徐小姣

摘 要：結(jié)合當(dāng)下大型深基坑工程逐漸增多及深基坑施工技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)狀，以馬鞍山某大型綜合體項(xiàng)目深基坑塔吊基礎(chǔ)為實(shí)例，簡要介紹先置式無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)采用、施工構(gòu)造做法、施工控制要點(diǎn)及有特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)例，在對(duì)等情況下與有承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)的施工難度、對(duì)工程質(zhì)量影響、使用效率及經(jīng)濟(jì)效益方面等進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：塔吊基礎(chǔ)；深基坑；鋼結(jié)構(gòu)；格構(gòu)柱；塔吊基礎(chǔ)節(jié)；施工技術(shù)

引言

近年來，由于城市現(xiàn)代化建設(shè)飛速發(fā)展，使得城市地下空間的開發(fā)建設(shè)日益增多，大型綜合體項(xiàng)目結(jié)合深基坑施工的工程亦日趨增多。由于項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)需求，基坑支護(hù)常常做到規(guī)劃紅線位置，地上部分多數(shù)為大面積多層商業(yè)及部分高層主樓為一體模式。大型地下商場、地下停車場、人防工程等，施工所需材料（包括鋼筋、模板及構(gòu)配件等）數(shù)量相對(duì)較大，垂直運(yùn)輸較為突出，塔吊成為不可或缺的首選運(yùn)輸工具。傳統(tǒng)的塔吊基礎(chǔ)形式已經(jīng)不利于該類項(xiàng)目基坑和主體的施工，為了同時(shí)滿足施工對(duì)工作半徑、工期及施工空間等多方面的要求，以有效覆蓋深基坑平面，主樓高層為定點(diǎn)布置原則來綜合布置塔吊。該類工程施工中塔吊基礎(chǔ)為主要施工難點(diǎn)，文章結(jié)合當(dāng)下行業(yè)施工技術(shù)，提出一種先置式無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)施工做法，主要介紹先置式無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)在大型綜合體深基坑工程中的應(yīng)用。

1 工程概況

馬鞍山寶龍華庭項(xiàng)目，總建筑面積119838m2，其中地下室24334m2，1#樓48250m2，2#樓47255m2。地下2層、埋深9.35m；地上1#樓31層、建筑高度98m；2#樓32層、建筑高度94m。建筑結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基坑面積約13000m2，本工程位于馬鞍山市中心城區(qū)，西北兩側(cè)臨街，南側(cè)為已建高層小區(qū)，東面為同步在建高層，結(jié)合基坑周邊環(huán)境影響、基坑與高層主樓施工垂直運(yùn)輸任務(wù)，在基坑內(nèi)依附1#、2#主樓各設(shè)兩臺(tái)塔吊。

2 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

先置式無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要包含基底下基礎(chǔ)（一般采用灌注樁設(shè)計(jì)）、正負(fù)零下支撐件及轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)等，常用設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱、格構(gòu)柱頂封頭鋼板及鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱體系加固件等，具體做法如下。

2.1 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)

根據(jù)選定的塔吊型號(hào)，確定的塔身標(biāo)準(zhǔn)尺寸、安裝高度、附墻間距及附墻分布，進(jìn)行塔吊荷載及樁心距，結(jié)合場地地質(zhì)勘察報(bào)告，按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ-2008進(jìn)行樁基承載力計(jì)算，同時(shí)對(duì)鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)。結(jié)合現(xiàn)場塔吊基礎(chǔ)節(jié)尺寸、地質(zhì)勘察報(bào)告及鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱尺寸，選用？準(zhǔn)800鉆孔灌注樁作為地下室基底以下塔吊基礎(chǔ)。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱體系

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算，鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱一般選用450mm×450mm規(guī)格，格構(gòu)柱角柱采用？骔160×14作四肢柱，加焊380mm×300mm×12mm鋼板作綴條，焊縫厚度12mm，綴條間距600mm。隨著土方分層開挖，在各鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱之間加焊水平撐與剪刀撐，水平撐及剪刀撐均采用？骔140×12，水平撐按間距1600mm設(shè)置，剪刀撐與水平撐45°夾角，剪刀撐上下左右相鄰方向按異向設(shè)置。

2.3 格構(gòu)柱頂封頭鋼板

鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱頂封頭鋼板一般選用較厚、截面大于格構(gòu)柱截面鋼板制作，本項(xiàng)目選用600mm×600mm×50mm鋼板，鋼板焊接固定前，應(yīng)根據(jù)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)螺栓孔位置進(jìn)行放線打孔，定位對(duì)中，調(diào)整水平度及校準(zhǔn)孔位置后，點(diǎn)焊固定，然后分層施焊到設(shè)計(jì)要求的焊縫厚度。

3 無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)構(gòu)造原理及施工優(yōu)特點(diǎn)

3.1 構(gòu)造原理

先置式無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)由鉆孔灌注樁、鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱體系、格構(gòu)柱封頭鋼板與周圍土體系統(tǒng)組成，土方開挖前由鉆孔灌注樁、鋼格構(gòu)柱、封頭鋼板與周圍土體形成的復(fù)合基礎(chǔ)，土方開挖后，在格構(gòu)柱之間加設(shè)水平撐與剪刀撐，鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱與封頭鋼板聯(lián)合形成傳力構(gòu)件，將塔吊荷載傳遞給灌注樁與周邊土層形成的復(fù)合地基。

3.2 施工優(yōu)特點(diǎn)

（1）利用封頭鋼板取代了格構(gòu)柱與塔吊基礎(chǔ)節(jié)之間的鋼筋混凝土承臺(tái)，減輕了塔吊基礎(chǔ)自重，減小了對(duì)地下室結(jié)構(gòu)空間影響，節(jié)約了大量的混凝土施工成本。（2）土方開挖之前即可進(jìn)行塔吊安裝，加大了塔吊的使用效率，有利于現(xiàn)場基坑支護(hù)施工進(jìn)度。（3）地下結(jié)構(gòu)施工期間，在塔吊基礎(chǔ)位置無須留設(shè)后澆施工帶，通過焊接止水片措施完成一次性澆筑，有利于結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。（4）節(jié)省了塔吊安裝及拆除施工費(fèi)用。

4 施工流程與工藝做法要點(diǎn)

4.1 施工流程

鉆孔灌注樁定位放樣→鉆孔灌注樁施工→插格構(gòu)柱→澆筑灌注樁頂混凝土→格構(gòu)柱頂找平找正→封頭鋼板螺栓孔定位、鋼板焊接→格構(gòu)柱水平撐與剪刀撐焊接→格構(gòu)柱與封頭鋼板防銹處理。

4.2 鉆孔灌注樁定位放樣

根據(jù)塔吊平面位置及基礎(chǔ)節(jié)尺寸，用全站儀測(cè)量確定樁位，用可靠的定位樁確定樁心位置，在樁外徑撒上石灰線。

4.3 鉆孔灌注樁施工

根據(jù)常規(guī)的正循環(huán)鉆孔灌注樁施工要求進(jìn)行，重點(diǎn)把握樁定位、鉆孔、清孔的質(zhì)量控制，鋼筋籠與樁身混凝土質(zhì)量控制。

4.4 插格構(gòu)柱澆樁頂混凝土

將格構(gòu)柱點(diǎn)焊在最后一節(jié)鋼筋籠上，將其垂直插入孔內(nèi)，確定好設(shè)計(jì)的插入深度后，用樁基吊鉤吊住格構(gòu)柱，使其不再下沉。隨即澆筑水下混凝土，澆筑過程中不斷條節(jié)格構(gòu)柱平面與豎向位置，使其滿足設(shè)計(jì)的平面位置與豎直度要求。

4.5 格構(gòu)柱頂端找平

當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，測(cè)量格構(gòu)柱頂端標(biāo)高，根據(jù)設(shè)計(jì)安裝的標(biāo)高要求，在4根格構(gòu)柱標(biāo)記切割水平線，作為切割作業(yè)的標(biāo)志。切割完成后，用砂輪機(jī)將切割面打磨平整，以便封頭鋼板充分接觸吻合，為焊接后平整度打好基礎(chǔ)。

4.6 封頭鋼板定位、焊接

將裁好過的4塊鋼板分別布置在格構(gòu)柱頂，根據(jù)設(shè)計(jì)位置微調(diào)校正，是格構(gòu)柱頂處于鋼板正中心，點(diǎn)焊固定鋼板，然后將塔吊基礎(chǔ)節(jié)吊放至鋼板上，用撬棍進(jìn)行調(diào)整使基礎(chǔ)節(jié)盡可能處于每塊鋼板正中心，調(diào)好后根據(jù)基礎(chǔ)節(jié)螺栓孔進(jìn)行鋼板打孔位置標(biāo)記，標(biāo)記完成后吊離基礎(chǔ)節(jié)，取下鋼板送工廠鉆床開孔。開孔完成后，即對(duì)鋼板與格構(gòu)柱之間接縫焊接，完成后進(jìn)行加強(qiáng)板焊接。在封頭鋼板焊接完成后，進(jìn)行4個(gè)格構(gòu)柱之間的十字交叉鋼梁連接焊接，先電焊固定然后正式施焊。

4.7 格構(gòu)柱之間的水平撐及剪刀撐焊接

隨基坑內(nèi)土方分層開挖，沒開挖一段，應(yīng)及時(shí)在4根格構(gòu)柱之間加焊水平撐及剪刀撐，直至土方開挖完畢，以增強(qiáng)格構(gòu)柱的整體剛度。

4.8 鋼結(jié)構(gòu)體系防銹處理

格構(gòu)柱頂鋼結(jié)構(gòu)完成后，應(yīng)及時(shí)在封頭鋼板及上部加強(qiáng)部件表面涂刷2遍防銹漆。

5 常見塔吊基礎(chǔ)施工對(duì)比與分析

深基坑內(nèi)塔吊基礎(chǔ)主要有以下布置方法：（1）直接利用建筑物地下室底板作為基礎(chǔ)，在原有底板上適當(dāng)加強(qiáng)處理；（2）將塔吊基礎(chǔ)置于地下室底板結(jié)構(gòu)下部；（3）增設(shè)灌注樁，利用格構(gòu)柱作為坑內(nèi)過渡節(jié)，在其頂部澆筑塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)；（4）增設(shè)灌注樁，利用格構(gòu)柱作為坑內(nèi)過渡節(jié)，格構(gòu)柱支承作為塔吊基礎(chǔ)。下面將上述塔吊基礎(chǔ)做法，在施工難度、對(duì)結(jié)構(gòu)影響、使用效率、經(jīng)濟(jì)效益方面做個(gè)簡單對(duì)比分析。

5.1 施工難度方面

采用（2）塔吊基礎(chǔ)，由于基礎(chǔ)埋深過大，打樁、挖塔吊基礎(chǔ)、澆筑混凝土等均為坑中坑作業(yè)，增加基坑安全措施及基坑內(nèi)部作業(yè)時(shí)間，且需采用大型吊車下深基坑吊裝進(jìn)行塔吊安裝作業(yè)，增加基坑施工風(fēng)險(xiǎn)。同樣的，（1）塔吊基礎(chǔ)，需待地下室底板混凝土到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才安裝塔吊，給安裝與結(jié)構(gòu)施工帶來相當(dāng)大施工難度。采用格構(gòu)柱過渡節(jié)做法塔吊基礎(chǔ)，逆作法施工，無須土方開挖即可進(jìn)行塔吊基礎(chǔ)施工，特別是（4）無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)，占用場地空間較小，不影響其他工序與結(jié)構(gòu)施工。

5.2 對(duì)地下結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量影響

采用（1），（2）兩類塔吊基礎(chǔ)，塔吊基礎(chǔ)節(jié)在穿地下室結(jié)構(gòu)樓板、頂板時(shí)需要留置后澆塊，不利于結(jié)構(gòu)整體性，且基礎(chǔ)節(jié)穿結(jié)構(gòu)樓板、頂板時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋有很大影響，特別是拆除基礎(chǔ)節(jié)過程中，易造成鋼筋損傷。利用格構(gòu)柱作為過渡節(jié)塔吊基礎(chǔ)，在穿結(jié)構(gòu)樓板及地庫頂板時(shí)無須留設(shè)后澆塊，只需在過渡節(jié)角鋼上焊接止水片就好了，有利于結(jié)構(gòu)與防水施工質(zhì)量。

5.3 使用效率方面

格構(gòu)柱無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)采用逆作法施工，在基坑土方開挖前即可完成塔吊安裝和使用，可以全過程為現(xiàn)場施工服務(wù)，有利于基坑施工進(jìn)度。采用（1），（2）均須在基坑支護(hù)與土方施工后才能進(jìn)行塔吊基礎(chǔ)施工，且須帶基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能安裝使用，塔機(jī)使用效率低，影響整個(gè)工程施工進(jìn)度。

5.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

通過對(duì)使用效率、施工難度及對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響方面，對(duì)于城市內(nèi)深基坑工程塔吊基礎(chǔ)，采用（1），（2）方式塔吊基礎(chǔ)施工方案可能性較小，大多采用格構(gòu)柱過渡節(jié)施工方案施工。結(jié)合本工程實(shí)例，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱鋼筋混凝土承臺(tái)基礎(chǔ)和鋼格構(gòu)柱支承無承臺(tái)基礎(chǔ)施工成本做個(gè)簡單分析。兩種塔吊基礎(chǔ)共同點(diǎn)：同樣的灌注樁基礎(chǔ)、同樣的格構(gòu)柱體系。不同點(diǎn)：有承臺(tái)基礎(chǔ)承臺(tái)尺寸為3600mm×3600mm×1250mm，無承臺(tái)基礎(chǔ)在格構(gòu)柱頂部加焊4塊600mm×600mm×50mm鋼板各一塊，4根格構(gòu)柱之間沿水平方向加焊4根？骔140×12，沿對(duì)角方向每兩根立柱之間加焊1根？骔140×12，共4根?；炷脸信_(tái)費(fèi)用（包含鋼筋、混凝土、模板、人工費(fèi)）：混凝土（C35）：380×3.6×3.6×1.25=6156元，鋼筋：2400×1.3=3120元，模板：18×（3.6×3.6+4×3.6×1.25）=557.3元，人工費(fèi)（模板工、鋼筋工、混凝土工）：6×250+8×200+4×180=3020元。承臺(tái)費(fèi)用合計(jì)：6156+3120+577.3+3020=12873.3元。無承臺(tái)基礎(chǔ)費(fèi)用：鋼板：2300元/每噸×0.6m×0.6m×0.05m×7.8t/m3×4=1291.7元，角鋼：2400元/每噸×0.3t=720元，開孔及人工費(fèi)：2000元。無承臺(tái)費(fèi)用合計(jì)：1291.7+720+2000=4011.7元。無承臺(tái)措施節(jié)約費(fèi)用為：12873.3-4011.7=8861.6元。成本節(jié)約率：8861.6/12873.3=68.8%。綜合上述分析，鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱支承無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)較鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱鋼筋混凝土承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)效益明顯，在深基坑工程中具有良好的推廣價(jià)值。

6 結(jié)束語

本項(xiàng)目采用鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱無承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)，灌注樁與建筑結(jié)構(gòu)樁同步施工實(shí)施，塔吊先于基坑與土方施工前即投入使用，兩層地下室包含地下室底板、負(fù)2層頂板、地庫頂板均未設(shè)后澆塊，方便了地庫結(jié)構(gòu)施工，保證了混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。目前該工程已完工，塔吊已安全拆除，自2012年10月安裝以來使用效果良好，塔吊基礎(chǔ)穩(wěn)固，格構(gòu)柱穿樓板位置混凝土質(zhì)量良好，未出現(xiàn)任何滲漏及其他質(zhì)量缺陷。

參考文獻(xiàn)

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