一种大跨度建筑支撑结构及其施工方法与流程

本发明涉及建筑支撑结构技术领域，尤其是涉及一种大跨度建筑支撑结构及其施工方法。

背景技术：

建筑主体所受的水平荷载主要为风荷载，在大跨度建筑中，因为建筑物立面与水平的风的接触面更大，因此建筑物所承受的来自风荷载的水平力也就更大。大跨度建筑物用于抵抗水平力的结构主要为支撑柱，为使得建筑物能够具有更高的抵抗水平力的能力，则必须对支撑柱进行加固。目前，对支撑柱加固的方法为在支撑柱的底端浇筑水泥墩子，而水泥墩子属于后加固结构，其与支撑柱之间的一体性比较的差，因此水泥墩子能够起到的作用有限。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种大跨度建筑支撑结构及其施工方法，其优势在于大跨度建筑具有更高的抵抗水平力的能力。

本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种大跨度建筑支撑结构，包括伸入地基土中的桩体，以及插入桩体中的柱体，桩体所在的地基土中以及柱体上还设置有相互配合的限位机构，所述限位机构部分位于桩体中，并连接地基土与柱体。

通过采用上述技术方案，限位机构被浇筑在桩体中，因此桩体与柱体稳固连接。桩体因为伸入地基土中与地基土牢固结合，而具有较强的抗水平力的能力，而桩体与柱体被浇筑在一起，因此桩体与柱体之间一体性更强，因而具有更强的抗水平力的能力。此外，通过设置限位机构可以方便控制柱体插入至桩体的长度。

本发明进一步设置为：所述柱体为管状，所述柱体中浇筑有混凝土。

通过采用上述技术方案，在柱体的内部浇筑有混凝土，在混凝土固结后，混凝土与柱体共同受力，因此支撑柱具有更好的抗压强度。

本发明进一步设置为：所述桩体的上端向上延伸有加强部，所述加强部将柱体的下端包围在其中，且加强部与桩体一体浇筑形成。

通过采用上述技术方案，加强部与桩体一体浇筑形成，因此加强部与桩体之间具有较强的一体性。加强部将柱体的下端包围，进而使得桩体与柱体连接处受到更好的完毕，也进一步地加强了柱体与桩体连接处的强度。

本发明进一步设置为：所述限位机构包括设置在柱体外侧表面上的第一连接块，以及设置在桩体所在桩孔内壁上的与第一连接块对应的固定件，所述第一连接块至少在柱体上以等距圆周方式分布两个。

通过采用上述技术方案，在施工的过程中柱体插入桩体中，受到第一连接块与固定件的配合，对柱体伸入桩体的长度进行限制，使得柱体伸入桩体的长度保持在合适的范围内。

本发明进一步设置为：所述固定件包括固定轴以及固定在固定轴一端的固定块，所述桩孔内壁上设置有插入孔，所述固定轴被浇筑在插入孔中，在固定块上开设有t型的安装槽，而第一连接块则为t型块并且插入至安装槽中。

通过采用上述技术方案，固定轴被浇筑在插入孔中，使得固定件能够与地基土结合并且获得足够的支撑力以对柱体进行承重支撑。

本发明进一步设置为：所述限位机构包括埋置在地基土中的限位环以及设置在柱体上的限位板，限位环与桩孔同轴设置，并且限位环的内径小于桩孔的内径。

通过采用上述技术方案，在施工的过程中，柱体插入至桩体中使得限位板与限位环接触，进而限制柱体进入桩体的长度。

本发明进一步设置为：所述限位板设置在柱体内，并且限位板的两端从柱体内穿出，限位板位于柱体外的部分的下端固定有底板，底板则抵接在限位环上。

通过采用上述技术方案，底板与限位板相比，其在与限位环接触时的面积更大，因此能够将柱体作用在限位板上的压强分散，使得限位环不易因为压强过大而损坏。

本发明的第二个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种大跨度建筑支撑结构的施工方法，包括如下的施工步骤：

步骤一：开挖形成桩孔；

步骤二：在桩孔的内壁上开挖形成插入孔，插入孔在相同高度以圆周等距形式分布；

步骤三：在桩体中吊入钢筋笼；

步骤四：将固定件的固定轴插入至插入孔中，然后在插入孔中注入水泥砂浆；

步骤五：利用方位导向件与固定件连接以确保固定件之间的相对位置，以及安装槽的朝向；

步骤六：在插入孔中的水泥砂浆固结后向桩孔中浇筑入混凝土；

步骤七：取下方位导向件，然后将柱体插入至桩孔中，并且让第一连接块插入至安装槽中；

步骤八：在桩孔上方支模板将柱体的下端包围；

步骤九：在模板中浇筑混凝土，让混凝土填充满桩孔以及模板内，并一体浇筑形成桩体以及加强部；

步骤十：在柱体中浇筑入混凝土。

通过采用上述技术方案，以合理的施工步骤快速高效的施工形成用于大跨度建筑支撑的结构。步骤三设置在步骤二之后是为了方便在桩孔内壁上设置插入孔，桩体内若已放入钢筋笼则会阻碍到插入孔的开孔；步骤六设置在步骤七之前，确保插入孔中的砂浆固结，进而提高给柱体足够强度的支撑力；步骤十中在桩体达到一定的强度后，才向柱体中浇筑入混凝土，这是因为固定在插入孔中的固定件不足以供给柱体以及柱体中的混凝土的支撑力，桩体达到一定的强度后才向柱体中注入混凝土，使得桩体也能够分担一部分柱体及其内部混凝土的重量，避免固定件无法提供足够支撑力而被柱体及其内部混凝土自重破坏，进而导致柱体陷入桩体中。

本发明进一步设置为：所述方位导向件包括一个连接环，连接环的外侧圆周上面固定有第二连接块，在使用方位导向件时，连接环上的第二连接块插入至安装槽中。

通过采用上述技术方案，固定件受到方位导向件的作用，相互之间能够保持比较合适的位置，以便于柱体上的第一连接块插入至安装槽中。

本发明的第三个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种大跨度建筑支撑结构的施工方法，包括如下的施工步骤：

步骤一：开挖形成桩孔；

步骤二：在桩孔所在的上端继续下挖形成与桩孔同轴的圆形预埋槽；

步骤三：在桩体中吊入钢筋笼；

步骤四：在预埋槽中设置与桩孔同轴的限位环，限位环可以为现场浇筑形成地混凝土结构，或是预制金属结构的；

步骤五：向桩孔中浇筑入混凝土，混凝土浇筑至限位环所在位置500mm以下；

步骤六：将柱体穿过限位环插入至桩孔中；

步骤七：在桩孔上方支模板将柱体的下端包围；

步骤八：在模板中浇筑混凝土，让混凝土填充满桩孔以及模板内，并一体浇筑形成桩体以及加强部；

步骤九：在柱体中浇筑入混凝土。

通过采用上述技术方案，以合理的施工步骤快速高效的施工形成用于大跨度建筑支撑的结构。步骤三设置在步骤二之后是为了方便在桩孔内壁上设置插入孔，桩体内若已放入钢筋笼则会阻碍到插入孔的开孔；步骤九中在桩体达到一定的强度后才向柱体中浇筑入混凝土，这是因为限位环不足以供给柱体以及柱体中的混凝土的支撑力，桩体达到一定的强度后才向柱体中注入混凝土，使得桩体也能够分担一部分柱体及其内部混凝土的重量，避免限位无法提供足够支撑力被柱体及其内部混凝土自重破坏，进而导致柱体陷入桩体中。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、限位机构被浇筑在桩体中，因此桩体与柱体稳固连接。桩体因为伸入地基土中与地基土牢固结合，而具有较强的抗水平力的能力，而桩体与柱体被浇筑在一起，因此桩体与柱体之间一体性更强，因而具有更强的抗水平力的能力；

2、加强部与桩体一体浇筑形成，因此加强部与桩体之间具有较强的一体性。加强部将柱体的下端包围，进而使得桩体与柱体连接处受到更好的完毕，也进一步地加强了柱体与桩体连接处的强度；

3、在施工的过程中柱体插入桩体中受到限位机构作用，对柱体伸入桩体的长度进行限制，使得柱体伸入桩体的长度保持在合适的范围内。

附图说明

图1为实施例一、二的整体结构示意图；

图2为实施例一、二的整体剖面结构示意图；

图3为实施例一、二的方位导向件结构示意图；

图4为实施例三、四的整体结构示意图。

附图标记：1、桩体；2、柱体；3、地基土；4、第一连接块；5、固定件；6、固定轴；7、固定块；8、安装槽；9、插入孔；10、加强部；11、方位导向件；12、连接环；13、第二连接块；14、限位环；15、限位板；16、安装孔；17、底板；19、桩孔；20、预埋槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图1、2所示，一种大跨度建筑支撑结构，包括于支撑柱所在位置处设置的挖孔灌注桩的桩体1，以及下端竖直插入至桩体1中的钢柱柱体2，桩体1所在的地基土3中以及柱体2上还设置有相互配合的限位机构。

柱体2为方形的长管状，限位机构包括在柱体2每个侧面上均固定有一个的第一连接块4，以及设置在桩体1所在桩孔19内壁上的与第一连接块4对应的固定件5。固定件5包括固定轴6以及固定在固定轴6一端的固定块7，在固定块7上开设有t型的安装槽8，而第一连接块4则为t型块并且插入至安装槽8中。

桩体1所在的桩孔19内壁上开设有倾斜的插入孔9，固定轴6则插入至插入孔9中，并且固定轴6通过灌注在插入孔9中的水泥砂浆固定在其中。第一连接块4以及固定块7均被浇筑在桩体1中，因此桩体1与柱体2稳固连接。也因为桩体1与柱体2被浇筑在一起，因此桩体1与柱体2之间一体性更强，因而具有更强的抗水平力的能力。

在柱体2的内部浇筑有混凝土，在混凝土固结后，混凝土与柱体2共同受力，因此支撑柱具有更好的抗压强度。此外，在桩体1的上端向上延伸有加强部10，加强部10为圆柱状且将柱体2的下端包围在其中。加强部10与桩体1一体浇筑形成，因此加强部10与桩体1之间具有较强的一体性。加强部10的外径大于桩体1的外径，进而使得桩体1与柱体2连接处受到更好的完毕，也进一步地加强了柱体2与桩体1连接处的强度。

实施例二：

如图1、2所示，针对实施例一种所记载一种大跨度建筑支撑结构的施工方法：

包括如下的施工步骤：

步骤一：开挖形成桩孔19；

步骤二：在桩孔19的内壁上开挖形成四个插入孔9，插入孔9在相同高度以圆周等距形式分布；

步骤三：在桩体1中吊入钢筋笼（图中未示出）；

步骤四：将固定件5的固定轴6插入至插入孔9中，然后在插入孔9中注入水泥砂浆；

步骤五：利用方位导向件11（参照图3）与固定件5连接以确保固定件5之间的相对位置，以及安装槽8的朝向；其中，方位导向件11包括一个连接环12，连接环12的外侧圆周上面固定有第二连接块13，第二连接块13沿周向方向布置有四个；在使用方位导向件11时，连接环12上的第二连接块13插入至安装槽8中；

步骤六：在插入孔9中的水泥砂浆固结后向桩孔19中浇筑入混凝土，混凝土浇筑至插入孔9所在位置500mm以下；

步骤七：取下方位导向件11，然后将柱体2插入至桩孔19中，并且让第二连接块13插入至安装槽8中；

步骤八：在桩孔19上方支模板将柱体2的下端包围；

步骤九：在模板中浇筑混凝土，让混凝土填充满桩孔19以及模板内，并一体浇筑形成桩体1以及加强部10；

步骤十：在桩体1达到一定的强度后，在柱体2中浇筑入混凝土。

实施例三：

相比于实施例一的区别之处在于：

如图4所示，限位机构包括埋置在地基土3中的限位环14以及设置在柱体2上的限位板15。其中限位环14与桩孔19同轴设置，并且限位环14的内径小于桩孔19的内径。限位环14可以为浇筑形成地混凝土结构，或是金属结构。桩体1上的相对两侧面上开设有对应的安装孔16，限位板15设置在柱体2中并且其两端从安装孔16的两端穿出。限位板15位于柱体2外的部分的下端固定有底板17，底板17则抵接在限位环14上。限位环14位于桩孔19范围以内部分以及限位板15均被浇筑在桩体1中，因此桩体1与柱体2稳固连接并具有较强的一体性。

实施例四：

针对实施例三中所记载的一种大跨度建筑支撑结构的施工方法：

包括如下的施工步骤：

步骤一：开挖形成桩孔19；

步骤二：在桩孔19所在的上端继续下挖形成与桩孔19同轴的圆形预埋槽20；

步骤三：在桩体1中吊入钢筋笼；

步骤四：在预埋槽20中设置与桩孔19同轴的限位环14，限位环14可以为现场浇筑形成地混凝土结构，或是预制金属结构的；

步骤五：向桩孔19中浇筑入混凝土，混凝土浇筑至限位环14所在位置500mm以下；

步骤六：将柱体2穿过限位环14插入至桩孔19中；

步骤七：在桩孔19上方支模板将柱体2的下端包围；

步骤八：在模板中浇筑混凝土，让混凝土填充满桩孔19以及模板内，并一体浇筑形成桩体1以及加强部10；

步骤九：在桩体1达到一定的强度后，在柱体2中浇筑入混凝土。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。