本发明涉及建筑施工，具体涉及一种防冻胀预制底锚基础施工方法。
背景技术：
1、多年冻土又称永久冻土，是指持续两年或两年以上处于冻结状态的土石层。建筑基础工程能够起到增强天然场地承载性能的作用，在多年冻土区得到了广泛的应用。如锥柱基础等浅基础相比于桩基础埋深较浅，往往采用明挖和回填的方式进行工程施工，主要在输电线路工程中作为塔基使用。
2、在多年冻土区，建筑基础的承载力主要依赖于基础与周围多年冻土之间的冻结力，一般而言温度越低冻结力越大。但近来受全球变暖的影响，冻土呈现逐渐退化趋势。这种条件下，冻土层呈现出升温、活动层厚度增大、冻土下限上移等特征。基础通常由混凝土制得，其施工时经常是采用现场浇筑的施工方式，这样混凝土硬化过程中产生的水化热，会对冻土造成极大的热影响，进而导致基础容易失稳。另外，由于混凝土具有相对良好的导热性能，作为输电线塔等工程的基础时上端会露裸露在空气中，故混凝土结构的基础自身会成为下部冻土的传热通道，在白天或夏季地表温度较高时会将热量导入到基础下方冻土内，造成冻土升温甚至解冻，进而极大地影响到了上部结构的安全和稳定。
3、故对于本领域技术人员，怎样开发一种能够更好地避免混凝土水化热对冻土热影响，提高防冻胀变形的能力，能够更好地维持冻土区建筑安全性的基础施工方法，成为有待考虑解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够更好地避免混凝土浇筑产生的水化热对冻土的热扰动，提高防冻胀变形的能力，能够更好地维持基础热稳定性的防冻胀预制底锚基础施工方法。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
3、一种防冻胀预制底锚基础施工方法，其特征在于，事先预制混凝土结构的建筑基础，现场施工时，将建筑基础置入基坑后采用锚杆穿过建筑基础向下实现锚固，并在锚杆孔内采用砂水混合的砂浆材料代替水泥砂浆实现对锚杆的冻结固定。
4、这样，本方案中建筑基础为预制得到，锚杆孔内采用了砂水混合的砂浆材料代替水泥砂浆实现对锚杆的冻结固定。故避免了现浇混凝土的水化热对冻土的影响，代替水泥砂浆的砂浆材料也可以避免水泥砂浆的导热效果对下方冻土的影响，故极大地提高了基础的稳定性和安全性。
5、进一步地，本方法包括以下步骤：a事先在工厂预制混凝土结构的建筑基础，建筑基础下部具有一个四周沿水平方向外扩的底座，底座上竖向设置有锚杆孔；b现场施工完成基坑的开挖，基坑下方设置一层粗粒土垫层，然后在对应锚杆孔设计位置向下打孔得到锚孔；c将建筑基础置入到粗粒土垫层上方，保持建筑基础上端超出地表高度，使得锚杆孔和锚孔对齐，将锚杆插入锚杆孔和锚孔内并采用砂水混合的砂浆材料对锚孔灌浆，待其冻结后再采用高强水泥砂浆对锚杆孔灌浆完成固定；d采用回填土对基坑实现回填。
6、故本方法现场施工更加便捷高效，且能够有效避免混凝土水化热对冻土的影响，提高冻土区建筑基础的安全性和稳定性。其中，所述仅由砂水混合的砂浆材料，配比一般取为砂：比=（3.5~6.5）：1，具体比例可根据工程要求和施工环境确定，确保浆料有良好流动性的同时在注浆后静置10分钟后无明显分层即可，若产生少量分层，则补充干砂至设计标高，保证锚杆被饱和中粗砂包裹。
7、这样本方法得到的建筑基础结构为，包括建筑基础，建筑基础（靠回填土）埋设在基坑内且上端超出地表，所述建筑基础为混凝土预制构件，建筑基础下部具有一个四周沿水平方向外扩的底座，底座上竖向设置有锚杆孔，锚杆孔和竖向设置于底座下方土体内的锚孔正对相通，锚杆孔和锚孔内竖向沟通设置有锚杆，锚孔内冻结固定有砂水混合的砂浆材料，锚杆孔内浇注设置有高强水泥砂浆实现对锚杆上端的固定。
8、这样申请人创造性地将基础下方的锚孔改为采用仅由砂水混合的砂浆材料，其冻结后能够很好地和冻土融为一体，而基础内部的锚杆孔再采用高强水泥砂浆实现对锚杆上端的可靠固定。这样既不会在施工时产生水化热造成热扰动，也不会在后续形成向下的传热通道而影响基础稳定；故极大地提高了基础的安全性和稳定性。另外建筑基础自身采用混凝土预制构件，也能够在基础工程施工时尽可能减少对多年冻土的热扰动并提高施工效率。
9、进一步地，建筑基础包括下部的预制基座和上部的预制锥柱，预制基座包括下部的底座和位于底座上方中间位置的圆柱体结构的直臂段，预制锥柱呈圆台形且下端和直臂段直径一致并依靠对接结构实现固定相连。
10、这样将建筑基础分为两个部分进行预制，方便运输和施工安装。具体实施时，预制锥柱为圆台状结构，其作用主要为减缓活动层冻结过程中产生的切向冻胀力，锥柱埋深需大于天然冻土上限，其长度，其中 为天然冻土上限埋深，为系数，需根据规范或数值仿真计算进行确定。预制锥柱侧表面与纵向的夹角取值不宜过大或过小，过大会导致基底部分过大，过小则不能很好的发挥其防冻胀效果，通常建议取值7.2°。而预制基座为扩展基座（即底座）和直臂段一体浇筑成型，扩展基座为棱台状，旨在形成坡面，防止基础侧表面水分集聚，底座上四周预留对称的锚杆孔。
11、进一步地，所述对接结构，包括钢质的预埋连接件，预埋连接件下半部沿竖向预先浇注固定在直臂段上端面中间位置，预埋连接件整体呈柱状结构且上端设置有横向的连接孔，预埋连接件四周的直臂段上端面还分布预浇固定设置有若干竖直向上延伸的纵筋；对接结构还包括位于预制锥柱下端中部对应预埋连接件设置的连接件安装腔，连接件安装腔直径大于预埋连接件直径，连接件安装腔上端对应预埋连接件的连接孔设置有螺栓孔，连接件安装腔四周对应纵筋位置竖向设置有纵筋安装腔，连接件安装腔和各纵筋安装腔各自的下部和上端均设置有注浆口；所述预埋连接件上端插入到连接件安装腔内且间隙之间填充设置有（微膨胀高强）水泥砂浆，螺栓孔和连接孔内对应安装固定有连接螺栓，所述纵筋上端插入到纵筋安装腔内且间隙之间填充设置有（微膨胀高强）水泥砂浆。
12、这样，预埋连接件和纵筋事先预浇固定在预制基座的直臂段上端，对接时，只需将预埋连接件和纵筋上端插入到对应的连接件安装腔和纵筋安装腔内，将螺栓连接固定到螺栓孔和其内的连接孔中，然后分别通过下方的注浆口注浆进入到连接件安装腔和纵筋安装腔内，直到上方的注浆口有砂浆流出为止，完成压浆。故对接方便，且依靠纵筋、预埋连接件、连接螺栓和压注的水泥砂浆形成多重对接强度保证，极大地提高了对接强度，保证了基础的可靠性。
13、进一步地，直臂段上端面上在通风道开口处设置有沉槽并安装有密封圈。保证压浆时的密封效果。
14、进一步地，纵筋采用螺纹钢得到。更好地提高固定效果。
15、进一步地，建筑基础内部设置有呈u形的通风道，通风道上端两个开口位于建筑基础上端表面的支撑装置安装位的两侧，通风道一个开口为进风口，另一个开口为出风口，通风道上端任一开口位置设置有用于往通风道内引风的引风装置。
16、这样，当夜晚或冬季气温低于预设温度（预设温度一般等于或低于建筑基础下端所在位置温度）时，可以开启引风装置往通风道内引风，将地表面的冷空气引入建筑基础下端，补充白天被建筑基础导出到地表面的冷量，更好地保持建筑基础下端的冻结状态，维护了上部结构的稳定性。实施时，基坑底部设置有一层粗粒土垫层，其厚度不宜小于20cm，旨在便于基底找平及防止基底水分集聚发生不均匀冻胀变形。
17、进一步地，所述通风道为u形的pvc管预制浇注在建筑基础内得到。使其方便生产。
18、进一步地，所述引风装置，包括安装在叶轮轴上的引风叶轮，叶轮轴可水平转动地安装在出风口中间位置且使得引风叶轮位于出风口上方，引风叶轮受水平风流吹动旋转能够引动下方空气向上流动，叶轮轴和一个安装在出风口处的自动转停温控装置相连，所述自动转停温控装置包括一根转停控制杆，转停控制杆横向固定在叶轮轴下端向下的一个延伸段上，自动转停温控装置还包括一个竖向设置的叶轮控制用记忆合金弹簧，叶轮控制用记忆合金弹簧一端固定在出风口内壁上，另一端为自由端并固定设置有一个启停闩，启停闩可上下滑动地安装在一个竖向的定向槽内，定向槽用于限制启停闩的水平运动，当地表气温高于叶轮控制用记忆合金弹簧转变温度（即预设值）时，启停闩位于转停控制杆的转动路径上，当地表气温低于叶轮控制用记忆合金弹簧转变温度时，叶轮控制用记忆合金弹簧发生形变使得启停闩脱离转停控制杆的转动路径。
19、这样，当夜间气温降低至预设值（实施时预设值通常可设定为-3℃）后，叶轮控制用记忆合金弹簧发生形变并带动启停闩脱离转停控制杆的转动路径，解除对叶轮轴的锁定。此时引风叶轮能够在自然风流的吹动下旋转并产生抽吸作用，带动下方通风道内的气流向上从出风口流出，使得通风道内自然形成风流，将地表面的冷空气引入建筑基础下端进行补冷。其中所述引风叶轮结构自身为现有技术，只需将叶片设置为往同一方向倾斜的涡旋状即可实现在风吹旋转的同时向上抽风的功能。所述记忆合金弹簧自身也为现有技术，能够在温度降低到转变温度时发生形变，进行伸长或者缩短，温度升高后形变恢复。这样，本引风装置能够自动检测地表温度对通风道风流进行控制，使得整个装置无需额外耗费电源能量，达到节能环保，自动控制且使用持久的效果。实施时作为其它方式，可以直接采用在开口处安装电风扇的方式实现引风。这样实施更加简单但存在需要依赖电力的缺陷。
20、进一步地，引风装置还包括一个出风筒，所述叶轮轴、叶轮控制用记忆合金弹簧、定向槽和启停闩均安装在出风筒内，出风筒预浇固定在出风口处。
21、这样，引风装置可以单独生产，并在建筑基础浇注时直接预埋固定在出风口处成形，方便生产实施。
22、进一步地，出风筒内设置有水平的支撑骨架，所述叶轮轴的延伸段依靠轴承可转动地安装在支撑骨架上。
23、这样，方便叶轮轴的安装固定。
24、进一步地，出风筒内还安装有出风阀装置，出风阀装置包括水平设置的出风阀门，出风阀门一端可竖向转动地安装在一个水平设置的出风阀转轴上，出风阀门另一端搁置在对应的出风筒内壁上设置的出风阀限位块上并呈现闭合状态，出风阀装置还包括一根出风控制用记忆合金弹簧，出风控制用记忆合金弹簧一端固定在出风筒内壁，另一端和出风阀门相连，当地表气温低于出风控制用记忆合金弹簧转变温度（即预设值）时，出风控制用记忆合金弹簧发生形变使得出风阀门转动呈竖直状态。
25、这样，当地表温度高于预设值时，出风阀门搁置在出风阀限位块上并呈现闭合状态；当地表气温低于预设值后，出风控制用记忆合金弹簧发生形变，使得在引风装置开启的时出风阀门也同时被打开通风，将地表面的冷空气引入建筑基础下端进行补冷。故出风阀装置的结构保证了地表温度未降低到预设值时，能够完全屏蔽风流进入通风道。
26、进一步地，所述出风阀转轴上还设置有作用于出风阀门的复位扭簧。
27、这样依靠复位扭簧可以更好地保证温度上升高出预设值后，出风阀门能够更好地复位，恢复闭合状态。
28、进一步地，进风口处还设置有进风阀装置，进风阀装置结构和出风阀装置结构相同。用于保证地表温度未降低到预设值时，能够完全屏蔽风流进入通风道。
29、进一步地，进风口处还设置有进风筒，进风筒预制固定在进风口处，进风阀装置安装在进风筒内。这样更加利于实施安装。
30、进一步地，进风口上方还悬空支撑设置有向上呈锥盖形的排水顶。可以防止雨水进入通风道。
31、故上述方案具有以下特点。1建筑基础分为上下两段，上方的锥柱段主要起减小切向冻胀力的作用，下方段主要起增强地基竖向承载力和锚固的作用。2采用无动力温控通风结构，能够起到对基础主动降温的作用。3预制基础底锚结构能够充分利用基础下部冻土与锚杆之间的冻结力来提高基础抗冻胀和上扬荷载的作用，同时锚杆填充料采用无水泥掺入配置，即采用流动性良好的中粗砂浆料，在不引入水化热的同时充分利用多年冻土低温环境对周围土体-填充料-锚杆之间的冻结作用来提升锚固能力。
32、综上所述，本发明具有能够更好地避免混凝土水化热对冻土的热影响，提高其防冻胀能力，能够更好地维持建筑安全性和稳定性的优点。
1.一种防冻胀预制底锚基础施工方法，其特征在于，事先预制混凝土结构的建筑基础，现场施工时，将建筑基础置入基坑后采用锚杆穿过建筑基础向下实现锚固，并在锚杆孔内采用砂水混合的砂浆材料代替水泥砂浆实现对锚杆的冻结固定。
2.如权利要求1所述的防冻胀预制底锚基础施工方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：a事先在工厂预制混凝土结构的建筑基础，建筑基础下部具有一个四周沿水平方向外扩的底座，底座上竖向设置有锚杆孔；b现场施工完成基坑的开挖，基坑下方设置一层粗粒土垫层，然后在对应锚杆孔设计位置向下打孔得到锚孔；c将建筑基础置入到粗粒土垫层上方，保持建筑基础上端超出地表高度，使得锚杆孔和锚孔对齐，将锚杆插入锚杆孔和锚孔内并采用砂水混合的砂浆材料对锚孔灌浆，待其冻结后再采用高强水泥砂浆对锚杆孔灌浆完成固定；d采用回填土对基坑实现回填。
3.如权利要求2所述的防冻胀预制底锚基础施工方法，其特征在于，建筑基础包括下部的预制基座和上部的预制锥柱，预制基座包括下部的底座和位于底座上方中间位置的圆柱体结构的直臂段，预制锥柱呈圆台形且下端和直臂段直径一致并依靠对接结构实现固定相连。
4.如权利要求3所述的防冻胀预制底锚基础施工方法，其特征在于，所述对接结构，包括钢质的预埋连接件，预埋连接件下半部沿竖向预先浇注固定在直臂段上端面中间位置，预埋连接件整体呈柱状结构且上端设置有横向的连接孔，预埋连接件四周的直臂段上端面还分布预浇固定设置有若干竖直向上延伸的纵筋；对接结构还包括位于预制锥柱下端中部对应预埋连接件设置的连接件安装腔，连接件安装腔直径大于预埋连接件直径，连接件安装腔上端对应预埋连接件的连接孔设置有螺栓孔，连接件安装腔四周对应纵筋位置竖向设置有纵筋安装腔，连接件安装腔和各纵筋安装腔各自的下部和上端均设置有注浆口；所述预埋连接件上端插入到连接件安装腔内且间隙之间填充设置有水泥砂浆，螺栓孔和连接孔内对应安装固定有连接螺栓，所述纵筋上端插入到纵筋安装腔内且间隙之间填充设置有水泥砂浆。
5.如权利要求4所述的防冻胀预制底锚基础施工方法，其特征在于，直臂段上端面上在通风道开口处设置有沉槽并安装有密封圈。
6.如权利要求4所述的防冻胀预制底锚基础施工方法，其特征在于，纵筋采用螺纹钢得到。更好地提高固定效果。
7.如权利要求2所述的防冻胀预制底锚基础施工方法，其特征在于，建筑基础内部设置有呈u形的通风道，通风道上端两个开口位于建筑基础上端表面的支撑装置安装位的两侧，通风道一个开口为进风口，另一个开口为出风口，通风道上端任一开口位置设置有用于往通风道内引风的引风装置。
8.如权利要求7所述的防冻胀预制底锚基础施工方法，其特征在于，所述通风道为u形的pvc管预制浇注在建筑基础内得到。
