利用深基坑固有桩基的重型塔吊基础结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及塔吊基础施工技术领域，更具体地说，涉及一种利用深基坑固有桩基的重型塔吊基础结构及其施工方法。


背景技术：

2.随着我国城市化进程的不断推进，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，钢与混凝土组合结构因具有刚度大、承载力高、抗震性能强以及改善结构功能等突出优点，在高层建筑中的应用日趋普及；为了满足大吨位钢构件吊装需要，高层主体施工时必须配备具有相应吊重能力的重型塔吊，其基础结构设计和施工是保障重型塔吊安全运行的重要一环。
3.现有技术中，重型塔吊基础通常采用如下几种形式：第一种采用钻孔灌注桩加普通矩形板式四桩基础；第二种采用格构式塔吊基础，由灌注桩、格构柱、混凝土或钢承台组合而成，但这些施工方法多存在施工周期长、造价高等弊端。
4.因此，如何解决现有技术中在保证重型塔吊安全运行的前提下，优化塔吊基础结构和施工方法，做到经济、进度等多方面综合效益最优，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种利用深基坑固有桩基的重型塔吊基础结构及其施工方法，其优点是：充分利用高层建筑深基坑中固有的支护桩和出土用平台桩，节约资源，经济效果好，并且构造简单，施工周期短，安全可靠。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种利用深基坑固有桩基的重型塔吊基础结构，包括梯形塔基，所述梯形塔基平面为轴对称等腰梯形，中心顶端连接有塔吊基础节，上底一侧底面连接有与上底平行的联结梁，所述联结梁长边两侧均设有配重块，所述配重块与所述联结梁顶面平齐紧贴在所述梯形塔基底面，所述配重块与所述联结梁构成的矩形组合体位于所述梯形塔基中位线靠近上底一侧。
7.所述联结梁正下方设有桩径与所述联结梁宽度相同的圆形平台桩，所述平台桩沿所述联结梁的长度方向设有多个，呈直线分布间隔设置，其圆心连线与所述联结梁轴线上下重合；所述联结梁和所述配重块下方均设有第二垫层，所述压顶冠梁与所述配重块顶端之间设有第一垫层，所述第一垫层与所述压顶冠梁顶面平齐，其与所述压顶冠梁、所述配重块和所述联结梁共同构成一个平整的所述梯形塔基基层。
8.所述梯形塔基下底一侧底面设有侧面加强块和压顶冠梁，所述侧面加强块和所述压顶冠梁沿着平行于所述梯形塔基下底方向分布，所述压顶冠梁正下方投影范围内有若干桩径与所述压顶冠梁宽度相同的圆形支护桩，所述梯形塔基下底伸出所述侧面加强块和所述压顶冠梁侧面向基坑一侧延伸，所述侧面加强块覆盖所述压顶冠梁侧面并向所述支护桩一侧延伸，延伸距离不少于所述压顶冠梁高度，将二者结合为一个稳固的整体结构；所述侧面加强块顶面与所述压顶冠梁顶面平齐，紧贴在所述梯形塔基底面，与所述压顶冠梁和所
述支护桩侧面之间毛化处理后通过若干插筋连接，所述插筋呈“l”状横向成行分布。
9.进一步的，所述塔吊基础节由竖杆、联系杆、横向销轴和预埋柱脚四部分组成，所述预埋柱脚设在所述梯形塔基四角呈正方形垂直分布，顶端标高一致且伸出所述梯形塔基顶面300mm，与所述竖杆间通过所述横向销轴连接，所述联系杆横向或斜向设在相邻的所述竖杆之间，构成一个几何不变的塔吊基础节。
10.进一步的，所述联结梁包含联结梁骨架和联结梁体，所述配重块包括配重钢筋和配重体，所述联结梁骨架与所述配重钢筋上下平齐。
11.进一步的，所述平台桩包含桩体、竖向主筋和螺旋箍，所述竖向主筋呈圆形分布于桩体内侧四周，所述螺旋箍位于所述竖向主筋外侧呈螺旋形上下分布；所述竖向主筋接长采用搭接焊形式，搭接长度不少于5倍所述竖向主筋直径，双面满焊。
12.进一步的，所述侧面加强块与所述压顶冠梁和所述支护桩贴合设置，由若干加强柱和若干加强板组成，所述加强柱与所述加强板间隔分布，所述加强柱设置在所述支护桩之间，所述加强板设置在所述支护桩临近基坑一侧侧面，相邻的所述加强柱和相邻的所述加强板之间距离与所述支护桩之间距离相等。
13.进一步的，所述梯形塔基与所述压顶冠梁之间连接有伸出所述压顶冠梁顶面的预留纵向筋，所述纵向筋伸出所述压顶冠梁表面不少于35倍所述纵向筋直径。
14.优选的，所述平台桩顶面高出所述第二垫层表面100mm，伸入所述联结梁中；所述第一垫层伸出所述梯形塔基侧面100mm，所述第二垫层伸出所述配重块侧面100mm。
15.优选的，所述竖向主筋相邻的搭接焊接头相互错开且搭接焊接头均位于所述联结梁高度范围内。
16.优选的，所述侧面加强块、所述配重块、所述联结梁和所述平台桩以所述梯形塔基的对称轴呈轴对称分布。
17.优选的，所述侧面加强块两侧伸出所述梯形塔基下底外侧不少于一个所述支护桩桩径距离。
18.优选地，所述压顶冠梁和所述支护桩侧面毛化处理通过手持式凿毛器实现。
19.优选的，所述插筋采用进口胶植筋，每根所述支护桩侧面的所述插筋呈扇形布置，所述插筋对准所述支护桩圆心，沿着所述侧面加强块高度范围上下均匀分布。
20.优选的，所述侧面加强块与所述梯形塔基采用同等标号细石混凝土。
21.本发明的另一个目的是提供一种利用深基坑固有桩基的重型塔吊基础结构的施工方法，包括以下步骤：步骤一:平台桩四周土方放坡开挖至设计标高，施工第二垫层并剔凿高出桩顶设计标高以上的桩体，并对竖向主筋采用搭接焊形式接长；步骤二:按照设计配筋图，依次绑扎联结梁骨架和配重钢筋，按边线支模后一体浇筑联结梁和配重块，拆模后洒水养护不少于7天；步骤三:回填联结梁和配重块四周土方至设计标高，浇筑配重块与压顶冠梁间的第一垫层；步骤四:对侧面加强块范围内的压顶冠梁和支护桩临近基坑一侧表面进行毛化处理，表面刷一层素水泥浆，依据标记的插筋位置采用进口胶植筋并静置养护，绑扎加强柱和加强板内钢筋；
步骤五:支模浇筑侧面加强块，加强柱与加强板一体浇筑成型，共同形成侧面加强块，拆模并对侧面加强块养护不少于14天；步骤六:检查锚入梯形塔基内的预留纵向筋和竖向主筋锚固长度，依次绑扎梯形塔基下层钢筋、校准固定预埋柱脚，最后绑扎上层钢筋和拉钩，支模分层浇筑梯形塔基，拆除并养护梯形塔基不少于14天；步骤七:待梯形塔基混凝土强度达到设计强度的80%后，通过横向销轴将竖杆和联系杆与预埋柱脚连接，依次安装塔吊标准节直至重型塔吊安装完成，达到设计强度并检测合格后运行使用。
22.本发明的有益效果是：1）本发明综合利用了深基坑中固有的支护桩和出土用平台桩，不需要重新施打塔吊基础桩，符合国家资源循环利用的政策导向，缩短施工周期，塔吊提前投入使用，经济效益显著；2）本发明将重型塔吊基础设置在深基坑周边，不仅构造简单，施工便捷，而且避免了塔吊标准节穿过地下室结构二次施工引起的渗漏隐患；3）本发明通过采取在平台桩顶设置联结梁和配重块，支护桩侧面设置侧面加强块的措施，将加以利用的支护桩和平台桩连为一体，增强了整体抗拔力，确保了基坑侧面长期暴露状态下支护桩与压顶冠梁的连接可靠度，重型塔吊运行时梯形塔基安全、可靠。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例中塔吊基础整体构造剖面示意图。
25.图2为本发明实施例中塔吊基础整体构造平面示意图。
26.图3为本发明实施例中塔吊基础节构造示意图。
27.图4为本发明实施例中平台桩与配重块和联结梁连接构造示意图。
28.图5为本发明实施例中梯形塔基与侧面加强块和压顶冠梁连接构造示意图。
29.图6为本发明实施例中支护桩与侧面加强块连接构造示意图。
30.图1-6中：1、塔吊基础节；101、竖杆；102、联系杆；103、横向销轴；104、预埋柱脚；2、梯形塔基；3、侧面加强块；301、加强柱；302、加强板；4、第一垫层；5、第二垫层；6、压顶冠梁；7、配重块；701、配重钢筋；702、配重体；8、联接梁；801、联结梁骨架；802、联结梁体；9、平台桩；901、桩体；902、竖向主筋；903、螺旋箍；10、支护桩；11、插筋；12、纵向筋。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
32.以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明解决方案所必需的。
33.实施例1：一种利用深基坑固有桩基的重型塔吊基础结构，如图1所示，包括梯形塔基2，梯形塔基2中心顶端连接有塔吊基础节1，上底一侧底面连接有联结梁8，联结梁8两侧均设有配重块7，配重块7与联结梁8顶面平齐紧贴在梯形塔基2底面，联结梁8正下方设有桩径与联结梁8宽度相同的平台桩9，联结梁8和配重块7下方均设有第二垫层5，平台桩9顶面高出第二垫层5表面100mm，伸入联结梁8中。
34.梯形塔基2下底一侧底面设有侧面加强块3和压顶冠梁6，压顶冠梁6正下方投影范围内有若干桩径与压顶冠梁6宽度相同的支护桩10，侧面加强块3顶面与压顶冠梁6顶面平齐紧贴在梯形塔基2底面，梯形塔基2下底伸出侧面加强块3和压顶冠梁6侧面向基坑一侧延伸，侧面加强块3覆盖压顶冠梁6侧面并向支护桩10一侧延伸，延伸距离不少于压顶冠梁6高度，将二者结合为一个稳固的整体结构。
35.压顶冠梁6与配重块7顶端之间有第一垫层4，第一垫层4与压顶冠梁6顶面平齐，其与压顶冠梁6、配重块7和联结梁8共同构成一个平整的梯形塔基2基层。
36.如图2所示，梯形塔基2平面为轴对称等腰梯形，上底一侧底面连接有与上底平行的联结梁8，联结梁8长边两侧设有配重块7，配重块7与联结梁8构成的矩形组合体位于梯形塔基2中位线靠近上底一侧；第一垫层4伸出梯形塔基2侧面100mm，第二垫层5伸出配重块7侧面100mm；平台桩9形状为圆形，沿联结梁8的长度方向设有多个，呈直线分布间隔设置，其圆心连线与联结梁8轴线上下重合；侧面加强块3和压顶冠梁6沿着平行于梯形塔基2下底方向分布，侧面加强块3两端伸出梯形塔基2下底外侧不少于一个支护桩10桩径距离；侧面加强块3、配重块7、联结梁8和平台桩9以梯形塔基2的对称轴呈轴对称分布。
37.如图3所示，塔吊基础节1由竖杆101、联系杆102、横向销轴103和预埋柱脚104四部分组成，预埋柱脚104设在梯形塔基2四角呈正方形垂直分布，顶端标高一致且伸出梯形塔基2顶面300mm，与竖杆101间通过横向销轴103连接，联系杆102横向或斜向设在相邻的竖杆101之间，构成一个几何不变的塔吊基础节1。
38.如图4所示，平台桩9包含桩体901、竖向主筋902和螺旋箍903，竖向主筋902呈圆形分布于桩体901内侧四周，螺旋箍903位于竖向主筋902外侧呈螺旋形上下分布；联结梁8包含联结梁骨架801和联结梁体802，配重块7包括配重钢筋701和配重体702，联结梁骨架801与配重钢筋701上下平齐；竖向主筋902接长采用搭接焊形式，相邻的搭接焊接头相互错开且搭接焊接头均位于联结梁8高度范围内，搭接长度不少于5倍竖向主筋902直径，双面满焊，竖向主筋902从联结梁骨架801内穿过后锚入梯形塔基2中，锚固长度不小于35倍竖向主筋902直径。
39.如图5所示，梯形塔基2与压顶冠梁6之间连接有伸出压顶冠梁6顶面的预留纵向筋12，纵向筋12伸出压顶冠梁6表面不少于35倍纵向筋12直径；侧面加强块3与压顶冠梁6和支护桩10侧面之间通过若干插筋11连接，交界面通过手持式凿毛器毛化处理，插筋11呈“l”状横向成行分布。
40.如图6所示，侧面加强块3由若干加强柱301和若干加强板302组成，加强柱301与加强板302间隔分布，加强柱301设置在支护桩10之间，加强板302设置在支护桩10临近基坑一
侧侧面，相邻的加强柱301和相邻的加强板302之间距离与支护桩10之间距离相等；插筋11采用进口胶植筋，每根支护桩10侧面的插筋11呈扇形布置，插筋11对准支护桩10圆心，沿着侧面加强块3高度范围上下均匀分布；侧面加强块3采用与梯形塔基2同等标号c35细石混凝土。
41.实施例2：一种利用深基坑固有桩基的重型塔吊基础结构的施工方法，首先施工配重块7和联结梁8：由测量员根据配重块7和联结梁8设计位置，在出土平台上弹出配重块7和联结梁8边线，操作者在平台桩9顶部采用放坡形式从外侧向中心开挖配重块7和联结梁8土方直至设计标高，基底整平夯实后施工第二垫层5，第二垫层5伸出配重块7和联结梁8侧面100mm，同时人工剔凿高出桩顶设计标高以上的桩体901，以桩体901顶面露出坚硬的混凝土且高出第二垫层5顶面100mm为准，剔凿时保留竖向主筋902，严禁碰撞和随意弯折竖向主筋902，割除多余的螺旋箍903，同时对竖向主筋902采用搭接焊形式接长，相邻的搭接焊接头相互错开且搭接焊接头均位于联结梁8高度范围内，搭接长度不少于5倍竖向主筋902直径，双面满焊，接长后的竖向主筋902长度满足锚入梯形塔基2中35d锚固长度。
42.按照设计配筋图，在第二垫层5上预设位置依次绑扎联结梁骨架801和配重钢筋701，竖向主筋902从联结梁骨架801内穿过伸出联结梁8顶面，按边线支设模板并固定，对伸出联结梁8顶面的竖向主筋902表面包裹薄膜，防止混凝土浇筑时污染竖向主筋902，联结梁8和配重块7同时浇筑成一体，拆除模板和保护薄膜后对联结梁8和配重块7洒水养护不少于7天，联结梁8和配重块7顶面与压顶冠梁6顶面平齐。
43.回填联结梁8和配重块7四周土方至设计标高，土方分层夯实，浇筑配重块7与压顶冠梁6之间的第一垫层4，第一垫层4与压顶冠梁6、配重块7和联结梁8共同构成一个平整的梯形塔基2基层。
44.接着施工侧面加强块3：首先测放出侧面加强块3区域，对区域内压顶冠梁6和支护桩10临近基坑一侧表面进行毛化处理并清理干净，毛化处理采用手持式凿毛器实现，毛化处理后表面刷一层素水泥浆，接着依据标记的插筋11位置采用进口胶植筋并静置养护，绑扎加强柱301和加强板302内钢筋，确保l形插筋11弯锚锚入加强柱301和加强板302内，锚固长度不少于35倍插筋11直径，且不得凸出侧面加强块3表面。
45.支模验收合格后，向模板与压顶冠梁6和支护桩10之间的空间浇筑c35细石混凝土，加强柱301与加强板302一体浇筑成型，共同形成侧面加强块3，侧面加强块3顶面与压顶冠梁6顶面平齐，将压顶冠梁6和支护桩10结合为一个稳固的整体结构；拆除模板并对侧面加强块3养护不少于14天。
46.然后施工梯形塔基2：首先检查伸出压顶冠梁6顶面的预留纵向筋12和伸出联结梁8表面的接长竖向主筋902长度，确保满足锚固要求；然后按照设计图依次绑扎梯形塔基2下层钢筋，校准固定预埋柱脚104，预埋柱脚104呈正方形垂直分布，顶端标高一致且伸出梯形塔基2顶面300mm，最后绑扎上层钢筋和拉钩，通过拉钩将上下层钢筋拉结固定。
47.支模固定并验收合格后分层浇筑梯形塔基2，振动棒操作时做到“快插慢拔”，插点均匀排列，采用“行列式”或“交错式”，并同时避免振动棒碰撞模板、预埋柱脚104等，专职测量员在浇筑过程中动态监测四个预埋柱脚104位置和标高，发现偏差及时纠偏处理；在梯形塔基2混凝土的强度达到1.2mpa以上时或者说不会造成梯形塔基2缺棱掉角时，即可拆除模板，对梯形塔基2进行养护不少于14天。
48.最后安装重型塔吊：待梯形塔基2混凝土强度达到设计强度的80%后，开始安装重型塔吊，通过横向销轴103将竖杆101和联系杆102与预埋柱脚104连接在一起，依次安装塔吊标准节直至重型塔吊安装完成，达到设计强度并检测合格后投入使用。
49.如此设置，不仅综合利用了深基坑中固有的支护桩10和出土用平台桩9，不需要重新施打塔吊基础桩，符合国家资源循环利用的政策导向，缩短施工周期，塔吊提前投入使用，经济效益显著；而且塔吊基础设置在深基坑周边，构造简单，避免了塔吊标准节穿过地下室结构二次施工引起的渗漏隐患。
50.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本发明提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。
51.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。