某深基坑中钢格构式塔吊基础的设计与施工

罗 冬 华

(天津华勘集团有限公司，天津 300181)



某深基坑中钢格构式塔吊基础的设计与施工

罗 冬 华

(天津华勘集团有限公司，天津 300181)

介绍了深基坑中钢格构式塔吊基础的设计与施工技术，结合工程实例，分析并总结了方案设计及塔吊基础施工过程阶段应注意的一些问题，为同类工程的施工积累了经验。

钢格构柱式塔吊基础，后压浆灌注桩，钢平台

1 工程概况

本工程位于天津市滨海新区海洋高新区，现场地势平坦开阔。拟建建筑物高为150 m，工程基坑面积较大，形状为长方形，长约550 m、宽约130 m；基坑开挖深度10 m。根据工程地质勘察报告，地处滨海软土地区地质条件复杂，场内各土层均匀普遍分布，各项指标变化较小，地下水位埋深1.4 m～2.5 m。为提高基坑支护体系的冠梁、支撑施工阶段施工效率、保证安全等方面考虑，工程要求尽快利用塔吊完成吊装等作业。

2 塔吊基础方案的设计

由于基坑开挖面积大，且开挖深度较深。为保证塔吊在基坑开挖施工过程中能够安全的使用，最终设计选用后压浆灌注桩+钢格构+钢平台式塔吊基础方案。结合场地勘察报告和塔吊使用参数，通过计算最终选用后压浆灌注桩为4根直径0.8 m钻孔灌注桩，桩有效长度为36 m，桩间距为2.4 m。桩配筋为竖向筋，通常配筋为12根φ32 mm钢筋；螺旋箍筋φ10 mm钢筋5 m范围内间距100 mm，其余间距200 mm，格构柱锚入桩内4.0 m，与主筋焊接。后压浆采用一道桩侧注浆方式，水泥为P.O42.5，单桩量为1.2 t。格构柱采用4根∠180×180×18角钢，格构柱截面400×400，缀板采用380×300×16,间距600，材质为Q345B。4根格构柱每2.6 m设一道25a槽钢斜撑和平撑。格构柱柱顶为工字钢型钢平台，梁高0.7 m，翼板宽度0.7 m,与每个塔吊柱脚用8个高强螺栓连接(见图1)。

3 方案验算依据

1)桩的计算。根据JGJ 94—2008建筑桩基技术规范，结合《岩土工程勘察报告》提供参数和塔吊设计参数进行桩的参数设计，对桩进行抗拔承载力、抗压验算。

2)格构柱及平撑斜撑的验算。根据GB 50017—2003钢结构设计规范，结合塔吊设计参数对格构体系进行验算。主要验算过程：截面特性计算、柱构件强度验算、柱平面内稳定验算、柱平面外稳定验算、分肢稳定验算。

3)对钢平台工字梁进行验算。根据GB 50009—2001建筑结构荷载规范、GB 50017—2003钢结构设计规范对简支梁的各断面内力、局部稳定验算、截面强度验算、整体稳定验算、简支梁挠度验算是否满足要求。

4 塔吊基础的布置原则

综合考虑现场道路等实际情况，合理布置减小覆盖盲区。结合结构图、底板基础图及基坑支撑体系注意避让重要受力构件以免空间位置上造成冲突。如位置、强度允许可以考虑工程桩作为塔吊桩基础，以利于节约成本。

5 塔吊基础的施工工艺方法

1)施工准备工作包括：控制点、水准点的交接、保护，放置桩位、桩位复合，钻机、挖掘机等大型机具、设备进场、组装、调试，人员准备等。

2)钢格构柱制作时应充分考虑插入灌注桩的深度，本例中，钢格构柱插入灌注桩的深度为4 m。钢格构柱的材质必须满足规范及设计要求，其强度及稳定性要好于塔身。

3)后压浆灌注桩施工，根据塔吊基础的平面布置原则进行桩基的测量放线，按照以下施工顺序进行施工：施放桩位→埋设护筒→钻机就位→成孔、清孔→吊放钢筋笼子→钢格构柱插入钢筋笼子→钢筋笼子与钢格构柱焊接→复核钢格构柱的标高及方向位置→下放导管→二次清孔→灌注混凝土→起拔清洗导管→成桩→起拔护筒→后压浆施工。

4)在钻孔灌注桩成桩结束2 d后，进行高压注浆。在桩顶以下10 m位置设置压浆阀，仅做侧压浆，每根桩压浆量为1.2 t的水泥量，注浆液采用P.O42.5级水泥配制，水灰比为0.55～0.60,注浆压力为1.0 MPa～2.0 MPa。

5)钻孔灌注桩达到设计强度后，对基础周围的土方进行分层开挖，对钢格构柱进行斜撑和平撑施工。4根格构柱每2.6 m设

一道25a槽钢斜撑和平撑。4个格构柱柱顶为钢平台梁，梁高0.7 m，翼板宽度0.7 m,与每个塔吊柱脚用8个高强螺栓连接，为保证其质量平台梁需由专业的有资质的钢构厂加工。

6)为了防止钢格构柱底板处漏水，本例中采用5 mm厚的止水板进行防渗处理，如图1中焊接止水板详图。基坑开挖过程中塔吊基础见图2，钢平台梁安装见图3。

6 施工过程质量控制关键点

1)成孔垂直度直接影响后续钢筋笼下放和格构柱的安装精度，因此成孔垂直度需严格控制；优先选用成孔质量好的机械设备，并对成孔质量检验，合格后方可进行下道工序。2)格构柱与钢筋笼的连接要可靠，嵌入笼内深度要保证，并与钢筋笼保持同心，下放位置要准确。3)格构柱的垂直度及平面内方向采取固定措施，要严格控制偏差，以免造成后续钢平台以及平撑斜撑的安装困难。4)混凝土灌注量的控制，过高会造成后续钢筋施工的困难，必要时需格构内剔除；过低易造成体系的不稳定，补救更加困难。5)格构柱的角钢、钢板等材质要进行复试检验，重点受力焊缝必须进行探伤等检验。6)必须严格做到分层开挖安装焊接水平撑和斜撑，以保证架体稳定性。7)各连接部件及位置放样要准确，焊接前要将格构表面的泥土等杂物清除干净。8)焊工要持证上岗，操作时调整合适电流强度，避免造成角钢损伤影响强度。9)严格控制钢平台自身的水平度，及安装后的水平度，安装塔吊支座必要时需加装垫铁。10)螺栓孔的位置要满足安装精度要求，以免造成柱脚和塔吊标准节的安装困难。

7 结语

随着规模较大的深基坑工程项目增多，此类型的塔吊基础必将得到广泛采用。本例中选择了后压浆灌注桩+钢格构+钢平台式塔吊基础方案，一方面大大提高了施工效率，缩短了塔吊投入使用的时间，使塔吊在基坑开挖和地下室施工中也能充分发挥作用，另一方面在大、深基坑施工中，采用钢格构柱和钢平台的塔吊基础形式，能够减少塔吊数量，钢平台可二次利用，结合工程实际可部分利用基坑支护体系格构柱或工程桩完成塔吊基础，从而节约成本。

[1]JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范.

[2]GB 50009—2001，建筑结构荷载规范.

[3]GB 50017—2003，钢结构设计规范.

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

罗冬华(1981- )，女，工程师

TU463

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