塔机预制拼装式基础的设计与施工技术

曹 弋，米成宏，刘尊正

（徐工集团徐州建机工程机械有限公司，江苏 徐州 221000）

近年来，随着我国建筑市场的不断繁荣，建筑机械迎来快速发展的局面。而塔机作为现代工业与民用建筑的主要施工机械之一，也在建筑机械行业中占据越来越大的比重。

我国建筑塔机固定式基础耗费巨大早已是不争的事实。《中国建设报》2000年曾撰文介绍说：“据测算，这种基础处理方式若继续使用10年，按照现在的塔机发展趋势，我国每年用于塔机基础的费用将达到50亿元，钢材22多万t，水泥110多万t，每年投入人工达260多万个人工日。”如今，我国塔机增幅早已超过预期，预计中国塔机行业“十二五”末年销售总量将达到10万台，呈稳定稍快增长趋势，相应的塔机基础原材料和人工的耗费更是成倍数增长。因此，随着科学研究和工程技术领域的不断开拓和发展,开发设计新型环保型塔机基础成为时代发展的迫切需要。

1 预制拼装式基础的设计

1.1 预制拼装式基础的特点

预制拼装式基础(图1)是建筑产业化发展的产物，用于代替传统的现浇钢筋混凝土塔机基础,是一种模块化、预制、不残留建筑垃圾的环保型塔机基础。这种基础把整体的塔机基础砼块化整为零，变整体现浇为组合式预制构件，其制作、安装简便，现场拼装工期短，可重复利用，对后期配套工程无影响，通过不同的拼装方案可以满足各种常用塔机的需要，实现一基多用，节约成本，符合我国节能减排的长远国策，值得推广应用。

图1 预制拼装式基础

1.2 预制拼装基础设计路线

预制拼装基础设计路线通过采用创新的设计思路，并控制拼装基础的8项关键点，保证了基础的强度、稳定性与重复使用性，如图2所示。

1.3 预制拼装式基础的组成

徐工塔机产品于2012年开始使用预制拼装式塔机基础。此型式基础既可以用于直连式塔机也可以用于带斜腿支撑的底架式塔机，产品具有通用性。预制拼装式塔机基础由C40强度等级预制混凝土中心件(1件)、过渡件1(4件)、过渡件2(4件)、端件(4件)、压重块(4件) 共计17件混凝土构件组成，如图3所示。基础的整体联接采用分散高强低松弛预应力钢绞线张拉，使整个基础为全预应力结构，在基础梁上对应不同型号的塔机相应型号的预埋地脚螺栓孔，用地脚螺栓与塔机基础节联接。该塔基要求安装场地的地基承载力特征值不小于120kPa。

图2 预制拼装式基础设计路线

图3 预制拼装式基础结构组成

2 预制拼装式基础的现场施工技术

2.1 预制拼装式塔基安装施工前的要求

1)获取预制塔基安装位置的地质勘察报告，确定塔基安装位置的地基承载力特征值是否符合预制塔基设计要求。如果地基承载力特征值不满足要求，应先进行地基处理，地基处理后，地基承载力特征值经检验符合上述要求后方可施工基础混凝土垫层。

2)按照预制塔基设计要求的平面尺寸和根据地质勘察报告确定的基础埋深开挖基坑。基坑底部平面尺寸：7400mm×7400mm～7800mm×7800mm。

3)基坑开挖后，应对基坑底部进行两遍夯实。如遇坑底为扰动土，则不可夯实，并应加强基坑底部的保护，尽快浇筑混凝土垫层。

4)浇筑基础混凝土垫层。垫层的混凝土强度等级为C15，垫层混凝土厚度为150mm。垫层上表面应保证水平，表面平整度误差应不大于1/1000。

5)养护混凝土垫层，待垫层混凝土强度达到塔基安装的要求。

6)预制塔基安装现场使用的道路应畅通，保证运输预制塔基构件的运载车辆和安装起重机能到达基坑边缘便于安装的位置。

7)动力电源接至基础安装位置附近，垫层上铺筑的黄砂运输至基坑边缘。

8)基础周围3m内应有可靠排水设施，防止基础被水浸泡。

2.2 预制拼装式塔基基础安装

1）在混凝土垫层上铺筑一层砂垫层，目的是进一步找平，调整混凝土垫层施工的水平误差，减少基础安装时底部摩阻力，便于调整基础位置。砂垫层的厚度要求10～20mm，砂垫层表面应找平，水平误差不大于1/1000。

2）吊装预制构件。基础中心件应位于正方形混凝土垫层的中心位置，安装方向保证预制基础两个正交方向的主轴与正方形基础垫层的两个对角线重合。注意安装过程中不要破坏砂垫层，以保证其它构件安装高差、平整度满足设计要求。

3）依次吊装过渡件1、过渡件2、端件，按预制基础分块平面位置图在中心件周边依次安装过渡件1、过渡件2、端件。将待装构件吊起，与已就位构件靠近并使吊装件和就位件上的钢抗剪键对齐，稳住构件，用撬棍移动吊装件，使吊装件与就位件的钢抗剪键插入密合。

4）在预制基础预留孔道内穿入钢绞线，将承压板贴紧张拉端和固定端件的孔道，逐根穿入钢绞线。穿入钢绞线时应注意钢绞线保护，不可硬穿，而导致钢绞线损伤。起动油泵，千斤顶工作，使钢绞线张拉力把各构件合拢到构件间垂直面无间隙，然后退张。根据设计的预应力值，严格控制油泵压力表读数，起初一根张拉力稍大，使钢绞线张拉力达到规定值。逐渐张拉力减少到标准值，应均匀对称张拉使每根钢绞线受力一致。张拉完后，再复查，钢绞线受力是否相同，如不相同再进行补张拉调整。

5）检查基础表面的水平度,如塔基表面水平误差小于1/500时，可不做调整。安装塔机时采用塔机柱脚垫入钢垫板调整塔机的垂直度。如塔基表面水平误差超过1/500时，应重新调整砂垫层厚度。

6）吊装配重件,按设计图纸和要求，将配重件搁置在预制基础底板上，注意保证配重件位置准确。

3 预制拼装式塔基施工后的维护

1）预制基础安装完成后应在基础周边砌筑维护墙。

2）基础维护墙内应按要求回填配重材料。配重材料的容量不低于15kN/m3，应保证回填配重材料的总重不低于设计要求，同时应保证塔基使用过程中配重材料结构稳定，在雨水冲刷下不流失。

3）塔机基础安装完毕后，应尽快安装配重件并回填压重，确保塔基和压重总重满足设计要求。在配重件未安装和压重未回填前不能安装上部塔机。

4）定期检查基础围护墙是否是有损坏并保证其外缘3m以内有无积水，以防浸泡地基。设置水准和垂直观测点。定期检查塔机的水平偏差和塔机的垂直偏差，如发现偏差超出2‰应及时通知处理。

5）定期检查塔机与基础的地脚螺栓，发现松动及时复紧，螺母复紧后，在螺栓外露端头涂抹黄油盖好防护罩，定期检查钢绞线与锚具，如发现锈蚀及时更换，外露的金属构件涂刷防锈漆。

6）预制塔基构件每次使用后，应进行以下维护保养：①钢绞线应涂防腐油，外加套管保护；②螺栓螺纹用钢丝刷刷净，满涂防腐油脂；③抗剪凹凸件用钢丝刷刷去浮锈，满涂防腐油脂；④外露铁件用钢丝刷刷去浮锈，涂防锈漆二度。

7）预制基础各构件在每次使用后和使用前应进行全面检查。基础预制件如出现非结构性破损，应进行修补后方可继续使用；如出现结构性破损，预制构件应报废处理。

4 结 语

采用混凝土预制拼装多用塔机基础有利于构建资源节约型、环境友好型社会，完全符合国家节能减排建设方针，具有很高的经济效益、社会效益和环境效益，值得推广。新节能技术研究也是塔机行业技术发展的方向，在当今建筑业讲究科学发展的进程中，环保节能产品始终是建筑业发展追求的目标,是未来塔基发展的方向。