一种建筑边梁防冻胀结构及其施工工法的制作方法

1.本发明涉及建筑工艺方法领域，具体涉及一种建筑边梁防冻胀结构及其施工工法。


背景技术：

2.冻胀力是在土体受冻发生冻胀时，土体内部的水变成冰而使其体积膨胀、土体颗粒位置发生相对位移，而形成的一种内应力。
3.由于建筑物的基础或基础梁位于冻土层中，基础或基础梁使得地基土的冻胀变形受到约束，而地基土冻结时产生的冻胀力会以荷载的形式作用基础或基础梁上，进而引发引起基础的位移及变形，当这种位移和变形持续积累并达到一定程度后，会直接影响建筑结构的稳定性和安全性。现有建筑基础梁防冻胀工法主要通过换填地基土工艺实现，该工法形成的边梁防冻胀构造(如图1所示)在实际应用中地基土存在冻涨量超标的情况。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：充分考虑土的冻胀力产生的荷载效应，以及其对建筑结构产生的影响，克服现有换填地基土工法冻胀量超标的缺陷，提供一种建筑边梁防冻胀结构及其施工工法，其采用梁底及梁外侧设置保温层的方式，减小或避免地基土冻胀力对基础边梁产生作用。
5.本建筑边梁防冻胀结构包括边梁底部与开挖坑底部之间的梁底保温层、垫层、填充层，边梁外侧的梁外保温层、沥青隔离层，其中，所述梁底保温层设置在边梁底面上，所述垫层设置在开挖坑底面上，所述填充层填充于所述梁底保温层与垫层之间；所述沥青隔离层设置在边梁、梁底保温层、填充层形成的整体结构外侧，所述梁外保温层设置在沥青隔离层外侧；所述梁底保温层和梁外保温层均为聚苯乙烯泡沫挤塑保温板。通过在梁底及梁外侧设置保温层，减小或避免地基土冻胀力对基础边梁产生作用，其中梁底部保温板可消除基础梁底部的法向冻胀力，梁外侧保温板可消除基础梁外侧的水平和切向冻胀力，基础梁外侧涂布沥青隔离层，可消除切向冻胀力对基础梁的作用。所述梁底保温层和梁外保温层采用聚苯乙烯泡沫挤塑保温板，具有一定的憎水和防潮性，抗冻胀性能较强。
6.进一步的，所述梁底保温层与底梁底面之间设有聚合物水泥砂浆层，所述梁底保温层与填充层之间设有水泥砂浆保护层，所述水泥砂浆保护层为1:3水泥砂浆保护层。聚合物水泥砂浆层用于粘结梁底保温层与底梁底面，并形成整体稳定结构；水泥砂浆保护层用于隔离梁底保温层和填充层，并对梁底保温层起到保护作用。
7.进一步的，所述沥青隔离层与梁外保温层之间设有水泥砂浆稳定层，水泥砂浆稳定层为1:2.5水泥砂浆稳定层。水泥砂浆稳定层用于形成具有一定强度的梁外保温层结合面。
8.进一步的，所述填充层内部预埋有钢筋架。提升使梁底结构的强度。
9.作为优化方案，所述边梁内侧设有梁内保温层、沥青隔离层和加固墩，所述加固墩
与底部与所述填充层形成整体。增加梁内侧保温板可消除基础梁内侧的水平和切向冻胀力，加固墩与底部与所述填充层，用于提升梁底结构的整体性和稳定性。
10.本建筑边梁防冻胀结构的施工工法包括以下步骤，
11.s1土方开挖：对待处理边梁外侧土方进行开挖，至露出边梁下表面，并继续向下开挖100cm，将开挖坑内侧及底部挖面，形成内侧为立面、底面为平面的开挖坑；
12.s2垫层浇筑：在开挖坑底面上支设混凝度模板，向模板泵送商砼形成垫层，机械振捣密实；
13.s3梁底保温层铺设及保护层：处理梁底后，进行边梁定位放线，在梁底铺设梁底保温板，梁底保温板宽度与边梁梁底宽相等，边梁梁底与梁底保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，在两地保温板底面刮1:3水泥砂浆保护层；
14.s4填充层浇筑：于垫层上表面防止绑扎成型的钢筋架，于边梁、梁底保温板外侧支设复合木模板，连续泵送商砼形成填充层；
15.s5沥青隔离层涂刷：拆除复合木模板，在边梁、梁底保温板、填充层外侧涂刷沥青隔离层；
16.s6梁外保温板铺设：在边梁外侧铺设梁外保温板，边梁外侧沥青隔离层与梁外保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，梁外保温板高度边梁梁顶标高相等；
17.s7土方回填：向开往坑内分层夯填土方。
18.本建筑边梁防冻胀结构优化方案的施工工法包括以下步骤，
19.s1土方开挖：对待处理边梁外侧土方进行开挖，至露出边梁下表面，并继续向内开挖20cm，向下开100cm，于梁底内侧向上开挖20cm，将开挖坑内侧及底部挖面，形成内侧为立面、底面为平面的开挖坑；
20.s2垫层浇筑：在开挖坑底面上支设混凝度模板，向模板泵送商砼形成垫层，机械振捣密实；
21.s3梁底保温层铺设及保护层：处理梁底后，进行边梁定位放线，在梁底铺设梁底保温板，梁底保温板宽度与边梁梁底宽相等，边梁梁底与梁底保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，在两地保温板底面刮1:3水泥砂浆保护层；
22.s4梁内保温板铺设：边梁、梁底保温层内侧铺设梁内保温板，边梁、梁底保温层、水泥砂浆保护层内侧与梁内保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，梁内保温板高于边梁梁底；
23.s5填充层浇筑：于垫层上表面防止绑扎成型的钢筋架，于边梁、梁底保温板外侧支设复合木模板，连续泵送商砼形成填充层和加固墩；
24.s6沥青隔离层涂刷：拆除复合木模板，在边梁、梁底保温板、填充层外侧涂刷沥青隔离层；
25.s7梁外保温板铺设：在边梁外侧铺设梁外保温板，边梁外侧沥青隔离层与梁外保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，梁外保温板高度边梁梁顶标高相等；
26.s8土方回填：向开往坑内分层夯填土方。
27.本发明一种建筑边梁防冻胀结构及其施工工法，充分考虑土的冻胀力产生的荷载效应，以及其对建筑结构产生的影响，克服现有换填地基土工法冻胀量超标的缺陷，本结构通过采用梁底及梁外侧设置保温层的方式，减小或避免地基土冻胀力对基础边梁产生作用，本工法施工简单、操作简易，其在降低了施工操作难度、提高了施工效率及质量的基础
上，降低了施工成本、缩短了工期，取得了良好的经济效益和社会效益。广泛适用于各类建筑地基处理，尤其适用于寒冷地区埋深低于冻土深度的基础或基础边梁。
附图说明
28.下面结合附图对本发明一种建筑边梁防冻胀结构及其施工工法作进一步说明：
29.图1是现有换填地基土工法施工后的边梁防冻胀构造；
30.图2是本建筑边梁防冻胀结构的实施例1的结构示意图；
31.图3是本建筑边梁防冻胀结构的实施例2的结构示意图；
32.图4是本建筑边梁防冻胀结构施工工法的实施方式1的工艺流程图；
33.图5是本建筑边梁防冻胀结构施工工法的实施方式2的工艺流程图。
34.图中：
35.0-边梁1-梁底保温层、2-垫层、3-填充层、31-加固墩、4-梁外保温层、5-沥青隔离层、6-聚合物水泥砂浆层、7-水泥砂浆保护层、8-水泥砂浆稳定层、9-梁内保温层、10-钢筋架。
具体实施方式
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.以下用具体实施例对本发明技术方案做进一步描述，但本发明的保护范围不限制于下列实施例。
39.实施例1：如图2所示，本建筑边梁防冻胀结构包括边梁0底部与开挖坑底部之间的梁底保温层1、垫层2、填充层3，边梁0外侧的梁外保温层4、沥青隔离层5，其中，所述梁底保温层1设置在边梁0底面上，所述垫层2设置在开挖坑底面上，所述填充层3填充于所述梁底保温层1与垫层2之间；所述沥青隔离层5设置在边梁0、梁底保温层1、填充层3形成的整体结构外侧，所述梁外保温层4设置在沥青隔离层5外侧；所述梁底保温层1和梁外保温层4均为聚苯乙烯泡沫挤塑保温板。通过在梁底及梁外侧设置保温层，减小或避免地基土冻胀力对基础边梁产生作用，其中梁底部保温板可消除基础梁底部的法向冻胀力，梁外侧保温板可消除基础梁外侧的水平和切向冻胀力，基础梁外侧涂布沥青隔离层，可消除切向冻胀力对基础梁的作用。所述梁底保温层和梁外保温层采用聚苯乙烯泡沫挤塑保温板，具有一定的憎水和防潮性，抗冻胀性能较强。
40.所述梁底保温层1与底梁0底面之间设有聚合物水泥砂浆层6，所述梁底保温层1与填充层3之间设有水泥砂浆保护层7，所述水泥砂浆保护层7为1:3水泥砂浆保护层。聚合物
水泥砂浆层用于粘结梁底保温层与底梁底面，并形成整体稳定结构；水泥砂浆保护层用于隔离梁底保温层和填充层，并对梁底保温层起到保护作用。所述沥青隔离层5与梁外保温层4之间设有水泥砂浆稳定层8，水泥砂浆稳定层8为1:2.5水泥砂浆稳定层。水泥砂浆稳定层用于形成具有一定强度的梁外保温层结合面。所述填充层3内部预埋有钢筋架10。提升使梁底结构的强度。
41.实施例2：如图3所示，本建筑边梁防冻胀结构所述边梁0内侧设有梁内保温层9、沥青隔离层5和加固墩31，所述加固墩31与底部与所述填充层3形成整体。增加梁内侧保温板可消除基础梁内侧的水平和切向冻胀力，加固墩与底部与所述填充层，用于提升梁底结构的整体性和稳定性。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。
42.实施方式1：如图4所示，针对实施例1中的本建筑边梁防冻胀结构，其具体施工工法包括以下步骤，
43.s1土方开挖：对待处理边梁外侧土方进行开挖，至露出边梁下表面，并继续向下开挖100cm，将开挖坑内侧及底部挖面，形成内侧为立面、底面为平面的开挖坑；
44.s2垫层浇筑：在开挖坑底面上支设混凝度模板，向模板泵送商砼形成垫层，机械振捣密实；
45.s3梁底保温层铺设及保护层：处理梁底后，进行边梁定位放线，在梁底铺设梁底保温板，梁底保温板宽度与边梁梁底宽相等，边梁梁底与梁底保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，在两地保温板底面刮1:3水泥砂浆保护层；
46.s4填充层浇筑：于垫层上表面防止绑扎成型的钢筋架，于边梁、梁底保温板外侧支设复合木模板，连续泵送商砼形成填充层；
47.s5沥青隔离层涂刷：拆除复合木模板，在边梁、梁底保温板、填充层外侧涂刷沥青隔离层；
48.s6梁外保温板铺设：在边梁外侧铺设梁外保温板，边梁外侧沥青隔离层与梁外保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，梁外保温板高度边梁梁顶标高相等；
49.s7土方回填：向开往坑内分层夯填土方。
50.实施方式2：如图5所示，针对实施例2中的本建筑边梁防冻胀结构，其具体施工工法包括以下步骤，
51.s1土方开挖：对待处理边梁外侧土方进行开挖，至露出边梁下表面，并继续向内开挖20cm，向下开100cm，于梁底内侧向上开挖20cm，将开挖坑内侧及底部挖面，形成内侧为立面、底面为平面的开挖坑；
52.s2垫层浇筑：在开挖坑底面上支设混凝度模板，向模板泵送商砼形成垫层，机械振捣密实；
53.s3梁底保温层铺设及保护层：处理梁底后，进行边梁定位放线，在梁底铺设梁底保温板，梁底保温板宽度与边梁梁底宽相等，边梁梁底与梁底保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，在两地保温板底面刮1:3水泥砂浆保护层；
54.s4梁内保温板铺设：边梁、梁底保温层内侧铺设梁内保温板，边梁、梁底保温层、水泥砂浆保护层内侧与梁内保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，梁内保温板高于边梁梁底；
55.s5填充层浇筑：于垫层上表面防止绑扎成型的钢筋架，于边梁、梁底保温板外侧支设复合木模板，连续泵送商砼形成填充层和加固墩；
56.s6沥青隔离层涂刷：拆除复合木模板，在边梁、梁底保温板、填充层外侧涂刷沥青隔离层；
57.s7梁外保温板铺设：在边梁外侧铺设梁外保温板，边梁外侧沥青隔离层与梁外保温板通过聚合物水泥砂浆层结合，梁外保温板高度边梁梁顶标高相等；
58.s8土方回填：向开往坑内分层夯填土方。
59.2016年以来，本结构与施工法陆续应用于城阳区以琳美地工程、天泰城学校二期等工程中对边梁进行防冻胀结构施工，在地基土冻胀量恒定的情况下，边梁位移量和变形量均显著减小。
60.本建筑边梁防冻胀结构及其施工工法充分考虑土的冻胀力产生的荷载效应，以及其对建筑结构产生的影响，克服现有换填地基土工法冻胀量超标的缺陷，本结构通过采用梁底及梁外侧设置保温层的方式，减小或避免地基土冻胀力对基础边梁产生作用，本工法施工简单、操作简易，其在降低了施工操作难度、提高了施工效率及质量的基础上，降低了施工成本、缩短了工期，取得了良好的经济效益和社会效益。广泛适用于各类建筑地基处理，尤其适用于寒冷地区埋深低于冻土深度的基础或基础边梁。
61.以上描述显示了本发明的主要特征、基本原理，以及本发明的优点。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节，且在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
62.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。