CN105525624A - 一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接及防水方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接及防水方法，高承台塔吊基础结构由四根钢管柱及柱间支撑组成，每根钢管柱由多根预制成具有抗剪锚榫和榫凹的短管柱，采用连接法兰进行拼装而成。底部短管柱上端与标准节短管柱采用法兰结合承插式抗剪锚榫连接，下端设有锚固钢筋及刚性锚固止水装置。锚固钢筋伸入钢筋砼灌注桩内并浇筑成一体；刚性锚固止水装置锚固于建筑结构底板内，起到保障塔吊基础结构的稳定性以及建筑结构底板止、防水作用。本发明克服了现有的塔吊基础存在的诸多弊端，极大的提高高承台塔吊基础结构稳固牢靠，降低了成本，保障了塔吊的运行安全。

Description

一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接及防水方法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工中，用于高层及超高层建筑穿越地下室及裙房结构楼板垂直运输设备高承台塔吊基础结构形式设计及施工方法，尤其是涉及一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接结构以及底部防水方法。

背景技术

在现代建筑工程高层或超高层施工中，建筑材料的垂直运输基本上由施工塔吊完成，特别是大型多层地下室上设计有塔楼或多栋塔楼的建筑，塔吊的布置方案以及塔吊基础的设计对后期塔吊的运用、安全有效运行、工程施工成本、建筑物周边及地下环境的影响将起到至关重要的作用。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接结构，其特征在于，包括高承台塔吊基础、顶部短管柱、标准节短管柱、柱间支撑、底部短管柱、拟建建筑结构基础底板及灌注桩共同形成一稳定的结构，以支撑高承台基础以上的塔吊；

所述高承台塔吊基础包括顶部短管柱、标准节短管柱、底部短管柱共同组成的四根钢管柱；及柱间支撑组成的结构支撑，底部短管柱部分穿过拟建建筑结构基础底板锚固于灌注桩内，短管柱的两端分别设置榫凹及抗剪锚榫，各节短管柱间采用钢法兰及螺栓连接；顶部短管柱应有效的锚固于高承台塔吊基础内，底部短管柱部分穿过拟建建筑结构基础底板锚固于灌注桩内；

短管柱包括：顶部短管柱、标准节短管柱、底部短管柱；短管柱采用热轧钢管或卷管制作；顶部短管柱、标准节短管柱、底部短管柱的钢管外壁与法兰采用焊接连接，且钢管外壁与法兰连接处焊接加劲板，以有效传递短管柱端部的集中应力。

榫凹及抗剪锚榫采用承插式圆形锚榫结构，使结构进行承插连接时在水平面里具有360度的可调性，是单根短管柱间采用钢法兰及螺栓连接不受限制；

底部短管柱长度根据满足基础结构受力及与灌注桩的锚固搭接要求原则确定，直径采用同标准节短钢管的钢管；底部短管柱上设有：底部设有锚固钢筋、下部周向锚固栓钉、上部设有刚性锚固止水装置；所述刚性锚固止水装置包括设置在底部短管柱上部的环向钢板止水环、以及径向将环向钢板止水环与底部短管柱管壁焊接固定的加劲钢板。

本发明创造性的解决了下述问题：

1、解决了塔吊在地下室范围内设置时，塔身穿楼板，减小了对建筑基础底板结构的影响。

2、底部短管柱上端与标准节短管柱采用法兰结合承插式抗剪锚榫连接，塔吊基础结构拆除时，底部短管柱于上部的标准节短管柱拆除方便，且底部短管柱直接埋于建筑基础底板内，减少了对建筑基础底板结构及环境的影响；

3、底部短管柱下端设有锚固钢筋、锚固栓钉及刚性锚固止水装置。锚固钢筋伸入钢筋砼灌注桩内并浇筑成一体；刚性锚固止水装置锚固于建筑结构底板内，起到保障塔吊基础结构的稳定性以及建筑结构底板止、防水作用；锚固栓钉的设置增加了塔吊基础结构抗拔及整体稳定性。

4、塔吊的使用功能完成后，对建筑结构基础底板预留的安装洞口修复以及建筑物该处结构底板的防水隐患提供了很好的解决；

5、采用锚榫承插式法兰连接，解决塔吊基础的施工周期长，以及高承台塔吊基础结构受力稳定及安全隐患。

在上述的一种拼装钢管柱式塔吊基础结构，短管柱节间的连接除采用钢法兰及螺栓连接外，其两端还应分别设置榫凹及抗剪锚榫采用承插式锚榫连接，和四根钢管柱竖向间的柱间支撑共同作用，以取到单根柱及整体结构抵抗剪、扭应力的作用，保障该结构具有足够的稳定性。

在上述的一种拼装钢管柱式塔吊基础结构，短管柱包括：顶部短管柱、标准节短管柱、底部短管柱；短管柱采用热轧钢管或卷管；顶部短管柱、标准节短管柱、底部短管柱的钢管外壁与法兰采用焊接连接，且钢管外壁与法兰连接处焊接加劲板，以有效传递短管柱端部的集中应力。

在上述的一种拼装钢管柱式塔吊基础结构，榫凹及抗剪锚榫采用承插式圆形锚榫结构，使结构进行承插连接时在水平面里具有360度的可调性，是单根短管柱间采用钢法兰及螺栓连接不受限制。

一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接防水方法，其特征在于，包括：

步骤1、在基坑开挖前，按施工平面设计布置及塔吊基础设计要求定位、施工灌注桩，并按设计要求控制好桩顶标高，保证灌注桩施工质量；

步骤2、在灌注桩混凝土初凝前，采用吊车在地面将短管柱拼装成单根钢管柱，见附件基础结构示意图；安装顺序及流程为：

步骤2.1、利用吊车吊起底部短管柱，所述底部短管柱为下端具有锚固钢筋的钢筋混凝土柱，置于灌注桩孔上的临时台架上，临时台架应根据单根钢管柱的重量具有足够的支撑刚度，且调整好其顶部平面水平度；

步骤2.2、利用吊车吊起并依次采用螺栓连接标准节短管柱，使之达到设计的标准节长度；通过标准节短管柱的连接按设计要求控制单根钢管柱的长度，检查并调整好其垂直度；

步骤3、重复步骤2，依次安装完上述的四根钢管柱，并检查、复核四根钢管柱中心线相互尺寸，使其满足承台基础设计要求；

步骤4、施工四根钢管柱顶部的高承台塔吊基础；

步骤5、在工程施工基坑挖土的过程中，及时焊接柱间支撑，直至完成该结构施工；

步骤6、在塔吊使用及运行过程中对承插结合法兰拼装混凝土短管柱式高承台塔吊基础结构的位移和稳定性进行监测；

步骤7、进行底部短管柱与建筑结构基础底板处的处理：

步骤7.1、建筑结构基础底板垫层施工完后，防水层施工时，延底部短管柱外壁四周粘贴防水层至刚性锚固止水装置底部，刚性锚固止水装置底部与防水层的接处需粘接、封堵严密；

步骤7.2、建筑结构基础底板混凝土施工，于底部短管柱处混凝土浇灌时，先浇灌大于或等于建筑结构基础底板混凝土厚度1/2的混凝土，刚性锚固止水装置锚固于基础底板混凝土内，然后在其上部预留直径D+400mm基础结构拆除洞口，以便于该处短管柱的拆除及防水处理；

步骤8、塔吊的使用功能完成后，底部短管柱5处预留孔洞的处理：标准节短管柱拆除后，以同等级或高一级建筑结构基础底板混凝土等级的抗渗混凝土将预留孔洞予以浇灌密实。

因此，本发明具有如下优点：1、底部短管柱上端法兰与钢管的连接处设置加劲板，能有效传递接头处集中应力，保障高承台塔吊基础结构安全性；2、短管柱壁上设置抗拔锚固栓钉，增强了短管柱与灌注桩的抗拔锚固；3、短管柱下端设置锚固钢筋，有利于塔吊基础结构与灌注桩连接锚固；4、短管柱上设置刚性锚固止水结构，增强了短管柱与建筑基础底板的连接，提高了塔吊基础结构的安全稳定性，同时解决了塔吊基础结构穿建筑基础底板处节点的防水抗渗问题；5、建筑基础底板预留孔洞小，对结构的整体性影响小，后期预留孔洞的处理、修补方便；6、必要时，底部短管柱及其下部的灌注桩可作为工程桩使用，降低工程成本。

附图说明

图1为本发明所涉及的基础结构一种主视结构示意图。

图2为本发明中图1中A节点处短管柱的连接结构示意图。

图3为本发明中图1中A节点处两个短管柱连接后固定的结构示意图。

图4为本发明的底部连接结构以及施工方法的结构示意图。

图5是图4中B节点处的放大后俯视结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

一、首先介绍一下本发明的基础结构以及底部的连接结构：包括高承台塔吊基础1、顶部短管柱2、标准节短管柱3、柱间支撑4、底部短管柱5、拟建建筑结构基础底板6及灌注桩7共同形成一稳定的结构，以支撑高承台基础以上的塔吊；

所述高承台塔吊基础1包括顶部短管柱2、标准节短管柱3、底部短管柱5共同组成的四根钢管柱；及柱间支撑4组成的结构支撑，底部短管柱5部分穿过拟建建筑结构基础底板6锚固于灌注桩7内，短管柱的两端分别设置榫凹11及抗剪锚榫12，各节短管柱间采用钢法兰8及螺栓9连接；顶部短管柱2应有效的锚固于高承台塔吊基础1内，底部短管柱5部分穿过拟建建筑结构基础底板6锚固于灌注桩7内；

短管柱包括：顶部短管柱2、标准节短管柱3、底部短管柱5；短管柱3a采用热轧钢管或卷管制作；顶部短管柱2、标准节短管柱3、底部短管柱5的钢管外壁与法兰8采用焊接连接，且钢管外壁与法兰8连接处焊接加劲板10，以有效传递短管柱端部的集中应力。

榫凹11及抗剪锚榫12采用承插式圆形锚榫结构，使结构进行承插连接时在水平面里具有360度的可调性，使单根短管柱间采用钢法兰8及螺栓9连接不受限制；

底部短管柱5长度根据满足基础结构受力及与灌注桩7的锚固搭接要求原则确定，直径采用同标准节短钢管3的钢管；底部短管柱5上部设有：底部设有锚固钢筋15、下部周向锚固栓钉16；所述刚性锚固止水装置包括设置在底部短管柱5上部的环向钢板止水环13、以及径向将环向钢板止水环13与底部短管柱5管壁焊接固定的加劲钢板14。

短管柱包括：顶部短管柱2、标准节短管柱3、底部短管柱5；短管柱采用热轧钢管或卷管制作；顶部短管柱2、标准节短管柱3、底部短管柱5的钢管外壁与法兰8采用焊接连接，且钢管外壁与法兰8连接处焊接加劲板10，以有效传递短管柱端部的集中应力。短管柱节间的连接除采用钢法兰8及螺栓9连接外，其两端还应分别设置榫凹11及抗剪锚榫12采用承插式锚榫连接，和四根钢管柱竖向间的柱间支撑4共同作用，以取到单根柱及整体结构抵抗剪、扭应力的作用，保障该结构具有足够的稳定性。

二、下面介绍一下本发明与结构底板的底部防水方法

步骤1、底部短管柱5与标准节短管柱3的连接见节点短管柱连接示意图；底部短管柱5与其上部短管柱按设计要求连接好后，采用吊车吊装插入灌注桩7内，安装时应按设计要求控制好底部短管柱5的顶部标高；

步骤2、底部短管柱5与建筑结构基础底板处的处理见底部连接结构以及施工方法的结构示意图：

步骤2.1、建筑结构基础底板垫层施工完后，防水层施工时，延底部短管柱5外壁四周粘贴防水层至刚性锚固止水装置底部，刚性锚固止水装置底部与防水层的接处需粘接、封堵严密；

步骤2.2、建筑结构基础底板混凝土施工，于底部短管柱5处混凝土浇灌时，先浇灌大于或等于建筑结构基础底板混凝土厚度1/2的混凝土，刚性锚固止水装置锚固于该基础底板混凝土内，然后在其上部即建筑结构基础底板在底部短管柱5范围内预留直径D+400mm基础结构拆除洞口，以便于该处短管柱的拆除及防水处理；

步骤3、塔吊的使用功能完成后，底部短管柱5处预留孔洞的处理：标准节短管柱3拆除后，以同等级或高一级建筑结构基础底板混凝土等级的抗渗混凝土17将预留孔洞予以浇灌密实。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接结构，其特征在于，包括高承台塔吊基础（1）、顶部短管柱（2）、标准节短管柱（3）、柱间支撑（4）、底部短管柱（5）、拟建建筑结构基础底板（6）及灌注桩（7）共同形成一稳定的结构，以支撑高承台基础以上的塔吊；

所述高承台塔吊基础（1）包括顶部短管柱（2）、标准节短管柱（3）、底部短管柱（5）共同组成的四根钢管柱；及柱间支撑（4）组成的结构支撑，底部短管柱（5）部分穿过拟建建筑结构基础底板（6）锚固于灌注桩（7）内，短管柱的两端分别设置榫凹（11）及抗剪锚榫（12），各节短管柱间采用钢法兰（8）及螺栓（9）连接；顶部短管柱（2）应有效的锚固于高承台塔吊基础（1）内，底部短管柱（5）部分穿过拟建建筑结构基础底板（6）锚固于灌注桩（7）内；

短管柱包括：顶部短管柱（2）、标准节短管柱（3）、底部短管柱（5）；短管柱（3a）采用热轧钢管或卷管制作；顶部短管柱（2）、标准节短管柱（3）、底部短管柱（5）的钢管外壁与法兰（8）采用焊接连接，且钢管外壁与法兰（8）连接处焊接加劲板（10），以有效传递短管柱端部的集中应力；

榫凹（11）及抗剪锚榫（12）采用承插式圆形锚榫结构，使结构进行承插连接时在水平面里具有360度的可调性，是单根短管柱间采用钢法兰（8）及螺栓（9）连接不受限制；

底部短管柱（5）长度根据满足基础结构受力及与灌注桩（7）的锚固搭接要求原则确定，直径采用同标准节短钢管（3）的钢管；底部短管柱（5）上部设有、底部设有锚固钢筋（15）、下部周向锚固栓钉（16）；所述刚性锚固止水装置包括设置在底部短管柱（5）上部的环向钢板止水环（13）、以及径向将环向钢板止水环（13）与底部短管柱（5）管壁焊接固定的加劲钢板（14）。

2.根据权利要求1所述的一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接结构，其特征在于，短管柱节间的连接除采用钢法兰（8）及螺栓（9）连接外，其两端还应分别设置榫凹（11）及抗剪锚榫（12）采用承插式锚榫连接，和四根钢管柱竖向间的柱间支撑（4）共同作用，以取到单根柱及整体结构抵抗剪、扭应力的作用，保障该结构具有足够的稳定性。

3.根据权利要求1所述的一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接结构，其特征在于，短管柱包括：顶部短管柱（2）、标准节短管柱（3）、底部短管柱（5）；短管柱（3a）采用热轧钢管或卷管；顶部短管柱（2）、标准节短管柱（3）、底部短管柱（5）的钢管外壁与法兰（8）采用焊接连接，且钢管外壁与法兰（8）连接处焊接加劲板（10），以有效传递短管柱端部的集中应力。

4.根据权利要求1所述的一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接结构，其特征在于，榫凹（11）及抗剪锚榫（12）采用承插式圆形锚榫结构，使结构进行承插连接时在水平面里具有360度的可调性，是单根短管柱间采用钢法兰（8）及螺栓（9）连接不受限制。

5.一种权利要求1所述的一种拼装钢管柱式塔吊基础与结构底板的连接防水方法，其特征在于，包括：

步骤1、在基坑开挖前，按施工平面设计布置及塔吊基础设计要求定位、施工灌注桩（7），并按设计要求控制好桩顶标高，保证灌注桩施工质量；

步骤2、在灌注桩（7）混凝土初凝前，采用吊车在地面将短管柱拼装成单根钢管柱，见附件钢管柱安装示意图；安装顺序及流程为：

步骤2.1、利用吊车（13）吊起底部短管柱（5），所述底部短管柱（5）为下端具有锚固钢筋（15）的钢筋混凝土柱，置于灌注桩孔上的临时台架（14）上，临时台架（14）应根据单根钢管柱的重量具有足够的支撑刚度，且调整好其顶部平面水平度；

步骤2.2、利用吊车（13）吊起并依次采用螺栓（9）连接标准节短管柱（3），使之达到设计的标准节长度；通过标准节短管柱（3）的连接按设计要求控制单根钢管柱的长度，检查并调整好其垂直度；

步骤3、重复步骤2，依次安装完上述的四根钢管柱，并检查、复核四根钢管柱中心线相互尺寸，使其满足承台基础设计要求；

步骤4、施工四根钢管柱顶部的高承台塔吊基础（1）；

步骤5、在工程施工基坑挖土的过程中，及时焊接柱间支撑（4），直至完成该结构施工；

步骤6、在塔吊使用及运行过程中对承插结合法兰拼装混凝土短管柱式高承台塔吊基础结构的位移和稳定性进行监测；

步骤7、进行底部短管柱（5）与建筑结构基础底板处的处理：

步骤7.1、建筑结构基础底板垫层施工完后，防水层施工时，延底部短管柱（5）外壁四周粘贴防水层至刚性锚固止水装置底部，刚性锚固止水装置底部与防水层的接处需粘接、封堵严密；

步骤7.2、建筑结构基础底板混凝土施工，于底部短管柱（5）处混凝土浇灌时，先浇灌大于或等于建筑结构基础底板混凝土厚度1/2的混凝土，刚性锚固止水装置锚固于该基础底板混凝土内，然后在其上部预留直径D+400mm基础结构拆除洞口，以便于该处短管柱的拆除及防水处理；

步骤8、塔吊的使用功能完成后，底部短管柱（5）处预留孔洞的处理：标准节短管柱（3）拆除后，以同等级或高一级建筑结构基础底板混凝土等级的抗渗混凝土（17）将预留孔洞予以浇灌密实。