CN115584753B - 一种跨越岩石裂缝的基础结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跨越岩石裂缝的基础结构及其施工方法，该结构包括铺设在岩石裂缝区域上表面的基板、绑扎在基板表面的下层钢筋、通过预埋件安在基板上的基础填充结构、绑扎在基础填充结构周边及顶部的上层钢筋以及浇筑在岩石裂缝区域的混凝土，下层钢筋、基础填充结构、上层钢筋以及混凝土将岩石裂缝区域填平，岩石裂缝区域填平后形成跨越岩石裂缝的主体建筑基础；所述基础填充结构包括多榀钢桁架，相邻两榀钢桁架间通过多根钢次梁固定连接，所述钢桁架底部通过多个预埋件安在基板上。该结构简单可靠，对应的施工方法施工周期短、施工工艺简单且施工成本。

Description

一种跨越岩石裂缝的基础结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种跨越岩石裂缝的基础结构及其施工方法。

背景技术

超高层建筑物因基础面积较大、荷载较重、埋置深度较大，因而对地基要求比较严格，在进行地基基础方案的选择时，需要综合考虑工程地质条件、建筑结构、技术的可行性、环境以及经济合理性等因素。对于因地质条件特殊性而存在的局部岩溶裂隙问题，现有技术通常选用的解决方案有桩基础和换填基础这两种方案，采用桩基础方案时需重新进行桩基招投标，工期严重滞后，采用换填基础方案时，因裂隙深度大其他区域为天然岩石层，所以开挖难度大，增加了工期及成本。因此对于施工中遇到的局部岩溶裂缝问题，需要一个施工周期短、施工工艺简单且施工成本低的技术方案。

发明内容

本发明目的是提供一种跨越岩石裂缝的基础结构及其施工方法，该结构简单可靠，对应的施工方法施工周期短、施工工艺简单且施工成本。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种跨越岩石裂缝的基础结构，包括铺设在岩石裂缝区域上表面的基板、绑扎在基板表面的下层钢筋、通过预埋件安在基板上的基础填充结构、绑扎在基础填充结构周边及顶部的上层钢筋以及浇筑在岩石裂缝区域的混凝土，下层钢筋、基础填充结构、上层钢筋以及混凝土将岩石裂缝区域填平，岩石裂缝区域填平后形成跨越岩石裂缝的主体建筑基础；

所述基础填充结构包括多榀钢桁架，相邻两榀钢桁架间通过多根钢次梁固定连接，所述钢桁架底部通过多个预埋件安在基板上；

所述钢桁架包括上弦杆、下弦杆、若干根倾斜对拉在上弦杆和下弦杆间的腹杆以及两根分别将上弦杆和下弦杆两端固定连接的拉梁，所述上弦杆和所述下弦杆形状一致、且整体形状呈直线或折线型，下弦杆与预埋件固定连接，相邻两根腹杆间一端相交；

多根所述钢次梁并列间隔连接在相邻两根上弦杆间以及相邻两根下弦杆间。

优选的，所述钢桁架由侧面均匀间隔设有锚栓的工字钢或槽钢制成。

优选的，所述钢次梁由侧面均匀间隔设有锚栓的工字钢或槽钢制成。

优选的，预埋件包括底板、顶板和多根支撑连接在底板和顶板间的支柱，底板和顶板均为平面板状结构，底板预埋浇筑在基板内，顶板上设有若干个与下弦杆相连的通孔。

优选的，所述上弦杆和所述腹杆上设有若干个吊点。

一种应用跨越岩石裂缝的基础结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，浇筑基板，对施工现场岩石地基进行初步找平，形成依托岩石地基的阶梯面基板，在岩石裂缝区域即基板的凹陷处确定基础填充结构的安装位置，并在基板相应位置上均匀间隔预埋多个预埋件；

步骤二，转运基础填充结构，依次起吊多榀钢桁架，合理选用转运车分批运输至施工现场；

步骤三，绑扎下层钢筋，贴合基板表面绑扎一定高度的下层钢筋，下层钢筋绑扎完成后，下层钢筋顶部不高于顶板顶部；

步骤四，拼装基础填充结构，起吊第一榀钢桁架至安装位置的中间部位，将下弦杆固定安在预埋件上，并在第一榀钢桁架两侧设置辅助支撑进行临时固定，至此完成第一榀钢桁架的安装；起吊第二榀钢桁架并将其安在第一榀钢桁架一侧，再在第一榀钢桁架与第二榀钢桁架间固定连接多根钢次梁，至此完成第二榀钢桁架的安装；起吊第三榀钢桁架并将其安在第一榀钢桁架另一侧，再在第一榀钢桁架与第三榀钢桁架间固定连接多根钢次梁，最后将设在第一榀钢桁架两侧的辅助支撑拆除，至此完成第三榀钢桁架的安装；在拼装的初步基础填充结构两侧依次重复起吊安装后续钢桁架，直至拼装完成整个基础填充结构；

步骤五，绑扎上层钢筋，在拼装完成的基础填充结构周边及顶部绑扎上层钢筋，直至上层钢筋将基板凹陷处填平，形成建筑基础的满堂结构；

步骤六，浇筑基础，向满堂结构中浇筑混凝土，通过无线测温仪器和冷凝水管实时监控并调节混凝土温度。

优选的，所述步骤二中，为了保证吊装安全以及转运工作的实施，可将钢桁架解体为两个部分。

优选的，所述步骤五中，上层钢筋绑扎完成后，形成由以上层钢筋、基础填充结构和下层钢筋组成的满堂结构，其中基础填充结构填充在大跨度的裂缝中替代钢筋结构、并由上层钢筋和下层钢筋包覆。

优选的，所述步骤六中，冷凝水管布置在搭建好的满堂结构上，冷水水管通过水泵从蓄水池中抽水，实施步骤六之前，冷凝水管中需灌满水。

本发明中，在岩石裂缝区填充由多榀钢桁架拼装的结构以替代钢筋绑扎，可增大建筑基础的载荷承受力，实现了应用简单结构和施工方法解决局部溶岩裂缝问题，弥补了传统桩基础和换填基础两种工艺方法施工周期长和施工难度大的缺点，在处理岩石裂缝区问题上有显著的进步。

附图说明

图1为本发明基础填充结构整体结构示意图；

图2为本发明上弦架分布示意图；

图3为本发明下弦架分布示意图；

图4为本发明预埋件结构示意图；

图5为本发明基础填充结构应用示意图；

图中：1、桁架；2、钢次梁；3、预埋件；4、基板；10、上弦杆；11、下弦杆；12、腹杆；13、拉梁；14、吊点；30、底板；31、顶板；32、支柱。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明：

如图1、图2、图3和图4所示的一种跨越岩石裂缝的基础结构，包括铺设在岩石裂缝区域上表面的基板4、绑扎在基板4表面的下层钢筋、通过预埋件3安装在基板4上的基础填充结构、绑扎在基础填充结构周边及顶部的上层钢筋以及浇筑在岩石裂缝区域的混凝土，下层钢筋、基础填充结构、上层钢筋以及混凝土将岩石裂缝区域填平，岩石裂缝区域填平后形成跨越岩石裂缝的主体建筑基础。

基础填充结构包括多榀钢桁架1，相邻两榀钢桁架1间采用焊接方式通过多根钢次梁2固定连接，钢桁架1底部采用紧固件连接方式通过多个预埋件3安装在基板4上。

钢桁架1包括上弦杆10、下弦杆11、若干根通过焊接倾斜对拉在上弦杆10和下弦杆11间的腹杆12以及两根通过焊接分别将上弦杆10和下弦杆11两端固定连接的拉梁13，上弦杆10和下弦杆11形状一致、且整体形状呈直线或折线型，可依据施工现场情况进行相应形状的设计，在本例中，依据施工环境以及设计要求设计的钢桁架1的形状为折线形，下弦杆11与预埋件3通过紧固件固定连接，相邻两根腹杆12间一端相交。钢桁架1由侧面均匀间隔设置有锚栓的工字钢或槽钢制成，锚栓可以增大钢桁架1与混凝土间的粘合力，为了方便施工人员进行焊接作业，钢桁架1上适当位置可配置施工爬用梯，焊接作业时还可在焊接处下方设置接火盆。上弦杆10和腹杆12上设置有若干个吊点14，吊点14具体可选用吊耳，可用于施工过程中钢桁架1的起吊。

多根钢次梁2通过焊接并列间隔连接在相邻两根上弦杆10间以及相邻两根下弦杆11间。钢次梁2由侧面均匀间隔设置有锚栓的工字钢或槽钢制成，锚栓可以增大钢次梁2与混凝土间的粘合力。

预埋件3包括底板30、顶板31和多根通过焊接支撑连接在底板30和顶板31间的支柱32，底板30和顶板31均为平面板状结构，底板30预埋浇筑在基板4内，顶板31上设置有若干个与下弦杆11相连的通孔。

一种跨越岩石裂缝的基础结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，浇筑基板4，采用浇筑混凝土的方法对施工现场岩石地基进行初步找平，形成依托岩石地基的阶梯面基板4，在岩石裂缝区域即基板4的凹陷处确定基础填充结构的安装位置，并在基板4相应位置上均匀间隔预埋多个预埋件3；

步骤二，转运基础填充结构，使用塔吊依次起吊多榀钢桁架1，为防止钢柱起吊时与地面发生拖拉而造成钢桁架1损伤，应在钢桁架1下方垫设枕木，合理选用转运车分批运输至施工现场，在一个优选实施例中，为了保证吊装安全以及转运工作的实施，可将钢桁架1解体为两个部分；

步骤三，绑扎下层钢筋，贴合基板4表面绑扎一定高度的下层钢筋，下层钢筋绑扎完成后，下层钢筋顶部不高于顶板31顶部，上层钢筋绑扎完成后，形成由以上层钢筋、基础填充结构和下层钢筋组成的满堂结构，其中基础填充结构填充在大跨度的裂缝中替代钢筋结构、并由上层钢筋和下层钢筋包覆；

步骤四，拼装基础填充结构，起吊第一榀钢桁架1至安装位置的中间部位，将下弦杆11固定安装在预埋件3上，并在第一榀钢桁架1两侧设置辅助支撑进行临时固定，防止第一榀钢桁架1发生倾倒，至此完成第一榀钢桁1的安装；起吊第二榀钢桁架1并将其安装在第一榀钢桁架1一侧，再在第一榀钢桁架1与第二榀钢桁架1间固定连接多根钢次梁2，至此完成第二榀钢桁架1的安装；起吊第三榀钢桁架1并将其安装在第一榀钢桁架1另一侧，再在第一榀钢桁架1与第三榀钢桁架1间固定连接多根钢次梁2，最后将设置在第一榀钢桁架1两侧的辅助支撑拆除，至此完成第三榀钢桁架1的安装；在拼装的初步基础填充结构两侧依次重复起吊安装后续钢桁架1，直至拼装完成整个基础填充结构；

步骤五，绑扎上层钢筋，在拼装完成的基础填充结构周边及顶部绑扎上层钢筋，直至上层钢筋将基板4凹陷处填平，形成由以上层钢筋、基础填充结构和下层钢筋组成的建筑基础的满堂结构，其中基础填充结构填充在大跨度的裂缝中替代钢筋结构、并由上层钢筋和下层钢筋包覆，可起到加固效果；

步骤六，浇筑基础，向满堂结构中浇筑混凝土，通过无线测温仪器和冷凝水管实时监控并调节混凝土温度，冷凝水管布置在搭建好的满堂结构上，冷水水管通过水泵从蓄水池中抽水，实施之前，冷凝水管中需灌满水，参见图5为混凝土浇筑完成后示意图。

上述实施例只是对本发明构思和实现的若干说明，并非对其进行限制，在本发明构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。

Claims (9)

1.一种跨越岩石裂缝的基础结构，其特征在于：包括铺设在岩石裂缝区域上表面的基板（4）、绑扎在基板（4）表面的下层钢筋、通过预埋件（3）安在基板（4）上的基础填充结构、绑扎在基础填充结构周边及顶部的上层钢筋以及浇筑在岩石裂缝区域的混凝土，下层钢筋、基础填充结构、上层钢筋以及混凝土将岩石裂缝区域填平，岩石裂缝区域填平后形成跨越岩石裂缝的主体建筑基础；

所述基础填充结构包括多榀钢桁架（1），相邻两榀钢桁架（1）间通过多根钢次梁（2）固定连接，所述钢桁架（1）底部通过多个预埋件（3）安在基板（4）上；

所述钢桁架（1）包括上弦杆（10）、下弦杆（11）、倾斜对拉在上弦杆（10）和下弦杆（11）间的若干根腹杆（12）以及两根分别将上弦杆（10）和下弦杆（11）两端固定连接的拉梁（13），所述上弦杆（10）和所述下弦杆（11）形状一致、且整体形状呈直线或折线型，下弦杆（11）与预埋件（3）固定连接，相邻两根腹杆（12）间一端相交；

在相邻两根上弦杆（10）之间间隔设有多根所述钢次梁（2），在相邻两根下弦杆（11）之间也间隔设有多根所述钢次梁（2）。

2.根据权利要求1所述的跨越岩石裂缝的基础结构，其特征在于：所述钢桁架（1）由侧面均匀间隔设有锚栓的工字钢或槽钢制成。

3.根据权利要求1所述的跨越岩石裂缝的基础结构，其特征在于：所述钢次梁（2）由侧面均匀间隔设有锚栓的工字钢或槽钢制成。

4.根据权利要求1所述的跨越岩石裂缝的基础结构，其特征在于：所述预埋件（3）包括底板（30）、顶板（31）和多根支撑连接在底板（30）和顶板（31）间的支柱（32），底板（30）和顶板（31）均为平面板状结构，底板（30）预埋浇筑在基板（4）内，顶板（31）上设有若干个与下弦杆（11）相连的通孔。

5.根据权利要求1所述的跨越岩石裂缝的基础结构，其特征在于：所述上弦杆（10）和所述腹杆（12）上设有若干个吊点（14）。

6.一种应用权利要求1～5任一项所述的跨越岩石裂缝的基础结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，浇筑基板（4），对施工现场岩石地基进行初步找平，形成依托岩石地基的阶梯面基板（4），在岩石裂缝区域即基板（4）的凹陷处确定基础填充结构的安装位置，并在基板（4）相应位置上均匀间隔预埋多个预埋件（3）；

步骤二，转运基础填充结构，依次起吊多榀钢桁架（1），合理选用转运车分批运输至施工现场；

步骤三，绑扎下层钢筋，贴合基板（4）表面绑扎一定高度的下层钢筋，下层钢筋绑扎完成后，下层钢筋顶部不高于顶板（31）顶部；

步骤四，拼装基础填充结构，起吊第一榀钢桁架（1）至安装位置的中间部位，将下弦杆（11）固定安在预埋件（3）上，并在第一榀钢桁架（1）两侧设置辅助支撑进行临时固定，至此完成第一榀钢桁架（1）的安装；起吊第二榀钢桁架（1）并将其安在第一榀钢桁架（1）一侧，再在第一榀钢桁架（1）与第二榀钢桁架（1）间固定连接多根钢次梁（2），至此完成第二榀钢桁架（1）的安装；起吊第三榀钢桁架（1）并将其安在第一榀钢桁架（1）另一侧，再在第一榀钢桁架（1）与第三榀钢桁架（1）间固定连接多根钢次梁（2），最后将设在第一榀钢桁架（1）两侧的辅助支撑拆除，至此完成第三榀钢桁架（1）的安装；在拼装的初步基础填充结构两侧依次重复起吊安装后续钢桁架（1），直至拼装完成整个基础填充结构；

步骤五，绑扎上层钢筋，在拼装完成的基础填充结构周边及顶部绑扎上层钢筋，直至上层钢筋将基板（4）凹陷处填平，形成建筑基础的满堂结构；

步骤六，浇筑基础，向满堂结构中浇筑混凝土，通过无线测温仪器和冷凝水管实时监控并调节混凝土温度。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述步骤二中，为了保证吊装安全以及转运工作的实施，可将钢桁架（1）解体为两个部分。

8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述步骤五中，上层钢筋绑扎完成后，形成由以上层钢筋、基础填充结构和下层钢筋组成的满堂结构，其中基础填充结构填充在大跨度的裂缝中替代钢筋结构、并由上层钢筋和下层钢筋包覆。

9.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述步骤六中，冷凝水管布置在搭建好的满堂结构上，冷水水管通过水泵从蓄水池中抽水，实施步骤六之前，冷凝水管中需灌满水。

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