本发明属于箱式变电站基础领域，更具体地，涉及一种装配式箱变基础及其现场施工方法。
背景技术：
目前，修建箱式变电站基础时绝大多数都采用现浇式施工方法，现浇式的箱变基础存在以下的缺点：
1)工期长，现浇式箱变基础需要现场绑扎钢筋、现场支模、现场浇筑混凝土、后期拆模等，工期长；
2)费用高，从地基开挖、绑扎钢筋、制作模具、混凝土浇筑、混凝土养护、模板拆除就需要花费较多费用；
3)对环境影响大，箱变基础往往修筑在城市，地基土的开挖不可避免会影响城市环境，影响城市形象，现浇式箱变基础的施工周期往往需要一个月或者更多时间，对于城市环境影响较大，影响正常出行。
目前针对装配式箱式基础的发明很少，已有的装配式箱变基础结构设计不合理，结构传力途径不恰当，整体性和稳定性都较差，而且在装配式箱变基础装配中使用了后浇的混凝土，导致装配式箱变基础不能重复使用、工期长、费用高等，这些不利的因素都限制了装配式箱变基础的应用和推广。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种装配式箱变基础及现场施工方法，其通过对关键组件如六种基本底板、立柱底座、立柱和连接钢板的结构及布置方式的设计，获得了一种结构合理、传力途径清晰的装配式箱变基础，具有工期短、成本低、便于人工装配、可重复使用、环境扰动小的优点。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种装配式箱变基础，包括从下至上依次设置的底板、立柱底座、立柱和连接钢板，其中：
底板由钢筋混凝土浇筑而成，其上预埋有用于连接立柱底座的螺栓，底板的侧面还设有用于抵抗横向剪切的外凸的抗剪键和与尺寸略大于抗剪键的抗剪键凹槽；抗剪键凹槽用于与其他底板上的抗剪键共同形成凹凸连接，抵抗上部立柱底座传来的横向剪力；
底板按照抗剪键、抗剪键凹槽、螺栓的位置及布置差异，分为六种基本预制底板，构成基础阵列如下：四个边角上为第一底板；第一列中间位置为第二底板、第三列中间位置第三底板；第二列两端分别为第四底板、第五底板，中间位置为第六底板；其中，第一底板、第二底板、第三底板尺寸一致，横截面均为正方形，但底板侧面的抗剪键和抗剪键凹槽的设置以及板面预埋的螺栓的位置不同；第四底板、第五底板、第六底板的横截面均为矩形，横向宽度相等且设置为五种不同的规格，以适用于全尺寸范围的箱变基础，而第四底板、第五底板、第六底板的纵向宽度与第一底板的纵向宽度相等；
第一底板、第二底板、第三底板上均设有立柱底座、立柱和连接钢板；第四底板、第五底板、第六底板用于扩展同一行的两个立柱之间的间距。
进一步地，基础阵列的纵向扩展通过在第一底板和第二底板之间加装第二底板、在第一底板和第三底板之间加装第三底板，以及在第四底板和/或第五底板之间加装第六底板实现；
基础阵列的横向扩展通过在第一底板和第四底板之间加装同规格或者不同规格的第四底板，在第一底板和第五底板之间加装同规格或者不同规格的第五底板，在第二底板和第六底板之间加装同规格或者不同规格的第六底板，或者在同一行的第一底板之间更换不同规格的第四底板及相应规格的第五底板，在第二底板和第三底板之间更换相应规格的第六底板来实现。
进一步地，还包括连接钢板；连接钢板分为第一连接钢板、第二连接钢板，第三连接钢板，所述第一连接钢板用于连接四块底板，所述第二连接钢板用于连接相邻两块底板之间的连接，所述第三连接钢板用于相邻两块底板的侧面连接；
第一～第六底板均预埋有朝上的第一螺栓，第一～第五底板的侧边均预埋有侧向的第二螺栓，第一～第三底板的中部还预埋有用于连接立柱底座的第三螺栓；多个第一螺栓分别用于配合第一连接钢板连接相邻四块底板的上表面、配合第二连接钢板连接相邻两块底板的上表面，第二螺栓用于配合第三连接钢板连接相邻两块底板的侧面。
进一步地，第一底板上表面的三个边角处预埋有第一螺栓，该三个边角对应于第一底板的两条侧边，其中一条侧边开设抗剪键凹槽，另一条侧边设置抗剪键；第一底板在自身抗剪键凹槽的相对侧边处靠近抗剪键设有一第二螺栓，而在自身抗剪键的相对侧处靠近抗剪键凹槽也设有一第二螺栓；
第二底板上表面的四个边角处均预埋有第一螺栓，第二底板的两个相对侧边用于与两个第一底板对接，分别设有一抗剪键和一抗剪键凹槽；第二底板位于基础阵列边缘的侧边上预埋两个第二螺栓，第二底板与第六底板对接的侧边上设有一抗剪键凹槽；
第三底板上表面的四个边角处均预埋有第一螺栓，第三底板的两个相对侧边用于与两个第一底板对接，分别设有一抗剪键和一抗剪键凹槽；第三底板位于基础阵列边缘的侧边上预埋两个第二螺栓，第三底板与第六底板对接的侧边上设有一抗剪键；
第四～第六底板按照自身在基础阵列中所处位置，设有相应的用于与相邻各底板互相对接的抗剪键和抗剪键凹槽。
进一步地，第四底板、第五底板、第六底板的横向宽度均设置为30cm、50cm、70cm、90cm、110cm五种不同的规格
进一步地，立柱底座形状为四棱台，立柱底座的四个侧面均开有螺栓孔，用于与第三螺栓配合并用螺母紧固，以与对应的底板连接固定；立柱底座的顶面上预埋有第四螺栓以与立柱连接。
立柱的底端设有用于配合第四螺栓将立柱和立柱底座连接的立柱底部钢板；立柱的顶部预埋有用于和箱变连接的立柱顶部钢板；立柱底部钢板厚度不小于15mm，立柱顶部钢板厚度不小于10mm。
进一步地，立柱底部钢板与立柱纵筋底部内弯的钢筋焊接在一起，立柱顶部钢板与立柱纵筋顶部内弯的钢筋焊接在一起，然后支模浇筑混凝土构成立柱。
进一步地，六种底板、立柱底座、立柱均设有用于搬运的拉环。
进一步地，底板、立柱底座、立柱均为预制的钢筋混凝土构件，由绑扎好的钢筋通过模具一次浇筑成型并养护达到预定强度。
为了实现上述目的，按照本发明的另一方面，提供了一种装配式箱变基础的现场施工方法，包括如下步骤：
s1：测量放线，对地基土进行开挖，开挖至指定标高；
s2：将预先制备的钢筋混凝土底板搬运至指定位置并拼接好；
s3：使用连接钢板对拼接好的底板进行连接，并使用螺母进行紧固；
s4：将预先制备的钢筋混凝土底座搬运至底板预留的螺栓孔上进行组装，并使用螺母进行紧固；
s5：再将预先制备的立柱搬运至立柱底座预留的螺栓孔上进行组装，并使用螺母进行紧固；
s6：用pvc管道套着接入箱式变电站的电线，并在进线口处做好与地下电力管群的接口处理，防止地下水渗漏；
s7：将箱式变电站放置在立柱上，并做接地处理，安装好接入箱式变电站的电线，最后回填地基土。
总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。
1、本发明通过对较少装配件的装配可极大缩短箱式变电站基础的施工时间，减少城市建设预制电缆工作井时对环境的影响，降低工程造价。
2、本发明通过底板六种通用模块的设计，只需要通用模块之间的相互搭配使用就可以使得本发明适用于几乎所有规格的箱式变电站，极大的拓展了本发明的适用范围。
3、本发明装配简单，整个装配式箱变基础只涉及到了螺栓连接和抗剪键、抗剪键凹槽的物理连接，连接方式简单，方便拆卸、工期短，有利于装配式箱变基础的推广。
4、本发明通过模块化思想将原本的大构件化整为零，单个混凝土构件质量可以大大减轻，所以施工时并不需要采用机械，只需要人工搬运拼装连接就可以完成整个箱变基础的施工。由于不需要大型施工机械，尤其是不需要现场浇筑及养护，极大地拓展了装配式箱变基础的适用范围，使得本发明可以广泛用于偏远地区的箱式变电站建设以及应急箱式变电站的建设。
5、本发明的装配式箱变基础可以重复使用，在一个工程施工结束后可以切掉箱变基础与形式变电站的连接，然后将装配式箱变基础拆卸成基本预制块，然后运输到下一个工程中继续使用，大大减少了资源浪费。
6、本发明传力途径清晰，结构设计合理，立柱将箱式变电站的恒载传到立柱底座，立柱底座再将荷载传到底板，底板最后将荷载传到地基土，由于底板面积大，这样可以将上部传来的荷载均匀分散地向下传递，不仅可以使得地基土沉降量小，还可以使装配式箱变基础差异沉降下，整个基础沉降均匀。
附图说明
图1是本发明的装配式箱变基础的三维轴测示意图；
图2是本发明的六块底板相对位置及装配方式俯视图；
图3是本发明按照图2所示位置摆放时底板拉环位置分布图；
图4的(a)～(f)依次是本发明的六种基本底板及各螺栓预埋件分布图；
图5的(a)、(b)是本发明的第一底板的两个侧视图；
图6的(a)～(c)是本发明的立柱底座的三视图；
图7的(a)～(c)是本发明的立柱的三视图；
图8的(a)～(c)是本发明的三种连接钢板的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例提供的一种装配式箱变基础，其包括从下至上依次设置的立柱3、立柱底座2、底板1、连接钢板4，其中，底板1作为分散上部荷载的筏板，由钢筋混凝土浇筑而成。其中底板1一共有六种基本预制模块，通过这种模块化的扩展，可以使得本发明适用于几乎所有规格的箱式变电站。底板1的各个模块拼接后由连接钢板4进行螺栓连接，其中连接钢板4的厚度不小于15mm，连接钢板4上开的螺栓孔9尺寸略大于底板上预埋的螺栓5，以便安装。立柱底座2的底座和底板对应的位置开有螺栓孔，装配时直接将立柱底座搬运到指定位置，并用螺栓进行紧固。立柱底座安装好后，再将立柱搬运到立柱底座上与螺栓孔相对应的位置，并用螺栓进行紧固。装配好后再将箱式变电站吊装到立柱上面的立柱顶部钢板，并现场进行焊接连接，最后再进行地基土回填。
如图1、图2和图3所示，底板1一共有6种基本模块，每个模块上均设有用于初步拼接的抗剪键6和抗剪键凹槽7，其中第一底板1-1、第二底板1-2、第三底板1-3横截面为正方形，第一底板1-1、第二底板1-2、第三底板1-3的边长均为1000mm，均由钢筋混凝土浇筑而成，底板的厚度不小于200mm，不大于300mm，第一底板1-1、第二底板1-2、第三底板1-3上预埋有用于底板表面和侧面连接的第一螺栓5-1、第二螺栓5-2以及和立柱底座2对应位置的第三螺栓5-3。另外，第一底板1-1、第二底板1-2、第三底板1-3上还设有用于人工搬运的拉环8，工人通过拉环8将底板1搬运至基坑底部指定位置进行初步拼装；第四底板1-4、第五底板1-5、第六底板1-6横截面为矩形，均由钢筋混凝土浇筑而成，底板的厚度不小于200mm，不大于300mm，其长边和第一底板1-1、第二底板1-2、第三底板1-3的边长相等，短边设置300mm、500mm、700mm、900mm、1100mm五种规格，通过在第一底板1-1和1-4之间加装同规格或者不同规格的第四底板1-4，在第一底板1-1和1-5之间加装同规格或者不同规格的第五底板1-5，在第二底板1-2和1-6之间加装同规格或者不同规格的第六底板1-6，或者在两个同行的第一底板1-1之间更换不同规格的第四底板1-4、第五底板1-5，在第二底板1-2、第三底板1-3之间更换不同规格的第六底板1-6的方式来调节立柱之间的横向距离，以适应所有规格的箱式变电站的宽度。通过在第一底板1-1和第二底板1-2、第一底板1-1和第三底板1-3之间加装一块或者多块第二底板1-2和第三底板1-3来调节箱变基础的纵向长度，以适应所有规格的箱式变电站的长度。通过这六种基本模块的组合搭配，可以制作出适合几乎所有规格的箱式变电站的装配式基础。
如图4和5所示，六种基本模块化的底板上的中间预埋有与立柱底座2位置对应的第三螺栓5-3，螺栓出露底板板面的高度为100mm，螺栓的直径不小于20mm，立柱底座2通过螺栓孔与底板1进行连接，连接后通过螺母进行紧固，图5是第一底板1-1的三视图，其中抗剪键6和抗剪键凹槽7均设置在底板的侧面中间部位，抗剪键6的高度为100mm，其平面尺寸为800mm×150mm，抗剪键凹槽的高度为110mm，其平面尺寸为960mm×160mm，其他底板的抗剪键6和抗剪键凹槽7的分布位置如图4所示，在进行底板初步拼装时，每块底板的抗剪键6均插入到抗剪键凹槽7中，在底板受到上部荷载时，抗剪键6和抗剪键凹槽7的配合使用可以使底板抵抗横向剪力的效果，并加强底板的一体性，底板初步拼装完成后，由第一连接钢板4-1、第二连接钢板4-2、第三连接钢板4-3进行进一步的连接以增强底板的整体性和抗剪能力。
如图6所示，立柱底座2在底板中部第三螺栓5-3相对应位置开有螺栓孔9，并设置由用于人工搬运的拉环8，立柱底座2上表面尺寸为300mm×300mm，下表面尺寸为800mm×800mm，立柱底座2的高度为250mm，立柱底座2顶部预埋有与立柱3螺栓孔9相对应位置的第四螺栓5-4，第四螺栓5-4高出立柱底座2顶面100mm，第四螺栓5-4的直径不小于20mm，工人将立柱底座2搬运到底座上后用螺母进行紧固，以完成立柱底座和底板的连接。
如图7所示，立柱3的底部设有立柱底部钢板10，底部钢板10为立柱3纵筋底部内弯端与钢板焊接得到，顶部设有立柱顶部钢板11，立柱顶部钢板11为立柱3纵筋顶部内弯与钢板焊接得到，立柱底部钢板10上与立柱底座2上表面预埋螺栓相对应位置设有螺栓孔9，通过立柱3上的拉环8进行人工搬运的方式将立柱3搬运到立柱底座2相对应位置，并用螺母进行紧固。
如图8所示，连接钢板4分为连接底板表面的第一连接钢板4-1、第二连接钢板4-2以及连接底板侧面的第三连接钢板4-3，其中第一连接钢板4-1平面尺寸为250mm×250mm，厚度不小于20mm，第二连接钢板4-2平面尺寸为250mm×120mm，厚度不小于20mm，第三连接钢板4-3平面尺寸为250mm×100mm，厚度不小于20mm，底板初步拼装完成后，用连接钢板按照图1所示的位置进行连接，以增强底板的整体性和抵抗横向剪力。
本发明的装配式箱变基础具体采用如下步骤进行现场施工：
s1：施工前进行准备：测量放线、对地基土进行开挖至预定标高，地基土进行夯实，打上一层砂垫层，并整平；
s2：将项目所需底板搬运至基坑底部，并按照项目图纸对底板进行初步的拼装；
s3：拼装完毕后，再用连接钢板在相应位置对底板进行钢板连接，并用螺母进行紧固；
s4：将立柱底座搬运到与底板相应的位置，将立柱底座插入到底板的指定位置，并使用螺母对立柱底座进行紧固；
s5：将立柱搬运到与立柱底板相应的位置，将立柱插入到立柱底座指定位置，并用螺母对立柱进行紧固；
s6：将箱式变电站调运到立柱上，并在现场对箱式变电站和立柱顶部钢板进行焊接连接；
s7：用pvc管套住进箱式变电站的电缆，并做好线缆出线口的紧固、防水以及线缆在进箱式变电站处的紧固和防水处理、完成后将地基土回填至原基坑位置，以此完成一个箱变基础的全部施工；
当需要将箱变基础移动位置时，只需将装配式箱变基础拆卸下来并搬运至指定地点重新按照上述步骤进行安装即可。
本发明充分发挥装配式结构工期短、造价低、环境扰动小、可重复利用、施工简单(无需机械化施工)、结构合理、传力清晰的优点，可进行大范围的推广应用。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术总结
本发明属于箱式变电站基础领域，公开了一种装配式箱变基础及现场施工方法。该装配式箱变基础包括底板、立柱底座、立柱、连接钢板、连接螺栓等，通过六种模块化底板的设计，当需要适应不同尺寸的箱式变电站时，只需将模块化的底板进行增添或移除形式的扩展后就可以实现。当需要将箱变基础移位时，只需将地基土挖出，切掉箱变和箱变基础的焊接部位，再将箱变基础整体拆除，便可投入下一个工程使用。本发明具有结构合理、传力途径清晰、装配简单、工期短、造价低、可重复利用、适用于各种规格的箱式变电站、对环境扰动小等优点。
