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        基于格構(gòu)柱的塔吊組合式鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)與施工

        2023-01-30 02:09:52許京鵬
        石油化工建設(shè) 2022年9期
        關(guān)鍵詞:鋼格格構(gòu)塔吊

        許京鵬

        中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司 山西太原 030024

        1 工程概況

        常州市軌道交通工程文化宮地塊地下空間項(xiàng)目位于常州市延陵西路與和平北路交叉口西北方向,文化路南側(cè),總占地面積20828m2,總建筑面積52679m2,地上66.7m2,地下52612.4m2,為地下三層建筑,基坑開挖深度超過17m,地面為文化宮廣場;地下1 層和地下2 層為換乘集散空間、疏散通道、配套服務(wù)用房、設(shè)備用房等輔助性配套設(shè)施;地下三層為機(jī)動(dòng)車庫。工程結(jié)構(gòu)底板與常州軌道交通1 號(hào)線和常州軌道交通2 號(hào)線文化宮站地下兩層平接,其中常州軌道交通1 號(hào)線車站為14m 島式站臺(tái)地下三層車站,軌道交通2 號(hào)線車站為14m 島式站臺(tái)地下兩層車站,3 組風(fēng)亭都在地下兩層,3 號(hào)出入口在地下一層,與地塊相連通。

        2 塔吊組合式鋼平臺(tái)選型

        本工程基坑最大開挖深度達(dá)17.3m,由于該工程基坑支護(hù)接近用地紅線,基坑外圍不具備塔吊安裝條件,同時(shí)考慮到基坑施工期間,為使項(xiàng)目開工伊始即可使用塔吊,滿足工程進(jìn)度要求,故決定采用基于格構(gòu)柱的塔吊組合式鋼平臺(tái),即“鉆孔灌注樁、型鋼格構(gòu)柱、鋼平臺(tái)”組合式結(jié)構(gòu)。

        3 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

        本工程的塔吊基礎(chǔ)全部采用“鉆孔灌注樁、型鋼格構(gòu)柱、鋼平臺(tái)”組合式結(jié)構(gòu)。

        3.1 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

        本工程采用的鉆孔灌注樁的規(guī)格為4 根直徑為1000mm 的工程樁,樁長度為34m,縱向鋼筋采用28 根直徑為25mm 的三級(jí)鋼,箍筋采用Φ8@250 螺旋筋[鉆孔灌注樁在格構(gòu)式鋼柱插入(長度3000mm)部位的箍筋應(yīng)加密,加密間距為100mm],沿樁長方向,每2m 焊接一道直徑為14mm 的三級(jí)鋼加勁箍。樁間橫縱距皆為3.2m。灌注樁頂標(biāo)高與基坑底板底標(biāo)高相等。

        3.2 型鋼格構(gòu)柱設(shè)計(jì)

        鋼格構(gòu)柱錨固插入灌注樁的長度為3000mm。四角位置的鋼格構(gòu)柱由4 根L140×14 的角鋼及400mm×300mm×10mm 的綴板焊接成460mm×460mm 的方柱,綴板的中心距為800mm。整個(gè)架體每隔8 個(gè)綴板間距在格構(gòu)柱內(nèi)增加一個(gè)十字鋼梁,每隔4 個(gè)綴板間距在格構(gòu)柱外增加水平桿和斜撐桿作為格構(gòu)柱平臺(tái)的構(gòu)造措施,鋼格構(gòu)柱使用Q235A 型鋼。

        3.3 鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)

        (1)基礎(chǔ)鋼平臺(tái)由高度為600mm,寬度為350mm,腹板厚度為16mm,翼板厚度為30mm 的H 型鋼十字交叉梁和四邊2 層高度為250mm,寬度為250mm,腹板厚度為9mm,翼板厚度為14mm 的H 型鋼焊接而成,用Q235A 型鋼。

        (2)防雷接地采用寬度40mm,厚度4mm 的鍍鋅扁鐵。

        4 塔吊組合式鋼平臺(tái)安全計(jì)算

        進(jìn)行塔吊鋼平臺(tái)受力分析時(shí),需同時(shí)對(duì)A、B 兩個(gè)方向受力進(jìn)行驗(yàn)算;驗(yàn)算分為兩種工況,工況一為土方開挖開始前,工況二為土方開挖完成后。鋼平臺(tái)受力分析示意圖如圖1 所示。

        圖1 鋼平臺(tái)受力分析示意圖

        5 主要施工技術(shù)措施

        5.1 組合式鋼平臺(tái)施工工藝流程

        方案編制→專家論證→灌注樁格構(gòu)柱施工→鋼平臺(tái)安裝→格構(gòu)柱加固→樁頂基礎(chǔ)施工。

        5.2 灌注樁格構(gòu)柱施工

        施工工藝:灌注樁柱基成孔→樁基鋼筋籠及鋼格構(gòu)柱制作、安放→水下混凝土澆筑→塔吊基礎(chǔ)開挖及鑿除包裹型鋼格構(gòu)柱的砂土→測量型鋼格構(gòu)柱柱頂標(biāo)高并找平。

        鉆孔灌注樁嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工,重點(diǎn)控制成孔的樁位、成孔深度、樁身垂直度、鋼筋籠制作允許偏差及沉渣厚度等內(nèi)容。

        本工程采用的型鋼格構(gòu)柱提前在施工場地外部加工完畢后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場,而后吊裝的方式。灌注樁鋼筋籠吊裝進(jìn)入樁孔并采取措施固定后,型鋼格構(gòu)柱井口調(diào)直校正裝置按要求固定在灌注樁樁孔口,并將測量格構(gòu)柱垂直度的測斜管固定在角鋼的內(nèi)角,測斜裝置需高出地面500mm。型鋼格構(gòu)柱的吊裝,需要兩臺(tái)汽車吊配合,一臺(tái)25t 和一臺(tái)16t 兩臺(tái)汽車吊同時(shí)進(jìn)行吊裝作業(yè)。型鋼格構(gòu)柱井口裝置固定好后,將該柱緩慢且自然垂直的吊裝至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置,同時(shí)將該柱進(jìn)行臨時(shí)固定操作,格構(gòu)柱的下端與鉆孔灌注樁的鋼筋籠采用焊接連接的方式,將該柱上部與垂直校正裝置進(jìn)行可靠連接,通過已經(jīng)安裝完成的測斜管實(shí)時(shí)反映鋼立柱的垂直狀況,通過鋼立柱上部位置的校正裝置調(diào)整型鋼格構(gòu)柱的垂直度,在樁基水下混凝土澆筑中及時(shí)調(diào)整格構(gòu)柱垂直度,直到混凝土施工完成,格構(gòu)柱垂直度滿足相應(yīng)要求后,再將其固定。隨后將型鋼立柱上口固定裝置進(jìn)行拆除,最后在立柱周邊用中粗砂進(jìn)行回填操作。

        5.3 鋼平臺(tái)安裝

        塔吊鋼平臺(tái)立面圖如圖2 所示。

        圖2 塔吊鋼平臺(tái)立面圖

        (1)十字型鋼梁與型鋼格構(gòu)柱進(jìn)行可靠聯(lián)接,運(yùn)用4塊700×700×30 的鋼托板及8 塊100×170×20 的加勁板進(jìn)行焊接的方式進(jìn)行。

        (2)鋼平臺(tái)上部鋪設(shè)10mm 厚鋼板并與鋼平臺(tái)的槽鋼焊接固定牢靠作為活動(dòng)平臺(tái),沿平臺(tái)四周設(shè)置1.8m 高安全防護(hù)圍擋。

        5.4 格構(gòu)柱加固

        鋼托板與加勁板平面布置圖如圖3 所示。

        圖3 鋼托板與加勁板平面布置圖

        土方作業(yè)時(shí),要注意保護(hù)鋼格柱,在開挖至格構(gòu)柱邊時(shí)現(xiàn)場配專門指揮人員指揮挖機(jī)作業(yè),嚴(yán)禁觸碰到鋼格柱,格構(gòu)柱邊采用人工挖土,邊挖邊補(bǔ)齊格構(gòu)柱內(nèi)十字鋼梁(H250×250×9×14 焊接而成)及周邊斜桿、水平桿;挖土或十字鋼梁及周邊斜桿、水平桿施工過程中嚴(yán)禁塔吊運(yùn)行,惡劣天氣嚴(yán)禁挖土(五級(jí)及以上風(fēng)),并且立即施工十字鋼梁及周邊斜桿、水平桿,開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高立即施工混凝土墊層(平臺(tái)投影范圍加厚至不小于200mm 并配筋加早強(qiáng)劑)。

        5.5 樁頂基礎(chǔ)施工

        (1)塔吊型鋼格構(gòu)柱穿過地下室底板時(shí),在地下室底板中部位置的型鋼格構(gòu)柱上預(yù)埋厚度為3mm 的止水鋼板(止水鋼板與鋼格柱四周滿焊連接),保證與地下室底板結(jié)構(gòu)同時(shí)澆筑,避免漏水滲水情況的發(fā)生。

        (2)塔身位置頂板的預(yù)留孔洞四邊垂直設(shè)三層鍍鋅鋼絲網(wǎng),并在頂板中部拉通設(shè)置厚度3mm,寬度300mm的止水鋼板。施工完成塔吊拆除之后,使用比原混凝土強(qiáng)度高一強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹混凝土澆筑封閉。

        6 組合式鋼平臺(tái)塔吊基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制

        (1)灌注混凝土施工前,應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94- 2008 中的相關(guān)規(guī)定,對(duì)已經(jīng)成孔的中心位置、孔深、孔徑、垂直度及孔底沉渣厚度進(jìn)行檢測。

        (2)鋼格構(gòu)柱加工制作精度(垂直度)應(yīng)在1/ 1000以內(nèi),安裝的垂直度偏差不大于1/ 400;

        (3)焊接材料在使用前,必須按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行烘干操作。焊接過程按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行操作,避免出現(xiàn)焊接缺陷。

        (4)因鋼格構(gòu)柱直接貫穿地下室底板,型鋼格構(gòu)柱在穿結(jié)構(gòu)板位置,預(yù)留600mm×600mm 的施工洞口,故需要在型鋼格構(gòu)柱拆除后,對(duì)洞口進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)齊。

        7 結(jié)語

        (1)文化宮地塊地下空間工程位于常州市商業(yè)、金融中心的和平北路、延陵西路交叉口,東面為1 號(hào)線文化宮站,南面為2 號(hào)線文化宮站,且同步施工,西面及北面為文化路,建筑紅線與用地紅線重疊,施工場地狹小,采用基于鋼格構(gòu)柱塔吊的組合式鋼平臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行塔吊安裝,既為前期支護(hù)工程施工節(jié)約了施工場地,又加快了施工進(jìn)度,降低了施工成本,具有良好的社會(huì)效益。

        (2)基于格構(gòu)柱的塔吊組合式鋼平臺(tái)塔吊基礎(chǔ),與當(dāng)前施工現(xiàn)場通用的的“樁+ 承臺(tái)”的塔吊基礎(chǔ)有較大區(qū)別,在現(xiàn)場施工使用前需單獨(dú)設(shè)計(jì),并對(duì)相關(guān)方案進(jìn)行專家論證。

        (3)塔吊使用過程中,應(yīng)該對(duì)塔吊基礎(chǔ)鋼平臺(tái)及塔身進(jìn)行沉降、垂直度的觀測,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。本工程在使用塔吊的過程中,一切正常,無異常。

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