分别调整下定位板的水平度和地脚螺栓的竖直度；再通过预定位注浆管对上定位板和下定位板之间的空隙填充预定位注浆体，待预定位注浆体初凝后拆除顶部模板，再进行其他区域的基础混凝土浇筑。本发明不但可以缩短现场地脚螺栓安装定位的时间，而且可以提升地脚螺栓定位的准确度，还可以防止基础混凝土浇筑对地脚螺栓空间位置的影响。
【专利说明】
一种钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种钢结构地脚螺栓预埋结构施工方法，特别涉及一种可有效缩短现场施工时间、提高地脚螺栓定位精度的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，属于建筑工程领域，适用于钢结构地脚螺栓施工工程。
【背景技术】
[0002]近年来，随着城市建设的快速发展，钢结构建筑应用越来越普遍。在钢结构施工中，钢结构地脚螺栓的安装质量和定位准确度对钢结构的安全和施工质量影响突出。
[0003]已有一种组合型多功能地脚螺栓定位模板，模板的框架由四个伸缩杆件按照小钢件嵌套在大钢件内部的连接方式依次连接形成;连接件的下端U型钢件的U型槽卡在伸缩杆件上，并通过螺栓与伸缩杆件固定连接;地脚螺栓固定标准件穿过连接件上端U型钢侧面的两个通孔，并通过螺栓与连接件固定连接。该结构虽可从横向、竖向调整地脚螺栓的位置，但难以增强地脚螺栓与地基土的连接，且该结构安装复杂、定位工作量大。
[0004]—种高精度地脚螺栓预埋施工工法，采取了制作高精度定位夹具，对每组设备基础的预埋地脚螺栓进行集群控制，并且在地脚螺栓外侧设置弹性卡具，并将弹性卡具上的支脚嵌入定位夹具上的卡位孔中，弹簧卡具卡合在地脚螺栓定位夹具上，进一步加固地脚螺栓，防止地脚螺栓松动。该施工方法虽可防止地脚螺栓松动问题，但难以对地脚螺栓空间位置进行调整，且现场施工作业量大、难以有效提升地脚螺栓定位精度。
[0005]综上所述，现有钢结构地脚螺栓的施工工艺、结构虽在适宜的工况下取得了较好的工程效益，但尚存一定欠缺，主要体现在:地脚螺栓定位结构设计欠合理、、地脚螺栓定位精度低、结构整体连接强度不足、结构现场施工组装难度大等方面。鉴于此，基于当前地脚螺栓精确定位的实际需要，目前亟待发明一种可以有效缩短现场地脚螺栓安装定位的时间、提升地脚螺栓定位的准确度、降低基础混凝土浇筑对地脚螺栓空间位置影响的钢结构地脚螺栓预埋结构施工方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种可以有效缩短现场地脚螺栓安装定位的时间、提升地脚螺栓定位的准确度、降低基础混凝土浇筑对地脚螺栓空间位置影响的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法。
[0007]为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案:
一种钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，包括以下施工步骤:
1)地脚螺栓空间位置测试:根据钢结构柱地脚螺栓的设计要求，确定地脚螺栓的直径，以及组装限位螺栓穿过孔的孔径；
2)组装模架组装:在底部模板上部依次设置下定位板、竖向限位底板、竖向限位顶板、上定位板和顶部模板，竖向限位底板、竖向限位顶板通过横向限位弧板控制其竖直度，通过顶部限位板限制其水平位置，同时使底部模板的组装限位螺栓穿过下定板和上定位板的组装限位螺栓穿过孔;然后将组装连接螺栓穿过组装连接螺栓穿过孔，并将下定位板与上定位板、顶部模板连接牢固；
3)地锚螺栓校位:在钢结构地脚螺栓布设位置预埋与下定位板连接的地锚螺栓，并确保地锚螺栓与下部地基结构体连接牢固、地锚螺栓位置与下定位板地锚螺栓穿过孔位置相对应；
4)底部找平层铺设:在下定位板下部采用散体材料铺设底部找平层，并进行震动压密处理；
5)地脚螺栓安装:将组装模架的底部模板拆除，并在组装限位螺栓穿过孔和地脚螺栓穿过孔内插入地脚螺栓，使地脚螺栓底部的锚垫板与下定位板紧密接触，在地脚螺栓与竖向限位底板、竖向限位顶板之间设置横向连接筋；
6)地锚螺栓与下定位板连接:将与地脚螺栓连接好的组装模架放入底部找平层上部，并通过调平螺母调节下定位板水平，并使地锚螺栓紧固；
7)地脚螺栓空间位置校正:进行地脚螺栓空间位置测试，通过调节横向连接筋的松紧程度改变地脚螺栓的竖直度；
8)预定位注浆体施工:向顶部模板的预定位注浆管穿过孔内插入注浆管，自下定位板顶面开始同步对所有注浆管对称浇筑预定位注浆体材料，形成预定位注浆体；
9)顶部模板拆除:在预定位注浆体初凝后终凝前，对称松开组装连接螺栓，将顶部模板和组装连接螺栓一同移除；
10 )基础混凝土浇筑:进行钢结构柱地锚螺栓基础其他部位混凝土浇筑，并进行养护施工。
[0008]步骤2)所述下定位板和上定位板上沿环向设置3个或4个组装连接螺栓穿过孔，在下定位板的组装连接螺栓穿过孔内设置组装连接螺栓紧固螺纹，在上定位板下表面焊接顶部限位板。
[0009]步骤2)所述竖向限位底板、竖向限位顶板上设置竖向限位板连接槽、横向限位弧板插入槽和顶部限位槽;沿竖向限位底板、竖向限位顶板的竖向设置多排与地脚螺栓外侧横向连接筋位置相对应的滑移连接槽和连接螺栓。
[0010]步骤2)所述横向限位弧板圆心角为90°，在横向限位弧板两端设置弧板连接凸榫，弧板连接凸榫插入横向限位弧板插入槽。
[0011]步骤2)所述顶部模板上设置斜向组装连接螺栓穿过槽和组装限位螺栓穿过槽，夕卜侧边缘对称设置3-4个预定位注浆管穿过孔，在底部模板上设置组装限位螺栓和组装限位螺栓穿过槽。
[0012]步骤7)所述横向连接筋一端套于地脚螺栓外表面;另一端通过滑移连接槽和连接螺栓将横向连接筋与竖向限位底板或竖向限位顶板连接牢固。
[0013]步骤8)所述预定位注浆体采用自密实细粒式混凝土。
[0014]步骤3)所述地锚螺栓呈“L”形，一端锚固于下部地基结构体内，另一端穿过下定位板的地锚螺栓穿过孔，并与调平螺母连接。
[0015]本发明具有以下的特点和有益效果
(I)在预制场或施工现场，采用底部模板、顶部模板、组装限位螺栓和组装连接螺栓对下定位板、竖向限位底板、竖向限位顶板、上定位板进行快速定位，不但可以提升组装模架的安装效率，而且可以提升结构的定位精度。
[0016](2)地脚螺栓穿过下定位板、上定位板的地脚螺栓穿过孔或组装限位螺栓穿过孔后，通过锚垫板与下定位板连接牢固，通过横向拉结筋控制地脚螺栓的竖直度，从而实现对地脚螺栓空间位置的快速校正。
[0017](3)地脚螺栓周边混凝土浇筑时，先浇筑预定位注浆体对地脚螺栓进行限位，再进行基础混凝土浇筑，可防止基础混凝土浇筑影响地脚螺栓的位置。
【附图说明】
[0018]图1是本发明一种钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构地脚螺栓安装完成后结构剖面示意图；
图2是图1基础混凝土浇筑完成后结构剖面示意图；
图3是图1钢结构地脚螺栓定型模具组装完成后结构剖面示意图；
图4是图1竖向限位底板、竖向限位顶板与横向限位弧板连接结构示意图；
图5是图1竖向限位顶板正立面示意图；
图6是图1竖向限位底板正立面示意图；
图7是图1下定位板平面示意图；
图8是图1上定位板平面示意图；
图9是图3底部模板平面示意图；
图10是图1顶部模板平面示意图；
图11是本发明一种钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工流程图。
[0019]图中:1_地脚螺栓;2-组装限位螺栓穿过孔;3-底部模板;4-下定位板;5-竖向限位底板;6-竖向限位顶板;7-上定位板;8-顶部模板;9-横向限位弧板；10-顶部限位板；11-组装限位螺栓；12-地锚螺栓；13-下部地基结构体；14-地锚螺栓穿过孔；15-底部找平层；16-组装连接螺栓穿过孔；17-地脚螺栓穿过孔；18-锚垫板；19-横向连接筋;20-调平螺母;21-预定位注浆管穿过孔;22-注浆管；23-预定位注浆体;24-基础混凝土; 25-竖向限位板连接槽;26-横向限位弧板插入槽;27-顶部限位槽;28-滑移连接槽;29-连接螺栓;30-弧板连接凸榫;31-组装连接螺栓;32-组装连接螺栓穿过槽;33-组装限位螺栓穿过槽。
具体实施例
[0020]以下结合【附图说明】对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
[0021]地脚螺栓设计及制作技术要求、预定位注浆体施工技术要求、基础混凝土浇筑施工技术要求、上定位板和下定位板设计及施工技术要求、钢筋绑扎或焊接施工技术要求、地锚螺栓设计及施工技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本发明涉及方法的实施方式。
[0022]图1是本发明一种钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构地脚螺栓安装完成后结构剖面示意图，图2是图1基础混凝土浇筑完成后结构剖面示意图，图3是图1钢结构地脚螺栓定型模具组装完成后结构剖面示意图，图4是图1竖向限位底板、竖向限位顶板与横向限位弧板连接结构示意图，图5是图1竖向限位顶板正立面示意图，图6是图1竖向限位底板正立面示意图，图7是图1下定位板平面示意图，图8是图1上定位板平面示意图，图9是图1底部模板平面示意图，图10是图1顶部模板平面示意图。
[0023]参照图1?图10所示的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构，在顶部模板8和底部模板3之间设置下定位板4和上定位板7，下定位板4和上定位板7通过竖向限位顶板6和竖向限位底板5连接，竖向限位顶板6和竖向限位底板5之间设置横向限位弧板9;下定位板4与下部地基结构体13通过地锚螺栓12连接，并在下定位板4上设调平螺母20;在地脚螺栓I外侧设置预定位注浆体23和基础混凝土 24。
[0024]地脚螺栓I采用直径48mm、长1000mm、强度等级为Q235的锚板地脚螺栓，同一地脚螺栓组群含8个地脚螺栓I;组装限位螺栓穿过孔2和地脚螺栓穿过孔17的孔径为54mm;组装限位螺栓穿过孔2沿下定位板4和上定位板7环向均匀布设4个;地脚螺栓穿过孔17位于相邻组装限位螺栓穿过孔2中间，共设4个。
[0025]底部模板3和顶部模板8采用1.0mX1.0m、厚10mm、强度等级为Q235的方形钢板;底部模板3上设置4个组装限位螺栓11和组装限位螺栓穿过槽33;组装限位螺栓11采用直径48mm、长600mm、强度等级为Q235的双螺纹螺栓;组装限位螺栓穿过槽33宽60mm、长120mm，轴线穿过底部模板3的中心;顶部模板8上设置斜向组装连接螺栓穿过槽32和组装限位螺栓穿过槽33，外侧边缘对称设置4个预定位注浆管穿过孔21;组装连接螺栓穿过槽32宽30mm、长60mm，轴线穿过顶部模板8的中心;预定位注楽管穿过孔21的孔径为40mm。
[0026]下定位板4采用0.6mX 0.6m、厚20mm、强度等级为Q235的方形钢板;上定位板7均采用0.8m X 0.8m、厚20mm、强度等级为Q235的方形钢板;在下定位板4和上定位板7上沿环向设置4个组装连接螺栓穿过孔16，在下定位板4上设置4个地锚螺栓穿过孔14，地锚螺栓穿过孔14直径为30mm;组装连接螺栓穿过孔16的内径为25mm;组装连接螺栓31螺杆长500m，采用螺纹外径为25mm的六角平头螺栓;在上定位板7下表面设有顶部限位板10，顶部限位板10采用厚10mm、长度和宽度均为250mm方形钢板;地锚螺栓12采用采用直径32mm、长500mm的螺纹钢筋预制呈L形。
[0027]竖向限位底板5和竖向限位顶板6均采用长0.5m、高0.45m、厚20mm、强度等级为Q235的长方形钢板;在竖向限位底板5和竖向限位顶板6上设置竖向限位板连接槽25、横向限位弧板插入槽26、顶部限位槽27;沿竖向限位底板5、竖向限位顶板6的竖向设置两排与地脚螺栓I外侧横向连接筋19位置相对应的滑移连接槽28和连接螺栓29 ο竖向限位板连接槽25高225mm;横向限位弧板插入槽26高40mm、宽40mm;顶部限位槽27宽250mm、高1mm;横向连接筋19采用高20mm、厚5mm的钢片，一端套于地脚螺栓I外表面，另一端通过滑移连接槽28和连接螺栓29将横向连接筋19与竖向限位底板5或竖向限位顶板6连接牢固；滑移连接槽28长40mm、宽12mm ；连接螺栓29采用外径1mm的六角平头螺栓。
[0028]横向限位弧板9圆心角为90°，采用厚20mm、强度等级为Q235的钢板切割而成;在横向限位弧板9的两端设置弧板连接凸榫30，弧板连接凸榫30宽40mm、长20mm。
[0029]下部地基结构体13采用强度等级为C25的混凝土饶筑而成。底部找平层15厚40mm，采用级配良好的中砂材料。
[0030]锚垫板18采用宽150mm、长150mm、厚20mm、强度等级为Q235的方形钢板，锚垫板18
与地脚螺栓I焊接连接。
[0031]调平螺母20采用内径32mm螺母。注浆管22采用直径25mm的橡胶软管。预定位注浆体23采用强度等级为C35的自密实细粒式混凝土。基础混凝土24采用强度等级为C35的普通混凝土。
[0032]图11是钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工流程图。参照图11所示，钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构包括以下施工步骤:
1)地脚螺栓I空间位置测试:根据钢结构柱地脚螺栓I的设计要求，确定地脚螺栓I的直径，以及组装限位螺栓穿过孔2的孔径；
2)组装模架组装:在底部模板3上部依次设置下定位板4、竖向限位底板5、竖向限位顶板6、上定位板7和顶部模板8，竖向限位底板5、竖向限位顶板6通过横向限位弧板9控制其竖直度，通过顶部限位板10限制其水平位置，同时使底部模板3的组装限位螺栓11穿过下定板4和上定位板7的组装限位螺栓穿过孔2;然后将组装连接螺栓31穿过组装连接螺栓穿过孔16，并将下定位板4与上定位板7、顶部模板8连接牢固；
3)地锚螺栓12校位:在钢结构地脚螺栓I布设位置预埋与下定位板4连接的地锚螺栓12，并确保地锚螺栓12与下部地基结构体13连接牢固、地锚螺栓12位置与下定位板4地锚螺栓穿过孔14位置相对应；
4)底部找平层15铺设:在下定位板4下部采用散体材料铺设底部找平层15，并进行震动压密处理；
5)地脚螺栓I安装:将组装模架的底部模板3拆除，并在组装限位螺栓穿过孔2和地脚螺栓穿过孔17内插入地脚螺栓I，使钢结构地脚螺栓I底部的锚垫板18与下定位板4紧密接触，在地脚螺栓I与竖向限位底板5、竖向限位顶板6之间设置横向连接筋19;
6)地锚螺栓12与下定位板4连接:将与地脚螺栓I连接好的组装模架放入底部找平层15上部，并通过调平螺母20调节下定位板4水平，并使地锚螺栓12紧固；
7)地脚螺栓空间位置校正:进行地脚螺栓I空间位置测试，通过调节横向连接筋19的松紧程度改变地脚螺栓I的竖直度；
8)预定位注浆体23施工:向顶部模板8的预定位注浆管穿过孔21内插入注浆管22，自下定位板4顶面开始同步对所有注浆管22对称浇筑预定位注浆体材料，形成预定位注浆体23 ；
9)顶部模板8拆除:在预定位注浆体23初凝后终凝前，对称松开组装连接螺栓31，将顶部模板8和组装连接螺栓31 —同移除；
10 )基础混凝土 24浇筑:进行钢结构柱地锚螺栓基础其他部位混凝土浇筑，并进行养护施工。
【主权项】
1.一种钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，其特征在于:包括以下施工步骤: 1)地脚螺栓(I)空间位置测试:根据钢结构柱地脚螺栓(I)的设计要求，确定地脚螺栓(I)的直径，以及组装限位螺栓穿过孔(2)的孔径； 2)组装模架组装:在底部模板(3)上部依次设置下定位板(4)、竖向限位底板(5)、竖向限位顶板(6)、上定位板(7)和顶部模板(8)，竖向限位底板(5)、竖向限位顶板(6)通过横向限位弧板(9)控制其竖直度，通过顶部限位板(10)限制其水平位置，同时使底部模板(3)的组装限位螺栓(11)穿过下定板(4)和上定位板(7)的组装限位螺栓穿过孔(2);然后将组装连接螺栓(31)穿过组装连接螺栓穿过孔(16)，并将下定位板(4)与上定位板(7)、顶部模板(8)连接牢固； 3)地锚螺栓(12)校位:在钢结构地脚螺栓(I)布设位置预埋与下定位板(4)连接的地锚螺栓(12)，并确保地锚螺栓(12)与下部地基结构体(13)连接牢固、地锚螺栓(12)位置与下定位板(4)地锚螺栓穿过孔(14)位置相对应； 4)底部找平层(15)铺设:在下定位板(4)下部采用散体材料铺设底部找平层(15)，并进行震动压密处理； 5)地脚螺栓(I)安装:将组装模架的底部模板(3)拆除，并在组装限位螺栓穿过孔(2)和地脚螺栓穿过孔(17)内插入地脚螺栓(I)，使地脚螺栓(I)底部的锚垫板(18)与下定位板(4)紧密接触，在地脚螺栓(I)与竖向限位底板(5)、竖向限位顶板(6)之间设置横向连接筋(19)； 6)地锚螺栓(12)与下定位板(4)连接:将与地脚螺栓(I)连接好的组装模架放入底部找平层(15)上部，并通过调平螺母(20)调节下定位板(4)水平，并使地锚螺栓(12)紧固； 7)地脚螺栓空间位置校正:进行地脚螺栓(I)空间位置测试，通过调节横向连接筋(19)的松紧程度改变地脚螺栓(I)的竖直度； 8)预定位注浆体(23)施工:向顶部模板(8)的预定位注浆管穿过孔(21)内插入注浆管(22)，自下定位板(4)顶面开始同步对所有注浆管(22)对称浇筑预定位注浆体材料，形成预定位注浆体(23); 9)顶部模板(8)拆除:在预定位注浆体(23)初凝后终凝前，对称松开组装连接螺栓(31)，将顶部模板(8)和组装连接螺栓(31)—同移除； 10)基础混凝土(24)浇筑:进行钢结构柱地锚螺栓基础其他部位混凝土浇筑，并进行养护施工。2.根据权利要求1所述的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，其特征在于:步骤2)所述下定位板(4)和上定位板(7)上沿环向设置3个或4个组装连接螺栓穿过孔(16)，在下定位板(4)的组装连接螺栓穿过孔(16)内设置组装连接螺栓紧固螺纹，在上定位板(7)下表面焊接顶部限位板(10)。3.根据权利要求1所述的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，其特征在于:步骤2)所述竖向限位底板(5)、竖向限位顶板(6)上设置竖向限位板连接槽(25)、横向限位弧板插入槽(26)和顶部限位槽(27);沿竖向限位底板(5)、竖向限位顶板(6)的竖向设置多排与地脚螺栓(I)外侧横向连接筋(19 )位置相对应的滑移连接槽(2 8 )和连接螺栓(29)。4.根据权利要求1所述的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，其特征在于:步骤2)所述横向限位弧板(9)圆心角为90°，在横向限位弧板(9)两端设置弧板连接凸榫(30)，弧板连接凸榫(30)插入横向限位弧板插入槽(26)。5.根据权利要求1所述的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，其特征在于:步骤2)所述顶部模板(8)上设置斜向组装连接螺栓穿过槽(32)和组装限位螺栓穿过槽(33)，外侧边缘对称设置3-4个预定位注浆管穿过孔(21)，在底部模板(3)上设置组装限位螺栓(11)和组装限位螺栓穿过槽(33)。6.根据权利要求1所述的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，其特征在于:步骤7)所述横向连接筋(19)一端套于地脚螺栓(I)外表面；另一端通过滑移连接槽(28)和连接螺栓(29)将横向连接筋(19)与竖向限位底板(5)或竖向限位顶板(6)连接牢固。7.根据权利要求1所述的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，其特征在于:步骤8)所述预定位注浆体(23)采用自密实细粒式混凝土。8.根据权利要求1所述的钢结构地脚螺栓定型模具精细化预埋结构施工方法，其特征在于:步骤3)所述地锚螺栓(12)呈“L”形，一端锚固于下部地基结构体(13)内，另一端穿过下定位板(4)的地锚螺栓穿过孔(14)，并与调平螺母(20)连接。
【文档编号】E04B1/41GK106013203SQ201610361957
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】王新泉, 韩尚宇, 朱凯
【申请人】杭州江润科技有限公司