塔式起重机装配式基础在施工中的应用

范晓玉，于 丹，张继鲁，李 森

（中建二局第四建筑工程有限公司，天津 300308）

在建筑业的发展过程中，塔吊的使用必不可少；但是近年来，塔吊事故成了建筑施工事故的多发点，而部分事故是由于塔吊基础选择不当造成的。工程中正确选择塔吊基础不仅能节约成本，还能避免安全隐患。塔吊基础可以分为固定式塔基和可移动塔基[1]，在塔吊拆除后，传统的固定式塔吊基础由于混凝土等级高、强度大，基础破除困难，成本耗费巨大[2]。与传统现浇基础相比塔式起重机装配式基础具有以下优势。

1）安装、拆除方便。装配式基础PC构件在工厂加工完成，达到一定强度后，可直接运至施工现场进行构件拼接和安装，方便快捷；拆除时，将PC构件之间的连接断开即可，分解方便。传统的现浇基础需进行土方开挖、地基平整、浇筑垫层、砖胎模砌筑、防水施工、钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护，施工工序多、流程繁琐。

2）施工速度快。传统的现浇基础混凝土浇筑完成需达到一定强度后，才能进行塔身安装，耗费时间长；装配式基础PC构件在施工现场拼装后即可安装塔身。

3）可重复利用。传统的现浇基础为一次性使用，塔吊拆除后，现浇基础无法周转使用；而装配式基础可反复利用。

4）减少混凝土的使用，节省材料。传统的现浇基础，每设置一台塔吊，就需要浇筑一个钢筋混凝土基础；装配式基础可重复利用，减少了混凝土的使用，节省了钢筋、水泥、沙子、石子等材料。

某项目临时用地有限，无法找到满足现场施工的钢筋加工场临时用地，只能在二标段主楼地基位置设置钢筋加工场并放置一台塔吊，待二标段开始施工时将钢筋加工场移位并及时将塔吊拆除。若使用传统的筏形基础，塔机基础混凝土强度大，拆除时，基础破除困难，成本耗费巨大且造成大量钢筋混凝土的资源浪费，故选用装配式塔式起重机基础。

1 塔式起重机装配式基础

根据现场情况，塔式起重机装配式基础采用QTZ80塔机。基础下部为天然地基，地基底土体为耕土。塔式起重机装配式基础总质量48 t；上部配重20件，总质量为44 t。见图1和图2。

图2 装配式基础上部

2 装配式基础施工工艺

2.1 施工流程

塔吊基础测量定位→塔吊地基处理→碎石垫层铺设→砌筑砖胎模→混凝土垫层施工→安装基础中心件定位→安装各配重件→安装配重块→安装塔身。

2.2 施工方法

1）根据建筑物的控制线及塔吊基础定位图放出塔吊基础的位置并做木桩进行定位。

2）地基夯实。JGJ 197—2010《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》规定：地基承载力不应低于80 kN/m2。本项目在施工中直接对地基进行辗压夯实处理，经夯实后的地基高出自然地面100～200 mm，后浇筑混凝土垫层。

3）铺设碎石。夯实后均匀铺设级配碎石，碎石垫层厚度100 mm，，垫层尺寸为10 000 mm×10 000 mm×100 mm。

4）垫层浇筑。基础安装的混凝土垫层尺寸为8 000 mm×8 000 mm×200 mm、强度等级为C20、水平高差≤5 mm、平整度≤5 mm。混凝土浇捣时，振动棒应快插慢拔，防止漏振，充分振捣密实，特别应注意预埋螺栓处混凝土振捣质量，在振捣完毕后，混凝土表面二次压光，防止出现收缩裂缝。垫层混凝土强度达到80%以上可安装基础。基础构件组合集成后采用无粘结预应力钢绞线张拉固定，基础与塔机由螺栓垂直连接。

5）配件安装。塔吊中心件位于基础垫层中心位置，安装过程中应注意垫层的保护[3]。保证安装后构件的高差和平整度满足要求。塔吊连接件、小尾件和大尾件安装时应将构件吊起，与已就位的构件靠近并将凸件插入凹槽，与就位构件的间隙＜10 mm，构件高差≤2 mm。安装完成后配装16/20块配重，在四个端部各装4/5块；另在安全的前提下多装4块配重，分布在塔吊基础的四个端部。见图3。

图3 装配式基础构件安装模型

基础在设计时采用了混凝土咬合抗剪及定位（可拆卸）钢抗剪轴（双向）。安装时必须将凹件（抗剪）内涂抹防锈油脂，当中心件安装就位后设专人将钢抗剪凹件装置逐一涂抹，将抗剪轴插入凹件之中并用锤轻轻敲打并与中心件对应安装靠拢，以此类推，直到全部构件安装完毕（抗剪轴设专人操作，不能遗漏）。通过预埋扩张装置，在外力的作用下，使构件之间分离至30 mm以上后，逐一吊装。基础拆除前，将预应力钢绞线拆除；基础拆除时应将抗剪轴轻轻敲打取出，用专用箱保管以免丢失。

6）钢绞线张拉。张拉前，备380 V电源线、张拉机、油泵、小刀、胶带、水平尺，按要求配备挤压好的钢绞线、锚具、钢垫板、黄油。检查各构件的中心位置是否在轴线上，如有偏差用撬棍顶压，保证各构件在同一轴线位置。穿钢绞线时将承压板贴紧张拉端和固定端件的孔道，逐根穿入钢绞线，张拉端外露的钢绞线PE管截取备用。待一切就绪，接好有绷带电源，开始试运转，检查千斤顶工作性能是否良好。构件在水平合拢时不装工作锚具，使用千斤顶顶住成压板，端平千斤顶，启动油泵，千斤顶工作，利用钢绞线拉力把构件合拢，直到构件垂直、无间隙，然后退张。正式张拉预应力钢绞线时，应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，规定钢绞线张拉力为130 kN，油表读数26 MPa，逐渐张拉力减少到标准值24 MPa，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。

7）配重安装。将20件配重块依次吊装在基础构件上。见图4。

图4 装配式基础上部配重

8）塔式起重机安装。当准备安装的塔吊与基础为地脚连接时，应提前将与基础连接的塔吊标准节运至工地；基础安装完毕，将标准节安装在基础地脚上并校正找平，完成螺栓紧固[4]。基础在安装过程中采用经纬仪分别从两个垂直的方向复测定位框的位置，确保固定基节安装后水平度偏差＜1/750，塔身中心线与水平面的垂直度偏差＜1.5/1 000[5]。

3 装配式基础施工注意事项

1）使用时，遇极端天气（丰水期）造成基础浸没雨水中时，应及时将积水排除，未排除前严禁塔吊作业，以防因地基承载力、水浮力造成自重减轻及压缩模量改变，产生不均匀沉降。

2）塔机的避雷装置宜在基础施工时预埋好，塔机的避雷针焊接相连，焊接横截面≮16 mm2；接地件至少插入地面以下1.5 m。

3）塔吊基础混凝土应在四角设置沉降观测点并完成初始高程测设，在上部结构安装前再测一次，以后在上部结构安装后每半月测设一次，发现过大、过快、不均匀沉降等异常情况，应立即停止使用。

4）基础安装、拆除时，施工单位应保证现场道路无障碍物，重载车辆能顺利进入或驶出施工现场；塔吊拆除后、基础拆除前，将压重料清除，达到退张、拆卸、吊装条件。

4 结论

1）装配式塔机基础施工前，施工单位应提前介入，及时与设计、装配式构件生产厂家沟通，进行构件深化设计，避免后期各种不可控问题，影响施工进度。

2）构件拆分尽可能少规格、多组合，减少构件种类，降低建造成本；同时需要考虑机械设备吊运能力。

3）施工前分析场地条件及地形限制，及时找到适合项目自身的塔机及基础。

4）塔式起重机装配式基础及塔机型号应提前选定，避免影响施工进度。

5）塔式起重机装配式基础要注意施工流程及方法，重程序、重技术、重工艺。