一种高支撑性的水中塔吊基础及其施工方法与流程

本发明属于建筑施工，具体涉及一种高支撑性的水中塔吊基础及其施工方法。

背景技术：

1、水中塔吊基础包括两种情况，一种是在地面上向下挖基坑的位置的地下水水位较高，导致在挖基坑过程中地下水不断涌出，导致整个基坑以及后续垫层和侧墙施工完毕前一直浸泡在水中，而在垫层、侧墙和防水都施工完毕后则基坑内不再有地下水；而另一种情况则是在桥梁施工过程中塔吊需要设置于河流中，需要在河床上建设塔吊基础，首先在河床上安装钢管桩，在钢管桩上设置承台，钢管桩和承台共同构成塔吊基础，而且由于在建设桥梁的过程中塔吊一般位于桥梁的其中一侧，则塔吊承台下方处于靠近桥梁一侧的桩体长期抗压受力，而远离桥梁一侧的桩体则长期抗拔受力，可能会导致其中一侧出现小幅度的沉降，导致在塔吊长时间高承载力的工作状态下出现吊装精度下降的问题。

2、同时由于钢管桩插入河床中，而钢管桩在水下会持续受到水流的的冲击，水流在冲击到钢管桩后会迅速转向并环绕钢管桩，然后一部分在其后部重新汇聚，另一部分会向接触部位的各个方向扩散，水流在与钢管桩接触的一瞬间由于方向的改变其速度会加快，之后逐渐扩散并减速，导致水流在遇到钢管桩后会对钢管桩与河床接触位置上的泥沙产生冲刷效果，在一段时间后导致钢管桩周围的泥沙大量减少，进而使钢管桩在河床上的插入深度减小，而河床上的泥沙会对钢管桩提供反向的摩擦力，在泥沙大量流失之后会造成其支撑性的下降，塔吊基础的稳定性也会受到影响。

3、因此需要对现有技术中的水中塔吊基础进行改进，以使其在长时间使用中减小水流对钢管桩周围泥沙的冲刷作用，避免钢管桩支撑性的下降，使其在长时间使用过程中依然保持较高的承载力。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高支撑性的水中塔吊基础及其施工方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、本发明的一种高支撑性的水中塔吊基础，包括若干钢管桩、承台和阻尼器，所述承台设置于钢管桩顶部，所述阻尼器设置于承台底部，所述阻尼器包括配重块、控制装置和移动组件，所述移动组件与所述承台底部连接，所述配重块与移动组件连接，所述移动组件与所述控制装置电连接，所述控制装置用于控制移动组件对配重块位置的调节，所述配重块用于改变冲击钢管桩的水流的方向。

4、进一步的，所述移动组件包括若干钢索、电机和滑轮，若干所述钢索与配重块连接，若干所述滑轮和电机均设置于承台底部，若干所述钢索滚动连接于滑轮上并与电机传动轴连接，若干所述电机根据控制装置的指令运行。

5、还包括水流传感器，所述水流传感器设置于钢管桩上，水流传感器与控制装置电连接。

6、进一步的，还包括清理护筒，所述清理护筒转动套接于所述钢管桩上，所述清理护筒包括圆筒和沿圆筒径向设置于所述圆筒外壁上的若干护板，所述清理护筒根据受力面两侧上产生的受力差而转动，所述清理护筒转动用于清理钢管桩侧壁上的杂物。

7、进一步的，所述护板为弧形，若干所述护板在所述圆筒外壁上等距同向设置，所述护板为弧形用于清理护筒在水流作用下单向转动。

8、进一步的，所述清理护筒上还包括浮板，所述浮板设置于所述圆筒底部，所述浮板用于根据水位高低调节清理护筒高度。

9、进一步的，还包括水平仪传感器，所述水平仪传感器设置于所述承台上，所述水平仪传感器与控制装置电连接，所述控制装置根据水平仪传感器检测结果而调节配重块的移动方向，用于平衡塔吊基础。

10、进一步的，若干所述钢索上还套设有所述清理护筒。

11、进一步的，所述承台上设置有基座和固定支脚，所述基座浇筑于承台内，所述固定支脚连接于基座上，用于与塔吊标准节连接。

12、一种高支撑性的水中塔吊基础施工方法，包括以下步骤：

13、s1：在河床上插入钢套管；

14、s2：使用钻头往钢套管内的河床向下钻孔，并排出钢套管内的泥沙；

15、s3：将预先制作好的钢筋笼放入钢套管内，并在钢套管内浇筑混凝土，使钢筋笼和混凝土形成塔吊基础的基桩，并安装清理护筒和压力传感器；

16、s4：在基桩外部周围设置双钢壁围堰，并使双钢壁围堰插入河床，将双钢壁围堰内的水排出，清理底部的泥沙，并在双钢壁围堰底部的河床上浇筑混凝土；

17、s5：根据基桩位置搭建施工模板支架，并在基桩顶部搭建塔吊施工承台，并将基座浇筑在承台内，在基座上安装固定支脚；

18、s6：在承台底部安装阻尼器和水平仪传感器。

19、本发明的有益效果为：

20、（1）通过配重块放入水中并处于两根钢管桩的受力面前方，水流在遇到配重块后会流向配重块的周围方向，并对即将流向钢管桩的水流进行阻挡，并干扰该水流的流动方向，防止水流直接冲击到钢管桩并对钢管桩底部的泥沙造成冲刷，能够避免钢管桩底部泥沙的流失，能够提高钢管桩的支撑性和稳定性；

21、（2）当水中的杂物和杂草在水流的作用下依附在钢管桩上时，清理护筒垂直于水流方向的两侧的杂草和杂物的重量不一致，导致两侧的拉力不平衡，在水流的作用下重量小的一侧会被重量大的一侧拉动，并在拉动清理护筒旋转，直至杂草和杂物与清理护筒分离，使杂物无法在钢管桩侧壁上聚集和堆积，无法形成较大的受力面，能够减小塔吊基础受到的水平方向的力，提高塔吊基础的稳定性，进而提高塔吊基础的支撑性；

22、（3）当在长时间的风力作用下，塔吊一侧处于迎风面，同时塔吊基础的钢管桩上由于风速导致水流加速，杂物的聚集速度也会加快，则塔吊基础其中一侧钢管桩长时间处于抗压受力，相对一侧则长时间处于抗拔受力，在承台底部设置阻尼器后，可以控制阻尼器往受力相反的方向移动，使塔吊基础两侧的受力平衡；

23、（4）在受到的倾覆力矩较小时，则若干电机控制配重块处于水面之上并偏向于其中一侧，而当倾覆力矩逐渐增大至上述模式无法保持塔吊基础的平衡时，则通过电机转动延长配重块与承台的距离，使其沉入水中，通过配重块的对承台的向下的拉力和配重块在水中时水流对其移动的阻力，可以使配重块起到类似船锚的作用，可以提供更大的与水平方向的力相反的作用力，保证塔吊基础的稳定性。

技术特征：

1.一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：包括若干钢管桩、承台和阻尼器，所述承台设置于钢管桩顶部，所述阻尼器设置于承台底部，所述阻尼器包括配重块、控制装置和移动组件，所述移动组件与所述承台底部连接，所述配重块与移动组件连接，所述移动组件与所述控制装置电连接，所述控制装置用于控制移动组件对配重块位置的调节，所述配重块用于改变冲击钢管桩的水流的方向。

2.根据权利要求1所述的一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：所述移动组件包括若干钢索、电机和滑轮，若干所述钢索与配重块连接，若干所述滑轮和电机均设置于承台底部，若干所述钢索滚动连接于滑轮上并与电机传动轴连接，若干所述电机根据控制装置的指令运行。

3.根据权利要求2所述的一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：还包括水流传感器，所述水流传感器设置于钢管桩上，水流传感器与控制装置电连接。

4.根据权利要求2所述的一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：还包括清理护筒，所述清理护筒转动套接于所述钢管桩上，所述清理护筒包括圆筒和沿圆筒径向设置于所述圆筒外壁上的若干护板，所述清理护筒根据受力面两侧上产生的受力差而转动，所述清理护筒转动用于清理钢管桩侧壁上的杂物。

5.根据权利要求4所述的一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：所述护板为弧形，若干所述护板在所述圆筒外壁上等距同向设置，所述护板为弧形用于清理护筒在水流作用下单向转动。

6.根据权利要求4所述的一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：所述清理护筒上还包括浮板，所述浮板设置于所述圆筒底部，所述浮板用于根据水位高低调节清理护筒高度。

7.根据权利要求4所述的一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：还包括水平仪传感器，所述水平仪传感器设置于所述承台上，所述水平仪传感器与控制装置电连接，所述控制装置根据水平仪传感器检测结果而调节配重块的移动方向，用于平衡塔吊基础。

8.根据权利要求6所述的一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：若干所述钢索上还套设有所述清理护筒。

9.根据权利要求1所述的一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：所述承台上设置有基座和固定支脚，所述基座浇筑于承台内，所述固定支脚连接于基座上，用于与塔吊标准节连接。

10.一种高支撑性的水中塔吊基础施工方法，适用于权利要求1-8中任意一项所述的一种高支撑性的水中塔吊基础，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种高支撑性的水中塔吊基础及其施工方法，包括若干钢管桩、承台和阻尼器，所述承台设置于钢管桩顶部，所述阻尼器设置于承台底部，所述阻尼器包括配重块、水流传感器、控制装置和移动组件，所述配重块与移动组件连接，所述水流传感器设置于配重块上，所述水流传感器和移动组件分别与所述控制装置电连接，所述控制装置用于水流传感器和移动组件的联动配合控制，所述配重块用于改变冲击钢管桩的水流的方向，所述移动组件包括若干钢索、电机和滑轮，若干钢索与配重块连接，若干滑轮和电机均设置于承台底部，若干钢索滚动连接于滑轮上并与电机传动轴连接；其能提高塔吊基础平衡性和支撑性。

技术研发人员：吴伟豪,苏年就,申维刚,史志恺,余玮玮,刘水周,许佳师,付浩兵,赵扬
受保护的技术使用者：保利长大工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24