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組合式塔吊基礎設計及施工

文檔作者：尤曉春		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月27日
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廣東建材2013年第3期施工技術(shù)
組合式塔吊基礎設計及施工
尤曉春
摘要：組合式塔吊基礎是一種高承臺、懸空塔吊基礎，此類型塔吊基礎不同于傳統(tǒng)塔吊基礎埋置
于土體或混凝土底板中，此類型塔吊基礎通過錨固于灌注樁內(nèi)的鋼格構(gòu)柱及其上支撐的混凝土承臺，
塔吊承臺懸空于空中。鋼格構(gòu)柱下端錨固于灌注樁內(nèi)，格構(gòu)柱上端錨入混凝土承臺內(nèi)，塔吊標準節(jié)通
過預埋于承臺內(nèi)的地腳錨栓或支腿進行安裝。塔吊自重及上部荷載通過承臺傳遞給下部的鋼格構(gòu)柱
和混凝土灌注樁，灌注樁抵抗抗壓和抗拔荷載。本文根據(jù)某工程實例，探討了組合式塔吊基礎施工技
術(shù)。
1工程概況
某工程地下二層，地上五層，建筑高度27．6m，建筑
面積約7．5萬mz，地下室單層面積約1．6萬m2，基坑開
挖深度10．0m，為流塑狀淤泥質(zhì)土。本工程工期極緊，從
基坑土方開挖到主體結(jié)構(gòu)封頂，合同工期要求僅6個
月，若不提前投入塔吊使用，施工效率無法提高，工期難
以保證。另，有如下因素制約，若在基坑開挖后施工塔吊
基礎，塔吊將無法安裝：
(1)場地局限。本工程場地極為狹小，基坑開挖后，基
坑邊到工地圍墻最窄處不足1．0m，最寬處不足6．0m，無
法進行塔吊安裝；
(2)土質(zhì)極差。本工程基坑為流塑狀淤泥質(zhì)土，承載
力極低，極易造成車輛下陷，如吊車下基坑進行塔吊吊
裝安全風險極大。
(3)綜合各種因素，本工程基坑內(nèi)共設置4臺組合式
塔吊基礎，并制定出一套完善的施工工藝控制流程，在
施工過程中對項目也進行了積極探索，確保該種組合式
塔吊基礎的安全投入使用。
2基礎特點
組合式塔吊基礎與傳統(tǒng)塔吊基礎相比，在工期、荷
載傳遞、成本、節(jié)能環(huán)保等方面都具有明顯的先進性和
新穎性。
(1)塔吊可以提早安裝，有效利用塔吊在水平和垂直
運輸方面的優(yōu)越性，減少人力投入，提高施工效率，節(jié)約
工期。
(2)荷載傳遞明確，安全可靠。塔吊自重及上部荷載
通過承臺傳遞給下部格構(gòu)柱，再由格構(gòu)柱傳遞給灌注
樁。承臺抵抗沖切，灌注樁抵抗抗壓和抗拔，傳力明確，
計算簡單。
(3)與埋置于地下室底板的塔吊基礎相比，可不必先
為塔吊基礎施工進行土方開挖和臨時支護，節(jié)約項目施
工成本。
(4)此種塔吊基礎可以破除，其中鋼筋及塔吊預埋節(jié)
可以回收，鋼格構(gòu)柱也有大部分回收，相對比較節(jié)能環(huán)
保。
3工藝原理
本工法適用于超大面積地下室深基坑項目，鋼格構(gòu)
柱下端預埋于基礎灌注樁內(nèi)，格構(gòu)柱上端預埋于塔吊混
凝土承臺內(nèi)，塔吊標準節(jié)通過預埋于基礎承臺內(nèi)的地腳
錨栓或支腿進行安裝。塔吊白重及上部荷載通過承臺傳
遞給下部的鋼格構(gòu)柱和混凝土灌注樁，灌注樁抵抗抗壓
和抗拔荷載。
4施工工藝流程及操作要點
4．1塔吊基礎設計及施工工藝流程(圖1)
4．2操作要點
4．2．1塔吊基礎設計
(1)塔吊布置要點
①塔吊基礎的定位要盡可能地對施工區(qū)域全覆蓋，
并能夠覆蓋足夠多的加工場地，減少二次轉(zhuǎn)運。
②塔吊基礎灌注樁要避開PHC管樁平面位置，并盡
可能遠離PHC管樁，減少對PHC管樁的影響。
③塔吊基礎承臺下的格構(gòu)柱身，要避開主體結(jié)構(gòu)承
臺、結(jié)構(gòu)主梁、混凝土墻體、內(nèi)支撐梁通過的部位。
④塔吊基礎承臺所在部位要避開樓板、梁、內(nèi)支撐
梁所通過的部位。
(2)塔吊混凝土承臺的設計
塔吊混凝土承臺基礎計算應符合現(xiàn)行國家標準《混
凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB 50010和現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑樁
基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94以及對應塔吊說明書中的相關(guān)規(guī)
69—
萬方數(shù)據(jù)
施工技術(shù)廣東建材2013年第3期
圖1塔吊基礎設計及施工工藝流程
定?？梢曚摳駱?gòu)柱為基樁，按照相關(guān)規(guī)定進行受彎、受剪
承載力計算(圖2)。
卜l
圖2組合式塔吊基礎設計圖示
(3)鋼格構(gòu)柱的設計
①塔吊混凝土承臺采用四個等截面鋼格構(gòu)柱作為
支撐，鋼格構(gòu)柱的布置應與下端灌注樁軸線重合，鋼格
構(gòu)柱宜為對稱構(gòu)件，每個鋼格構(gòu)柱采用四支等邊角鋼，
通過綴板拼接，如圖3所示：
70——
圖3格構(gòu)柱拼接示意圖
②格構(gòu)柱截面尺寸、角鋼界面、綴板尺寸及問距應
根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB 50017進行設計，并對其剛
度和整體穩(wěn)定性、分肢穩(wěn)定性、綴板剛度、焊角尺寸進行
驗算。
⑧鋼格構(gòu)柱伸入承臺的錨固長度應滿足抗拔要求，
不宜低于承臺厚度的中心，宜在鄰接承臺底面處焊接承
托角鋼(規(guī)格同分肢)，如圖4所示：
圖4承托角鋼示意圖
④鋼格構(gòu)柱下端伸入灌注樁的錨固長度不宜小于
2．0m，且與灌注樁的縱筋焊接牢固。
(4)混凝土灌注樁的設計
灌注樁設計應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑樁基技術(shù)規(guī)
范》JGJ94的規(guī)定，樁基計算應包括樁頂作用效應計算、
圖5組合式塔吊基礎設計圖
萬方數(shù)據(jù)
廣東建材2013年第3期施工技術(shù)
樁基豎向抗壓機抗拔承載力計算、樁身承載力計算等。
4．2．2塔吊基礎施工
(1)基礎灌注樁沖孔施工
對施工現(xiàn)場場地清理、平整，沖(鉆)機位置墊層平
整保證孔位準確。適當位置設置泥漿池，采用機械開挖。
現(xiàn)場測量人員根據(jù)圖紙精確放樣孔位，復查無誤后可安
放沖(鉆)機開始作業(yè)。沖孔完成后要對成孔深度、沉渣
厚度、泥漿成分進行分析，確保達到設計的持力層。
(2)鋼格構(gòu)柱和鋼筋籠制作加工
鋼格構(gòu)柱采用工廠統(tǒng)一標準化加工制作，嚴格按照
設計圖紙進行加工，所用角鋼、鋼板、焊條要有材質(zhì)證明
文件，焊縫要出具探傷報告。
工廠制作的鋼格構(gòu)柱運至現(xiàn)場后，材料員、質(zhì)檢員
對構(gòu)件進行驗收，驗收合格的鋼構(gòu)件方可進場使用。進
場堆放時枕木墊位置合理，保證鋼格構(gòu)柱放上去后各支
撐點受力均勻，兩個支撐點問的格構(gòu)柱強度能抵消自重
產(chǎn)生的彎矩，不致引起永久變形，格構(gòu)柱重疊堆放時不
能超過3層，各層問墊木應在同一垂直面內(nèi)。
鋼筋籠所用鋼筋、焊條要有合格材質(zhì)證明文件，鋼
筋籠制作要按照設計圖紙進行，主筋規(guī)格、箍筋間距、吊
筋設置等應符合設計要求。
(3)鋼筋籠和格構(gòu)柱吊放入孔
鋼筋籠采用汽車吊吊放入孔，鋼筋籠長35．300～
38．650m，將鋼筋籠分成四段，進行吊裝，每次露出地面
長1．5m，將其固定在H型鋼支撐架上，起吊另一段鋼筋
籠進行焊接施工，最后一段鋼筋籠入樁孔后，露出地面
3．500m長，將鋼筋籠和H型鋼支撐架固定在一起，起吊
鋼格構(gòu)柱，將格構(gòu)柱放入鋼筋籠內(nèi)長度滿足設計要求
后，將鋼筋籠主筋焊接在格構(gòu)柱上，然后將鋼格構(gòu)柱和
鋼筋籠一起下放到設計標高位置。
(4)灌注水下混凝土施工
采用C35混凝土直升導管法灌注水下混凝土。澆注
混凝土前，進行第二次清孔。灌注水下混凝土所用導管
使用前要試拼、試壓，不得漏水，并編號及自上而下標示
尺度。導管軸線偏差不超過孔深的0．5％，亦牛lOcm。組
裝時，連接螺栓的螺帽在上。
混凝土的儲存量要滿足首批混凝土入孑L后，導管埋
入混凝土的深度不小于2m。水下混凝土要連續(xù)灌注，不
得中途停頓?；炷翝沧⑦^程中，隨灌注提升導管，注意
提管速度不得過快或過慢，過快容易引起漏水，過慢容
易將導管埋入混凝土中過多，使導管提升困難，易造成
斷樁；設專人經(jīng)常測量導管埋入混凝土中深度，并做好
記錄。
混凝土面接近鋼筋籠底要保持較大的埋管深度，放
慢灌注速度；當混凝土面越過鋼筋籠底1～2m時后，再
減小導管埋深，加快灌注速度。
水下混凝土灌注面要高出樁項設計高程1D的樁
徑，為保證混凝土質(zhì)量，混凝土的充盈系數(shù)不小于1．1。
(5)塔吊基坑開挖及混凝士承臺施工
根據(jù)塔吊基礎設計，塔吊基礎先行開挖，開挖坡度
為1：2，一次開挖到塔吊基礎墊層底標高一5．600m，墊層
lOOmm，采用C15素混凝土，墊層上鋪塑料薄膜，便于土
方大開挖后墊層和塔吊承臺自動分離。
(6)塔吊安裝及運行
安裝塔機時基礎混凝土應到達80％以上設計強度，
塔機運行使用時基礎混凝土應達到100％設計強度。
(7)格構(gòu)柱焊接斜撐
隨著第二階段土方分層開挖，塔吊承臺開始逐步
“漂浮”空中，應在格構(gòu)式鋼柱外側(cè)四周及時設置角鋼水
平支撐和斜撐，將格構(gòu)柱連接為整體，角鋼斜撐角度
20。。
(8)灌注樁主筋錨入底板
第二階段土方開挖至基底后，采用人工將灌注樁樁
頂混凝土鑿除到底板墊層面標高，在鑿除的過程中，嚴
禁傷害到格構(gòu)柱，保證塔吊的穩(wěn)定性。同時先行施工塔
吊灌注樁區(qū)域的底板結(jié)構(gòu)，并將灌注樁主筋錨入底板結(jié)
構(gòu)，長度45d，進一步將四根格構(gòu)柱固定為一個整體。
(9)塔吊監(jiān)測
塔吊承臺施工中，在承臺頂面四角應做好沉降及位
移觀測點，并做好原始記錄，塔機安裝后和土方開挖過
程中應定期觀測并記錄，沉降量和傾斜率不應超過有關(guān)
規(guī)程的規(guī)定。
5質(zhì)量控制
(1)各種原材料(We泥、鋼材、粗骨料、細骨料、外加
劑)成品、半成品、構(gòu)配件等材料必須由經(jīng)評定合格的供
應商供貨，進貨時由專人進行合格檢驗，對有復檢要求
的材料，如水泥、鋼材等，還須按規(guī)定的取樣頻率進行復
檢、鑒定。
(2)所有鋼筋由加工場集中加工成型，按鋼筋加工設
計圖紙進行。加工成品后要進行合格檢驗、標識，出場辦
理登記領發(fā)手續(xù)，確保對鋼筋用料的追溯。
(3)鋼筋綁扎與主筋連接方法均嚴格按設計連接規(guī)
一71—
萬方數(shù)據(jù)
施工技術(shù)廣東建材2013年第3期
廈深鐵路廣東段施工方案設計
那春雷
(中鐵三局第四工程有限公司)
摘要：本文對廈深鐵路廣東段的橋面施工方案和路基工程進行研究。在橋面施工方案研究中對防
水層施工作業(yè)要點進行分析后，闡述了防水層施工控制關(guān)鍵點和缺陷控制方法，并分析了維混凝土保
護層施工方法。在路基工程施工中對路基工程施工方案、施工方法和相關(guān)的配套工程進行了詳細的分
析。
關(guān)鍵詞：防水層施工；路面工程：地基工程
1工程概況
廈深鐵路設計范圍為廈門樞紐前場站(含)至深圳
樞紐新深圳站(不含)，線路全長501．219km(其中廣東
段全長357．052km，福建段全長144．167km)，包括廈門、
深圳樞紐配套工程。本標段含區(qū)間正線路基11．384Km，
隧道358m／1座；特大橋1328．304m／1座，大橋
1424．7m／5座；中間站?個；陸豐制梁場，共有32m雙線
箱粱556孔，24m雙線箱粱23孔。本標段架粱71孔，外
供梁508孔。
2橋面施工方案研究
2．1防水層施工作業(yè)要點
在防水層施工中按照基底處理、基層處理劑施工、
防水卷材鋪設、聚氨酯涂料施工、保護層施工養(yǎng)護這五
定進行，有關(guān)技術(shù)要求由技術(shù)人員向鋼筋班組仔細交
底。
(4)嚴格控制上下層鋼筋位置，采用設置撐腳方法進
行控制，在混凝土澆搗時設置穿挑或鋪板，避免混凝土
澆搗中作業(yè)人員踩踏而使鋼筋變形影響施工質(zhì)量。
(5)鋼格構(gòu)柱在工廠制作，嚴格控制格構(gòu)柱的鋼材質(zhì)
量及加工焊接質(zhì)量，成品后運往施工現(xiàn)場?，F(xiàn)場焊接水
平桿與斜撐桿(柱間支撐)等構(gòu)件，必須持有焊接上崗
證，原則上仍應由生產(chǎn)廠家派員施焊。
(6NjlI格構(gòu)柱吊入樁孔時，應控制鋼構(gòu)柱的垂直與水
平二個方向的偏位，特別需防止?jié)矒v混凝土后鋼構(gòu)柱的
偏位。放置格構(gòu)柱時應控制其水平度、垂直度及平面位
置，確保格構(gòu)柱使用過程中受力安全性。
(7)澆搗混凝土中應采取有效手段保證混凝土的充
盈系數(shù)≥1．1。
一72一
要點來進行來進行施工。
基底處理中對應基層表面應平整、無尖銳異物、不
起砂、不起皮及無凸凹不平現(xiàn)象；平整度采用1m靠尺測
量，空隙不大于3m，且只允許平緩變化；基層應無浮渣、
浮灰、油污等，擋碴墻根部應無蜂窩麻面；刷涂料時基層
應干燥。
基層處理劑施工中基層處理劑每平米用量不少于
0．4Kg；基層處理劑要求涂刷均勻，不露底面、不堆積，當
基層處理劑干燥不粘手時，方可進行卷材鋪鉆。
防水卷材鋪設中防水卷材縱、橫向搭接長度不得小
于lOOmm。鋪貼前彈好基準線；卷材鋪貼從一端開始，橋
面橫向由低到高順序進行；熱熔和機械烘烤或多臺噴
燈，烘烤要均勻，卷材底面熔化以瀝青接近流淌，呈黑亮
為度，卷材熱熔鋪貼過程中，邊鋪貼邊采用1m長的鋼輥
(8)四肢格構(gòu)柱直接埋設在灌注樁內(nèi)，必須與灌注樁
搭接3．Om，并且各格構(gòu)柱與鋼筋籠電焊焊接。
(9)保證混凝土運到現(xiàn)場后及時進行澆筑，并檢查其
均質(zhì)性和坍落度，按規(guī)范要制作檢查試件，當超過初凝
時間時，混凝土應作廢料處理。
(10)水下混凝土灌筑中攪拌運輸保持供應連續(xù)性，使
之和易性好，確保成樁質(zhì)量。
6結(jié)束語
采用組合式塔吊基礎，可以提早投入塔吊使用，提
高施工效率，保證公司履約水平，為公司贏得政府、業(yè)
主、監(jiān)理單位的信賴。另外，組合式塔吊基礎，承臺鋼筋
和格構(gòu)柱可以回收，減少資源浪費，為整個社會創(chuàng)造良
好效益?！?

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