某深基坑中鋼格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工

羅 冬 華

(天津華勘集團(tuán)有限公司，天津 300181)

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某深基坑中鋼格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工

羅 冬 華

(天津華勘集團(tuán)有限公司，天津 300181)

介紹了深基坑中鋼格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，結(jié)合工程實(shí)例，分析并總結(jié)了方案設(shè)計(jì)及塔吊基礎(chǔ)施工過(guò)程階段應(yīng)注意的一些問(wèn)題，為同類(lèi)工程的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

鋼格構(gòu)柱式塔吊基礎(chǔ)，后壓漿灌注樁，鋼平臺(tái)

1 工程概況

本工程位于天津市濱海新區(qū)海洋高新區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)平坦開(kāi)闊。擬建建筑物高為150 m，工程基坑面積較大，形狀為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)約550 m、寬約130 m；基坑開(kāi)挖深度10 m。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，地處濱海軟土地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，場(chǎng)內(nèi)各土層均勻普遍分布，各項(xiàng)指標(biāo)變化較小，地下水位埋深1.4 m～2.5 m。為提高基坑支護(hù)體系的冠梁、支撐施工階段施工效率、保證安全等方面考慮，工程要求盡快利用塔吊完成吊裝等作業(yè)。

2 塔吊基礎(chǔ)方案的設(shè)計(jì)

由于基坑開(kāi)挖面積大，且開(kāi)挖深度較深。為保證塔吊在基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中能夠安全的使用，最終設(shè)計(jì)選用后壓漿灌注樁+鋼格構(gòu)+鋼平臺(tái)式塔吊基礎(chǔ)方案。結(jié)合場(chǎng)地勘察報(bào)告和塔吊使用參數(shù)，通過(guò)計(jì)算最終選用后壓漿灌注樁為4根直徑0.8 m鉆孔灌注樁，樁有效長(zhǎng)度為36 m，樁間距為2.4 m。樁配筋為豎向筋，通常配筋為12根φ32 mm鋼筋；螺旋箍筋φ10 mm鋼筋5 m范圍內(nèi)間距100 mm，其余間距200 mm，格構(gòu)柱錨入樁內(nèi)4.0 m，與主筋焊接。后壓漿采用一道樁側(cè)注漿方式，水泥為P.O42.5，單樁量為1.2 t。格構(gòu)柱采用4根∠180×180×18角鋼，格構(gòu)柱截面400×400，綴板采用380×300×16,間距600，材質(zhì)為Q345B。4根格構(gòu)柱每2.6 m設(shè)一道25a槽鋼斜撐和平撐。格構(gòu)柱柱頂為工字鋼型鋼平臺(tái)，梁高0.7 m，翼板寬度0.7 m,與每個(gè)塔吊柱腳用8個(gè)高強(qiáng)螺栓連接(見(jiàn)圖1)。

3 方案驗(yàn)算依據(jù)

1)樁的計(jì)算。根據(jù)JGJ 94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范，結(jié)合《巖土工程勘察報(bào)告》提供參數(shù)和塔吊設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行樁的參數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)樁進(jìn)行抗拔承載力、抗壓驗(yàn)算。

2)格構(gòu)柱及平撐斜撐的驗(yàn)算。根據(jù)GB 50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合塔吊設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)格構(gòu)體系進(jìn)行驗(yàn)算。主要驗(yàn)算過(guò)程：截面特性計(jì)算、柱構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算、柱平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算、柱平面外穩(wěn)定驗(yàn)算、分肢穩(wěn)定驗(yàn)算。

3)對(duì)鋼平臺(tái)工字梁進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)GB 50009—2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、GB 50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)簡(jiǎn)支梁的各斷面內(nèi)力、局部穩(wěn)定驗(yàn)算、截面強(qiáng)度驗(yàn)算、整體穩(wěn)定驗(yàn)算、簡(jiǎn)支梁撓度驗(yàn)算是否滿(mǎn)足要求。

4 塔吊基礎(chǔ)的布置原則

綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)道路等實(shí)際情況，合理布置減小覆蓋盲區(qū)。結(jié)合結(jié)構(gòu)圖、底板基礎(chǔ)圖及基坑支撐體系注意避讓重要受力構(gòu)件以免空間位置上造成沖突。如位置、強(qiáng)度允許可以考慮工程樁作為塔吊樁基礎(chǔ)，以利于節(jié)約成本。

5 塔吊基礎(chǔ)的施工工藝方法

1)施工準(zhǔn)備工作包括：控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)的交接、保護(hù)，放置樁位、樁位復(fù)合，鉆機(jī)、挖掘機(jī)等大型機(jī)具、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、組裝、調(diào)試，人員準(zhǔn)備等。

2)鋼格構(gòu)柱制作時(shí)應(yīng)充分考慮插入灌注樁的深度，本例中，鋼格構(gòu)柱插入灌注樁的深度為4 m。鋼格構(gòu)柱的材質(zhì)必須滿(mǎn)足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，其強(qiáng)度及穩(wěn)定性要好于塔身。

3)后壓漿灌注樁施工，根據(jù)塔吊基礎(chǔ)的平面布置原則進(jìn)行樁基的測(cè)量放線，按照以下施工順序進(jìn)行施工：施放樁位→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→成孔、清孔→吊放鋼筋籠子→鋼格構(gòu)柱插入鋼筋籠子→鋼筋籠子與鋼格構(gòu)柱焊接→復(fù)核鋼格構(gòu)柱的標(biāo)高及方向位置→下放導(dǎo)管→二次清孔→灌注混凝土→起拔清洗導(dǎo)管→成樁→起拔護(hù)筒→后壓漿施工。

4)在鉆孔灌注樁成樁結(jié)束2 d后，進(jìn)行高壓注漿。在樁頂以下10 m位置設(shè)置壓漿閥，僅做側(cè)壓漿，每根樁壓漿量為1.2 t的水泥量，注漿液采用P.O42.5級(jí)水泥配制，水灰比為0.55～0.60,注漿壓力為1.0 MPa～2.0 MPa。

5)鉆孔灌注樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)基礎(chǔ)周?chē)耐练竭M(jìn)行分層開(kāi)挖，對(duì)鋼格構(gòu)柱進(jìn)行斜撐和平撐施工。4根格構(gòu)柱每2.6 m設(shè)

一道25a槽鋼斜撐和平撐。4個(gè)格構(gòu)柱柱頂為鋼平臺(tái)梁，梁高0.7 m，翼板寬度0.7 m,與每個(gè)塔吊柱腳用8個(gè)高強(qiáng)螺栓連接，為保證其質(zhì)量平臺(tái)梁需由專(zhuān)業(yè)的有資質(zhì)的鋼構(gòu)廠加工。

6)為了防止鋼格構(gòu)柱底板處漏水，本例中采用5 mm厚的止水板進(jìn)行防滲處理，如圖1中焊接止水板詳圖?；娱_(kāi)挖過(guò)程中塔吊基礎(chǔ)見(jiàn)圖2，鋼平臺(tái)梁安裝見(jiàn)圖3。

6 施工過(guò)程質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

1)成孔垂直度直接影響后續(xù)鋼筋籠下放和格構(gòu)柱的安裝精度，因此成孔垂直度需嚴(yán)格控制；優(yōu)先選用成孔質(zhì)量好的機(jī)械設(shè)備，并對(duì)成孔質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行下道工序。2)格構(gòu)柱與鋼筋籠的連接要可靠，嵌入籠內(nèi)深度要保證，并與鋼筋籠保持同心，下放位置要準(zhǔn)確。3)格構(gòu)柱的垂直度及平面內(nèi)方向采取固定措施，要嚴(yán)格控制偏差，以免造成后續(xù)鋼平臺(tái)以及平撐斜撐的安裝困難。4)混凝土灌注量的控制，過(guò)高會(huì)造成后續(xù)鋼筋施工的困難，必要時(shí)需格構(gòu)內(nèi)剔除；過(guò)低易造成體系的不穩(wěn)定，補(bǔ)救更加困難。5)格構(gòu)柱的角鋼、鋼板等材質(zhì)要進(jìn)行復(fù)試檢驗(yàn)，重點(diǎn)受力焊縫必須進(jìn)行探傷等檢驗(yàn)。6)必須嚴(yán)格做到分層開(kāi)挖安裝焊接水平撐和斜撐，以保證架體穩(wěn)定性。7)各連接部件及位置放樣要準(zhǔn)確，焊接前要將格構(gòu)表面的泥土等雜物清除干凈。8)焊工要持證上崗，操作時(shí)調(diào)整合適電流強(qiáng)度，避免造成角鋼損傷影響強(qiáng)度。9)嚴(yán)格控制鋼平臺(tái)自身的水平度，及安裝后的水平度，安裝塔吊支座必要時(shí)需加裝墊鐵。10)螺栓孔的位置要滿(mǎn)足安裝精度要求，以免造成柱腳和塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的安裝困難。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著規(guī)模較大的深基坑工程項(xiàng)目增多，此類(lèi)型的塔吊基礎(chǔ)必將得到廣泛采用。本例中選擇了后壓漿灌注樁+鋼格構(gòu)+鋼平臺(tái)式塔吊基礎(chǔ)方案，一方面大大提高了施工效率，縮短了塔吊投入使用的時(shí)間，使塔吊在基坑開(kāi)挖和地下室施工中也能充分發(fā)揮作用，另一方面在大、深基坑施工中，采用鋼格構(gòu)柱和鋼平臺(tái)的塔吊基礎(chǔ)形式，能夠減少塔吊數(shù)量，鋼平臺(tái)可二次利用，結(jié)合工程實(shí)際可部分利用基坑支護(hù)體系格構(gòu)柱或工程樁完成塔吊基礎(chǔ)，從而節(jié)約成本。

[1]JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范.

[2]GB 50009—2001，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范.

[3]GB 50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.

The design and construction of steel lattice tower crane foundation in a deep foundation pit

Luo Donghua

(TianjinChinaExplorationGroupLimitedCompany,Tianjin300181,China)

This paper introduced the design and construction technology of steel lattice tower crane foundation in a deep foundation pit, combining with the engineering example, analyzed and summarized some problems should pay attention to in scheme design and tower crane foundation construction process, accumulated experience for similar engineering construction.

steel lattice column tower foundation, post grouting bored pile, steel platform

1009-6825(2015)21-0057-02

2015-05-19

羅冬華(1981- )，女，工程師

TU463

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