一种可拆卸式预制钢体塔吊基础及其施工方法与流程

本发明涉及一种可拆卸式预制钢体塔吊基础及其施工方法。

背景技术：

目前，塔吊已被广泛运用于建筑领域中。为了保证其正常安全运行，塔吊必须固定在坚实而又稳固的基础上，因而塔吊基础须有足够的强度、抗倾覆能力和抗剪切能力，与此同时必须确保其不会对拟建建筑的地基结构产生不利影响。但是，现有的塔吊基础仍具有许多不足之处，如混凝土用量较高、配筋用量大、从施工到投入工期长；基础不能重复使用，还可能因其位置原因影响室外给排水等其他专业施工；施工结束后成为工程废物需要全部拆除清运，产生建筑垃圾造成资源浪费和环境污染等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可拆卸式预制钢体塔吊基础及其施工方法，其能够解决现有的塔吊基础不能重复使用、造成资源浪费和环境污染等问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种可拆卸式预制钢体塔吊基础，包括底层钢体、拼装钢体、工字连接钢梁，所述底层钢体上安装有1块以上的拼装钢体，所述拼装钢体上安装有工字连接钢梁，且所述底层钢体通过竖直螺栓穿过拼装钢体后与工字连接钢梁相连。

所述底层钢体包括底层上钢梁体、底层下钢梁体、底层中部钢体，所述底层上钢梁体包括长方体底层上钢梁杆体，所述长方体底层上钢梁杆体一端与第一正方体底层上钢梁连接块相连，所述长方体底层上钢梁杆体另一端与第二正方体底层上钢梁连接块相连，所述第一正方体底层上钢梁连接块和第二正方体底层上钢梁连接块上表面均开设有第一圆形凹槽，所述长方体底层上钢梁杆体的底面开设有上凹槽；所述底层下钢梁体包括长方体底层下钢梁杆体，所述长方体底层下钢梁杆体一端与第一正方体底层下钢梁连接块相连，所述长方体底层下钢梁杆体另一端与第二正方体底层下钢梁连接块相连，所述第一正方体底层下钢梁连接块和第二正方体底层下钢梁连接块上表面均开设有第二圆形凹槽，所述长方体底层下钢梁杆体上表面开设有下凹槽；所述开设有上凹槽的底层上钢梁体与开设有下凹槽的底层下钢梁体交叉卡位相连，所述底层上钢梁体与底层下钢梁体之间安装有底层中部钢体，所述第一圆形凹槽和第二圆形凹槽内均安装有多孔圆环钢筋垫板。

所述长方体底层上钢梁杆体上开设有第一竖向螺栓孔，所述第一正方体底层上钢梁连接块和第二正方体底层上钢梁连接块的侧壁上均开设有第一横向螺栓孔，所述第一正方体底层上钢梁连接块和第二正方体底层上钢梁连接块上均开设有第一小直径螺栓孔；所述长方体底层下钢梁杆体上开设有第二竖向螺栓孔，所述第一正方体底层下钢梁连接块和第二正方体底层下钢梁连接块的侧壁上均开设有第二横向螺栓孔，所述第一正方体底层下钢梁连接块和第二正方体底层下钢梁连接块上均开设有第二小直径螺栓孔；所述底层中部钢体上分别开设有第三竖向螺栓孔、第三横向螺栓孔；所述多孔圆环钢筋垫板上开设有第三小直径螺栓孔；所述底层中部钢体通过横向螺栓分别与底层上钢梁体和底层下钢梁体相连，所述横向螺栓包括横向固定支座，所述横向固定支座上安装有第一短螺杆，所述第一短螺杆与横向螺栓相连，所述第一短螺杆与横向螺栓相连处外套接有套筒，所述横向螺栓上安装有第一垫板，所述横向螺栓与第一螺帽相连，且所述第一垫板与第一螺帽抵触相连。

所述拼装钢体包括山型钢体、凸型钢体，所述山型钢体包括第一竖向长边钢体，所述第一竖向长边钢体一侧从上到下依次与第一横向短边钢体、第二横向短边钢体、第三横向短边钢体相连，且所述第一横向短边钢体与第二横向短边钢体之间存在间隙，所述第二横向短边钢体与第三横向短边钢体之间也存在间隙；所述凸型钢体包括第二竖向长边钢体，所述第二竖向长边钢体一侧从上到下依次与第四横向短边钢体、第五横向短边钢体相连，且所述第四横向短边钢体与第五横向短边钢体之间存在间隙；所述第一横向短边钢体与第二横向短边钢体之间卡位安装有第四横向短边钢体，所述第二横向短边钢体与第三横向短边钢体之间卡位安装有第五横向短边钢体。

所述山型钢体上分别开设有第四竖向螺栓孔、第四横向螺栓孔，所述凸型钢体上分别开设有第五竖向螺栓孔、第五横向螺栓孔。

所述上下两个所述拼装钢体的山型钢体或凸型钢体错位安装。

所述山型钢体通过横向螺栓与凸型钢体相连，所述横向螺栓包括横向固定支座，所述横向固定支座上安装有第一短螺杆，所述第一短螺杆与第二短螺杆相连，所述第一短螺杆与第二短螺杆相连处外套接有套筒，所述第二短螺杆上安装有第一垫板，所述第二短螺杆与第一螺帽相连，且所述第一垫板与第一螺帽抵触相连。

所述工字连接钢梁包括第一工字钢、第二工字钢，所述第一工字钢与第二工字钢交叉垂直相连，所述第一工字钢和第二工字钢上均开设有螺栓孔，所述第一工字钢和第二工字钢上均安装有固定连接件。

所述竖直螺栓包括底座固定支座，所述底座固定支座上安装有长螺杆，所述长螺杆上安装有第二垫板，所述长螺杆与第二螺帽相连，所述第二螺帽与第二垫板抵触相连。

一种可拆卸式预制钢体塔吊基础的施工方法，包括以下步骤：

(1)准备各安装构件就位：在工厂加工钢体塔吊基础的底层钢体、拼装钢体、工字连接钢梁运送至施工现场。

(2)打入桩基并开挖塔吊基坑：在施工现场设计位置打入四根桩基，开挖塔吊基坑，处理好桩基的纵向钢筋外露，并使桩基高度与垫层等高，做好相应防水措施。

(3)现场放线并组装底层钢体，包括以下步骤：

(3-1)在塔吊基坑垫层上现场放线，制定出底层下钢梁体和底层上钢梁体的轴线，以及各竖直螺栓的底座固定支座具体位置；

(3-2)安装所有竖直螺栓就位，将竖直螺栓放置在水泥垫层上，放置时将长螺杆向上、底座固定支座向下摆放在预定位置；

(3-3)把桩上的带螺纹的纵向钢筋分别穿过多孔圆环钢筋垫板；再依次通过螺帽把带螺纹的纵向钢筋与底层下钢梁体和底层上钢梁体固定连接成整体，

(3-4)把已穿过多孔圆环钢筋垫板的纵向钢筋，再次穿过底层下钢梁体的第二小直径螺栓孔或底层上钢梁体的第一小直径螺栓孔；同时，把每个长螺杆都穿过底层下钢梁体的第二竖向螺栓孔或底层上钢梁体第一竖向螺栓孔，且确保底层下钢梁体的下凹槽和底层上钢梁体的上凹槽相咬合。

(3-5)镶嵌底层中部钢体，满足长螺杆穿过第三竖向螺栓孔的同时，通过组装好的横向螺栓的第一短螺杆穿过第二横向螺栓孔、第三横向螺栓孔和第一横向螺栓孔并用第一螺帽将每个横向螺栓固定，把底层中部钢体与底层下钢梁体和底层上钢梁体连接固定成整体。

(4)依次从下到上组装4层拼装钢体，包括以下步骤：

(4-1)通过组装好的横向螺栓的第一短螺杆从四个侧面穿过山型钢体的第四横向螺栓孔和凸型钢体的第五横向螺栓孔，把山型钢体和凸型钢体连接固定，形成单个整体拼装钢体；

(4-2)依次拼装每层拼装钢体，每层钢体相互交错排列，通过竖直螺栓将每层钢体固定形成整体。

(5)固定工字连接钢梁：将竖直螺栓穿过工字连接钢梁上的螺栓孔，并用第二螺帽将每个竖直螺栓固定。

(6)安装塔吊：将塔吊通过工字连接钢梁上的固定连接件用螺栓紧固连接，并安装塔吊上部结构。

(7)钢体塔吊基础的拆除：拆除过程与组装过程相反，是至上而下的过程，通过拆除每层横向螺栓和竖直螺栓，依次拆除钢体，最后再回收竖直螺栓，达到完全回收的目的。

本发明的有益效果是：(1)施工方便，施工周期短；(2)基础钢体以交叉分层分布增强了基础抗冲切能力；(3)底层对角钢梁体两端圆形凹槽内可以与下部桩基钢筋通过多孔钢筋圆环垫板有效与下部桩基连接，有效提高了基础的抗拔能力；(4)对于低层建筑塔吊可以不用与塔吊桩基连接，直接将预制钢体与塔吊相连接；对于高层建筑塔吊，利用此预制钢体基础也可以有效缩短塔吊桩基的长度，节约成本；(5)能够循环利用，周转次数高，即便钢材报废，材料也可用或者再生回收，符合国家降耗减排的产业政策。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为工字连接钢梁的结构示意图；

图3为山型钢体的结构示意图；

图4为凸型钢体的结构示意图；

图5为底层上钢梁体的结构示意图；

图6为底层上钢梁体的俯视图；

图7为底层下钢梁体的结构示意图；

图8为底层下钢梁体的俯视图；

图9为底层中部钢体的俯视图；

图10为底层中部钢体的主视图；

图11为横向螺栓的结构示意图；

图12为竖直螺栓的结构示意图；

图13为多孔圆环钢筋垫板的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示一种可拆卸式预制钢体塔吊基础，包括底层钢体、拼装钢体、工字连接钢梁1，所述底层钢体上安装有1块以上的拼装钢体，所述拼装钢体上安装有工字连接钢梁1，且所述底层钢体通过竖直螺栓8穿过拼装钢体后与工字连接钢梁1相连。

如图5、图6、图7、图8所示，所述底层钢体包括底层上钢梁体4、底层下钢梁体5、底层中部钢体6，所述底层上钢梁体4包括长方体底层上钢梁杆体41，所述长方体底层上钢梁杆体41一端与第一正方体底层上钢梁连接块42相连，所述长方体底层上钢梁杆体41另一端与第二正方体底层上钢梁连接块43相连，所述第一正方体底层上钢梁连接块42和第二正方体底层上钢梁连接块43上表面均开设有第一圆形凹槽44，所述长方体底层上钢梁杆体41的底面开设有上凹槽45；所述底层下钢梁体5包括长方体底层下钢梁杆体51，所述长方体底层下钢梁杆体51一端与第一正方体底层下钢梁连接块52相连，所述长方体底层下钢梁杆体51另一端与第二正方体底层下钢梁连接块53相连，所述第一正方体底层下钢梁连接块52和第二正方体底层下钢梁连接块53上表面均开设有第二圆形凹槽54，所述长方体底层下钢梁杆体51上表面开设有下凹槽55；所述开设有上凹槽45的底层上钢梁体4与开设有下凹槽55的底层下钢梁体5交叉卡位相连，所述底层上钢梁体4与底层下钢梁体5之间安装有底层中部钢体6，所述第一圆形凹槽44和第二圆形凹槽54内均安装有多孔圆环钢筋垫板9。

所述长方体底层上钢梁杆体41上开设有第一竖向螺栓孔46，所述第一正方体底层上钢梁连接块42和第二正方体底层上钢梁连接块43的侧壁上均开设有第一横向螺栓孔47，所述第一正方体底层上钢梁连接块42和第二正方体底层上钢梁连接块43上均开设有第一小直径螺栓孔48。所述第一竖向螺栓孔46共5个，在长方体底层上钢梁杆体41中心分布1个，在距中心左右两边四分之一处分别上下对称分布2个。所述第一横向螺栓孔47在第一正方体底层上钢梁连接块42和第二正方体底层上钢梁连接块43的侧壁上均匀对称分布有8个。所述第一竖向螺栓孔46与第一横向螺栓孔47孔径相同，位置与上部构件匹配使用，形成贯通的孔道，用于与螺栓配套固定。所述第一小直径螺栓孔48分布在第一正方体底层上钢梁连接块42和第二正方体底层上钢梁连接块43的第一圆形凹槽44内，每个第一圆形凹槽44内环绕等距分布12个，大小与桩的纵向钢筋直径向匹配，用于基础与桩的固定连接。所述上凹槽45成矩形状，深度为长方体底层上钢梁杆体41厚度的二分之一，且开口朝下，具体分布在长方体底层上钢梁杆体41中部。

所述长方体底层下钢梁杆体51上开设有第二竖向螺栓孔56，所述第一正方体底层下钢梁连接块52和第二正方体底层下钢梁连接块53的侧壁上均开设有第二横向螺栓孔57，所述第一正方体底层下钢梁连接块52和第二正方体底层下钢梁连接块53上均开设有第二小直径螺栓孔58。所述第二竖向螺栓孔56、第二横向螺栓孔57、第二小直径螺栓孔58均与底层上钢梁体4中的相同。所述下凹槽55成矩形状，深度为长方体底层下钢梁杆体51厚度的二分之一，且开口朝上，具体分布在长方体底层下钢梁杆体51中部，与上凹槽41配套使用。

如图9、图10所示，所述底层中部钢体6上分别开设有第三竖向螺栓孔61、第三横向螺栓孔62。所述第三竖向螺栓孔61预设在底层中部钢体6的重心位置，所述第三横向螺栓孔62分布在底层中部钢体6短边的侧面，两个第三横向螺栓孔62均匀对称分布在短边侧面。所述第三横向螺栓孔62与第三竖向螺栓孔61孔径相同，位置与底部和上部构件匹配使用，在底层中部钢体6体内形成贯通的孔道，用于与螺栓配套固定。

如图13所示，所述多孔圆环钢筋垫板9上开设有第三小直径螺栓孔91。第三小直径螺栓孔91均匀分布于多孔圆环钢筋垫板9上，多孔钢筋圆环垫板外径略小于底层上钢梁体4或底层下钢梁体5两端圆形凹槽的直径。

如图11所示，所述底层中部钢体6通过横向螺栓7分别与底层上钢梁体4和底层下钢梁体5相连，所述横向螺栓7包括横向固定支座71，所述横向固定支座71上安装有第一短螺杆72，所述第一短螺杆72与第二短螺杆73相连，所述第一短螺杆72与第二短螺杆73相连处外套接有套筒76，所述第二短螺杆73上安装有第一垫板74，所述第二短螺杆73与第一螺帽75相连，且所述第一垫板74与第一螺帽75抵触相连。所述横向固定支座71成长方形片状，位于横向螺栓7末端，防止横向螺栓7有位移移动。所述的第一短螺杆72一端固定在横向固定支座71上方，另一端预留有螺纹，第一短螺杆72直径略小于横向螺栓孔的孔径。所述的套筒76内设有螺纹，用于与第一短螺杆72末端螺纹相匹配连接。所述的第一垫板74成长方形片状，大小与横向固定支座71相同，用于防止第一螺帽75的位移滑动。所述的第一螺帽75内预设有螺纹，与第一短螺杆72末端螺纹相匹配使用。

如图2、图3所示，所述拼装钢体包括山型钢体2、凸型钢体3，所述山型钢体2包括第一竖向长边钢体21，所述第一竖向长边钢体21一侧从上到下依次与第一横向短边钢体22、第二横向短边钢体23、第三横向短边钢体24相连，且所述第一横向短边钢体22与第二横向短边钢体23之间存在间隙，所述第二横向短边钢体23与第三横向短边钢体24之间也存在间隙；所述凸型钢体3包括第二竖向长边钢体31，所述第二竖向长边钢体31一侧从上到下依次与第四横向短边钢体32、第五横向短边钢体33相连，且所述第四横向短边钢体32与第五横向短边钢体33之间存在间隙；所述第一横向短边钢体22与第二横向短边钢体23之间卡位安装有第四横向短边钢体32，所述第二横向短边钢体23与第三横向短边钢体24之间卡位安装有第五横向短边钢体33。

所述山型钢体2上分别开设有第四竖向螺栓孔25、第四横向螺栓孔26。所述第四竖向螺栓孔25共8个，其中5个均匀对称分布在第一竖向长边钢体21上，3个均匀对称分布在横向短边钢体上，其位置与工字连接钢梁1上的螺栓孔13的位置匹配。所述第四横向螺栓孔26共8个，其中6个均匀对称分布在横向短边钢体上，2个均匀对称分布在第一竖向长边钢体21上。所述第四竖向螺栓孔25与第四横向螺栓孔26孔径相同，且上下左右相互匹配，形成贯通的孔道，用于与螺栓配套固定。

所述凸型钢体3上分别开设有第五竖向螺栓孔34、第五横向螺栓孔35。所述第五竖向螺栓孔34共13个，其中5个均匀对称分布在第二竖向长边钢体31上，8个均匀对称分布在横向短边钢体上，其位置与工字连接钢梁1上的螺栓孔13的位置匹配。所述第五横向螺栓孔35共6个，其中4个均匀对称分布在横向短边钢体上，2个均匀对称分布在第二竖向长边钢体31上。所述第五竖向螺栓孔34与第五横向螺栓孔35孔径相同，且位置上下左右匹配使用，形成贯通的孔道，用于与螺栓配套固定。

所述上下两个所述拼装钢体的山型钢体2或凸型钢体3错位安装。

所述山型钢体2通过横向螺栓7与凸型钢体3相连，所述横向螺栓7包括横向固定支座71，所述横向固定支座71上安装有第一短螺杆72，所述第一短螺杆72与第二短螺杆73相连，所述第一短螺杆72与第二短螺杆73相连处外套接有套筒76，所述第二短螺杆73上安装有第一垫板74，所述第二短螺杆73与第一螺帽75相连，且所述第一垫板74与第一螺帽75抵触相连。

如图2所示，所述工字连接钢梁1包括第一工字钢11、第二工字钢12，所述第一工字钢11与第二工字钢12交叉垂直相连，所述第一工字钢11和第二工字钢12上均开设有螺栓孔13，所述第一工字钢11和第二工字钢12上均安装有固定连接件14。工字连接钢梁1的作用是通过其把上部塔吊与下部基础固定连接。第一工字钢11和第二工字钢12的十分之一与三分之一处的上下翼板的左右两边，对称分布有16个螺栓孔13；第一工字钢11和第二工字钢12交汇中心，上下贯穿于工字钢腹板分布有1个螺栓孔13。所述的固定连接件14，成矩形片状，其上有预留螺栓孔，分布在每个第一工字钢11和第二工字钢12的六分之一处的上翼板的左右两边，共8个，用于与上部塔身固定连接。

如图12所示，所述竖直螺栓8包括底座固定支座81，所述底座固定支座81上安装有长螺杆82，所述长螺杆82上安装有第二垫板83，所述长螺杆82与第二螺帽84相连，所述第二螺帽84与第二垫板83抵触相连。所述底座固定支座81成长方形片状，位于长螺杆82末端，防止长螺杆82有位移移动。所述长螺杆82一端固定在底座固定支座81上方，另一端预留有螺纹，长螺杆82直径略小于竖向螺栓孔的孔径。所述的第二垫板83成方形片状，用于防止第二螺帽84的位移滑动。所述的第二螺帽84内预设有螺纹，与长螺杆82末端螺纹相匹配使用。

选用qtg25塔吊，地基为软土，其塔吊基础平面尺寸3500×3500mm，高度为1500mm，为方便组装及考虑可拆卸式预制钢体塔吊基础整体性，分五层组装，每层钢体厚度为300mm，一种可拆卸式预制钢体塔吊基础的施工方法，包括以下步骤：

(2)准备各安装构件就位：在工厂加工钢体塔吊基础的底层钢体、拼装钢体、工字连接钢梁1运送至施工现场。

(2)打入桩基并开挖塔吊基坑：在施工现场设计位置打入四根桩基，开挖塔吊基坑，处理好桩基的纵向钢筋外露，并使桩基高度与垫层等高，做好相应防水措施。

(3)现场放线并组装底层钢体，包括以下步骤：

(3-1)在塔吊基坑垫层上现场放线，制定出底层下钢梁体5和底层上钢梁体4的轴线，以及各竖直螺栓8的底座固定支座81具体位置；(3-2)安装所有竖直螺栓8就位，将竖直螺栓8放置在水泥垫层上，放置时将长螺杆82向上、底座固定支座81向下摆放在预定位置；

(3-3)把桩上的带螺纹的纵向钢筋分别穿过多孔圆环钢筋垫板9；再依次通过螺帽把带螺纹的纵向钢筋与底层下钢梁体5和底层上钢梁体4固定连接成整体，

(3-4)把已穿过多孔圆环钢筋垫板9的纵向钢筋，再次穿过底层下钢梁体5的第二小直径螺栓孔58或底层上钢梁体4的第一小直径螺栓孔48；同时，把每个长螺杆82都穿过底层下钢梁体5的第二竖向螺栓孔56或底层上钢梁体4第一竖向螺栓孔46，且确保底层下钢梁体5的下凹槽55和底层上钢梁体4的上凹槽45相咬合。

(3-5)镶嵌底层中部钢体6，满足长螺杆82穿过第三竖向螺栓孔61的同时，通过组装好的横向螺栓7的第一短螺杆72穿过第二横向螺栓孔57、第三横向螺栓孔62和第一横向螺栓孔47并用第一螺帽75将每个第二短螺杆73固定，把底层中部钢体6与底层下钢梁体5和底层上钢梁体4连接固定成整体。

(4)依次从下到上组装4层拼装钢体，包括以下步骤：

(4-1)通过组装好的横向螺栓7的第一短螺杆72从四个侧面穿过山型钢体2的第四横向螺栓孔26和凸型钢体3的第五横向螺栓孔35，把山型钢体2和凸型钢体3连接固定，形成单个整体拼装钢体；

(4-2)依次拼装每层拼装钢体，每层钢体相互交错排列，通过竖直螺栓8将每层钢体固定形成整体。

(5)固定工字连接钢梁1：将竖直螺栓8穿过工字连接钢梁1上的螺栓孔13，并用第二螺帽84将每个竖直螺栓8固定。

(6)安装塔吊：将塔吊通过工字连接钢梁1上的固定连接件14用螺栓紧固连接，并安装塔吊上部结构。

(7)钢体塔吊基础的拆除：拆除过程与组装过程相反，是至上而下的过程，通过拆除每层横向螺栓7和竖直螺栓8，依次拆除钢体，最后再回收竖直螺栓8，达到完全回收的目的。

本实施例的一种可拆卸式预制钢体塔吊基础及其施工方法，其能够解决现有的塔吊基础不能重复使用、造成资源浪费和环境污染等问题。