大直径钢管柱柱脚的连接结构及其施工方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，特指一种大直径钢管柱柱脚的连接结构。

背景技术：

在建筑施工领域，大直径钢管混凝土柱结构因其优良的结构性能，能适应于大跨度、高耸、重载等不同工况，被广泛地应用于超高层建筑中，其中钢管柱柱脚作为钢结构施工的起点，是整个钢结构工程的基础，因此柱脚安装方法的选择、安装精度的控制是钢管桩施工过程中的重点难点，其对整个超高层施工的进度、质量控制产生重大影响。

目前将钢管柱的柱脚设置于已有的混凝土柱的顶部时通常采用的方法是利用锚栓直接将柱脚锚固于混凝土基础表面并在连接处绑扎若干加强筋以提升强度，但实际施工时由于存在施工位置高、安装空间狭小、连接处钢筋交错密集等问题，可能会出现钢筋绑扎不便、锚栓定位困难、施工工序复杂等状况，从而导致施工质量无法保证、柱脚处的强度不达标等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大直径钢管柱柱脚的连接结构，解决了超高层建筑中柱脚安装困难的问题，避免了长时间高空作业，可在地面先行绑扎钢筋，保证施工质量，保证柱脚处的强度。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种大直径钢管柱柱脚的连接结构，该柱脚安装于既有混凝土柱的顶部，该柱脚包括筒体和固定于筒体底部且向外凸伸的底座，该连接结构包括：

预埋于混凝土柱的顶部且部分露出的固定件，该固定件的露出部分与混凝土柱的顶面平齐；

可拆卸地安装于底座的底部的支架，该支架内固设有部分自支架的顶部向外凸伸的钢筋笼，该钢筋笼的凸伸部分对应穿设于筒体，通过焊接连接支架与固定件，使得柱脚固定于混凝土柱的顶部；以及

浇筑形成于混凝土柱顶部的混凝土结构，该底座、支架与固定件均埋设于混凝土结构内并形成一体结构。

本发明采用大直径钢管柱柱脚的连接结构，通过将支架固定于柱脚的底座底部，进而将支架与固定件焊接连接，使得柱脚固定于混凝土柱的顶部，浇筑混凝土形成混凝土结构，使得支架、固定件和柱脚的底座均埋设于混凝土结构内并呈一体结构，采用支架焊接于固定件的方式减少了高空作业的时间，即支架、钢筋笼以及柱脚的连接均可在地面完成，另外在支架内设置钢筋笼，且钢筋笼的凸伸部分穿设于筒体，能够使得钢筋笼的底部固定于混凝土结构中，从而柱脚部分更加稳定地与支架连接，提升了柱脚与混凝土柱连接部分的强度，解决了超高层建筑中柱脚安装困难的问题，避免了长时间高空作业，可在地面先行绑扎钢筋，保证施工质量，保证柱脚处的强度。

本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的进一步改进在于，该支架包括供支撑柱脚且绕筒体的轴线间隔设置的若干竖直杆以及连接于竖直杆之间的若干支撑杆；

钢筋笼设置于若干竖直杆围合的区域内，且钢筋笼于对应的支撑杆固定连接。

本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的进一步改进在于，该支架还包括沿竖直杆的长度方向间隔设置且与底座相对的若干环板；

该底座通过锚杆与环板固定连接，使得支架与柱脚固定连接。

本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的进一步改进在于，该环板间隔开设有若干连接孔，该底座对应连接孔开设有通孔；

该锚杆对应穿过连接孔和通孔，并利用螺母固定，使得底座与支架固定连接。

本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的进一步改进在于，还包括沿锚杆绑扎的加强筋网，该加强筋网包围住锚杆，且加强筋网置于混凝土柱的表面。

本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的进一步改进在于，该固定件包括呈环形且与竖直杆围成的区域相匹配的固定板以及间隔固设于固定板的底面的若干锚筋，该锚筋预埋于混凝土柱内，且固定板的表面与混凝土柱的顶面平齐。

本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的进一步改进在于，该固定板的顶面对应竖直杆划刻有定位标记。

本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的进一步改进在于，该筒体侧壁的顶部间隔设置有若干定位坑点。

本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的进一步改进在于，该定位坑点设置有四个，且四个定位坑点沿相互垂直的两个方向设置。

本发明提供了一种大直径钢管柱柱脚的连接结构的施工方法，包括如下步骤：

提供固定件，于混凝土柱的顶部预埋固定件；

提供支架和钢筋笼，将钢筋笼固定于支架内，进而将支架安装于底座的底部，使得钢筋笼的凸伸部分穿设于筒体；

将支架焊接连接于固定件的表面，于混凝土柱的顶面浇筑混凝土以形成混凝土结构，使得底座、支架与固定件均埋设于混凝土结构内并形成一体结构。

附图说明

图1为本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的正面剖视图。

图2为本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构去除混凝土结构的正面剖视图。

图3为本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构中柱脚、固定件与支架部分的立体图。

图4为本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构中支架与固定件部分的放大示意图。

图5为本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构中锚杆部分的放大示意图。

图6为本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构中固定件部分的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种大直径钢管柱柱脚的连接结构，通过将支架固定于柱脚的底座底部，进而将支架与固定件焊接连接，使得柱脚固定于混凝土柱的顶部，浇筑混凝土形成混凝土结构，使得支架、固定件和柱脚的底座均埋设于混凝土结构内并呈一体结构，采用支架焊接于固定件的方式减少了高空作业的时间，即支架、钢筋笼以及柱脚的连接均可在地面完成，另外在支架内设置钢筋笼，且钢筋笼的凸伸部分穿设于筒体，能够使得钢筋笼的底部固定于混凝土结构中，从而柱脚部分更加稳定地与支架连接，提升了柱脚与混凝土柱连接部分的强度，解决了超高层建筑中柱脚安装困难的问题，避免了长时间高空作业，可在地面先行绑扎钢筋，保证施工质量，保证柱脚处的强度。下面结合附图对本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构进行说明。

参阅图1，图1为本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的正面剖视图。下面结合图1，对本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构进行说明。

如图1和图2所示，本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构，该柱脚22安装于既有混凝土柱21的顶部，该柱脚22包括筒体221和固定于筒体221底部且向外凸伸的底座222，该连接结构包括：

预埋于混凝土柱21的顶部且部分露出的固定件11，该固定件11的露出部分与混凝土柱21的顶面平齐；

可拆卸地安装于底座222的底部的支架12，该支架12内固设有部分自支架12的顶部向外凸伸的钢筋笼121，该钢筋笼121的凸伸部分对应穿设于筒体221，通过焊接连接支架12与固定件11，使得柱脚22固定于混凝土柱21的顶部；以及

浇筑形成于混凝土柱21顶部的混凝土结构14，该底座222、支架12与固定件11均埋设于混凝土结构14内并形成一体结构。

较佳地，该混凝土柱21中可预埋有连接筋，该连接筋部分露出混凝土柱21的顶部且位于支架12的外侧，且该连接筋的露出部分埋设于混凝土结构14中，以进一步加强支架12与混凝土柱21连接处的强度。

作为本发明的一较佳实施方式，结合图3和图4所示，该支架12包括供支撑柱脚22且绕筒体221的轴线间隔设置的若干竖直杆122以及连接于竖直杆122之间的若干支撑杆123；

钢筋笼121设置于若干竖直杆122围合的区域内，且钢筋笼121于对应的支撑杆123固定连接，钢筋笼121部分固设于支架12内，能够起到提升该部分强度的效果，另外该钢筋笼121可作为钢管柱的钢筋笼，因此也使得待形成的钢管柱与支架12的连接更加稳定。

进一步的，该支架12还包括沿竖直杆122的长度方向间隔设置且与底座222相对的若干环板124；

该底座通过锚杆13与环板124固定连接，使得支架12与柱脚22固定连接。

具体的，该环板124间隔开设有若干连接孔，该底座222对应连接孔开设有通孔；

该锚杆13对应穿过连接孔和通孔，并利用螺母131固定，使得底座222与支架12固定连接。

较佳地，结合图5所示，该锚杆13上螺合有若干螺母131，锚杆13穿过连接孔和通孔后，利用螺母131分别抵住底座222的顶面和底面，进而利用螺母131抵住环板124的底面，从而固定连接底座222和支架12。

具体的，还包括沿锚杆13绑扎的加强筋网125，该加强筋网125包围住锚杆13，且加强筋网125置于混凝土柱21的表面，以进一步增加强度。

进一步的，该固定件11包括呈环形且与竖直杆122围成的区域相匹配的固定板111以及间隔固设于固定板111的底面的若干锚筋112，该锚筋112预埋于混凝土柱21内，且固定板111的表面与混凝土柱21的顶面平齐。

具体的，该固定板111的顶面对应竖直杆122划刻有定位标记1112。

较佳地，结合图6所示，该固定板111的顶面设置有定位筋1111，该定位筋1111于定位标记1112处连接成井字形，以围住定位标记1112，竖直杆122固定于定位筋1111围成的井字形内即可与定位标记1112重合，以起到进一步定位的作用。

进一步的，该筒体221侧壁的顶部间隔设置有若干定位坑点2211，可利用全站仪对定位坑点2211进行测量，以精调支架12的位置，保证柱脚22的安装精度。

较佳地，该定位坑点2211设置有四个，且四个定位坑点2211沿相互垂直的两个方向设置。

本发明大直径钢管柱柱脚的连接结构的具体实施方式如下：

利用bim技术进行模拟定位并预制支架12、固定件11以及钢筋笼121；

在浇筑混凝土前，将固定件11的锚筋112与混凝土柱21中的钢筋固定连接，浇筑形成混凝土柱21后固定板111的表面与混凝土柱21的顶面平齐，在固定板111的顶部设置定位筋1111并划刻定位标记1112；

在地面上先行施工柱脚22和支架12部分，在支架12的竖直杆122围合的区域内固定钢筋笼121，进而将柱脚22置于支架12的顶部，使得钢筋笼121的凸伸部分穿设于筒体221中，将锚杆13对应穿过底座222的通孔和环板124上的连接孔，并利用螺母131固定，使得柱脚22固定于支架12的顶部；

沿着锚杆13绑扎加强筋网125，并固定，加强筋网125的底部与竖直杆122的底部平齐；

利用起吊机构将支架12吊至混凝土柱21的顶面，将竖直杆122置于定位筋1111中并与定位标记1112重合，利用全站仪测量筒体221顶部的定位坑点2211，以进一步微调支架12的位置，焊接连接支架12与固定件11，从而固定柱脚22于混凝土柱21的顶部；

若柱脚22的底座设置的位置处待形成楼板，则将楼板钢筋与底座222焊接连接，楼板钢筋绑扎完成后，于混凝土柱21上方对应支设模板，并于模板内浇筑形成混凝土结构14，此时底座222、固定件11和支架12均埋设于混凝土结构14内并形成一体结构，从而钢管柱的柱脚22固定于混凝土柱21的顶部。

本发明还提供了一种大直径钢管柱柱脚的连接结构的施工方法，该方法包括如下步骤：

提供固定件11，于混凝土柱21的顶部预埋固定件11；

提供支架12和钢筋笼121，将钢筋笼121固定于支架12内，进而将支架12安装于底座222的底部，使得钢筋笼121的凸伸部分穿设于筒体221；

将支架12焊接连接于固定件11的表面，于混凝土柱21的顶面浇筑混凝土以形成混凝土结构14，使得底座222、支架12与固定件11均埋设于混凝土结构14内并形成一体结构；

实际施工中只需要将在地面施工完成的支架12焊接于固定件11即可，简化了施工工序，提高施工速度，且混凝土结构14一次浇筑成型，整体性好，同时利用全站仪对定位坑点2211进行定位测量，能够保证柱脚22安装的精度，另外只需要在吊装支架12的时候进行操作平台和防护架的搭设即可，减少施工料具占用时间。

本发明提供的使用方法实际实施的具体操作方式如下：

利用bim技术进行模拟定位并预制支架12、固定件11以及钢筋笼121；

在浇筑混凝土前，将固定件11的锚筋112与混凝土柱21中的钢筋固定连接，浇筑形成混凝土柱21后固定板111的表面与混凝土柱21的顶面平齐，在固定板111的顶部设置定位筋1111并划刻定位标记1112；

在地面上先行施工柱脚22和支架12部分，在支架12的竖直杆122围合的区域内固定钢筋笼121，进而将柱脚22置于支架12的顶部，使得钢筋笼121的凸伸部分穿设于筒体221中，将锚杆13对应穿过底座222的通孔和环板124上的连接孔，并利用螺母131固定，使得柱脚22固定于支架12的顶部；

沿着锚杆13绑扎加强筋网125，并固定，加强筋网125的底部与竖直杆122的底部平齐；

利用起吊机构将支架12吊至混凝土柱21的顶面，将竖直杆122置于定位筋1111中并与定位标记1112重合，利用全站仪测量筒体221顶部的定位坑点2211，以进一步微调支架12的位置，焊接连接支架12与固定件11，从而固定柱脚22于混凝土柱21的顶部；

若柱脚22的底座设置的位置处待形成楼板，则将楼板钢筋与底座222焊接连接，楼板钢筋绑扎完成后，于混凝土柱21上方对应支设模板，并于模板内浇筑形成混凝土结构14，此时底座222、固定件11和支架12均埋设于混凝土结构14内并形成一体结构，从而钢管柱的柱脚22固定于混凝土柱21的顶部。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。