格構式鋼柱塔吊基礎施工

陳翠麗

(山西省第五建筑工程公司，山西太原 030013)

0 引言

隨著工程建設的發展，地下室深度及規模越來越大，為了施工需要，有些塔吊必須安裝于地下室部位。考慮塔吊需要盡早使用，同時減少塔吊基礎施工時的開挖深度及難度，塔吊基礎可以采用格構式鋼柱塔吊基礎。采用格構式鋼柱塔吊基礎可以在基坑開挖前及時安裝使用，其受力明確、安全適用、施工方便。

與埋于地下室筏板下的塔吊基礎相比，可不必先為塔吊基礎施工進行土方開挖、臨時支護及降水。

1 工法特點

1)格構式塔吊基礎施工以及塔吊安裝工作在基坑土方開挖之前完成，使之在土方及基坑施工階段就可投入使用，縮短了工期，提高了工效。2)塔吊設置在地下室部位，加大了塔吊回轉范圍內對工作面的覆蓋面積，減少了塔吊的覆蓋盲區，提高了塔吊的工作效率。3)當地下水位較高時，采用格構式鋼柱塔吊基礎減少了塔吊基礎施工時的降水工作。4)格構式鋼柱穿過基礎底板的位置加設了止水環和加強鋼筋，保證了底板防水能力，減小了對結構基礎底板的受力影響。5)適用范圍廣，可適用于軟土、較厚填土層、較高地下承壓水位等不良地質條件下的塔吊布置。

2 適用范圍

塔吊需安裝在地下室基坑內，地下室基礎底標高較深，尤其是地下水位較高的工程。

3 工藝原理

格構式鋼柱塔吊基礎由承臺基礎、格構式鋼柱、鋼筋混凝土灌注樁等三部分組成，在土方開挖前施工完，待承臺基礎、灌注樁混凝土強度達到要求后，安裝塔吊，驗收后即可使用(見圖1)。土方開挖過程中隨挖土深度按分段逐段焊接水平支撐、斜撐。

4 施工工藝流程和操作要點

4.1 施工工藝流程

塔吊基礎施工流程圖見圖2。

4.2 塔吊基礎設計

4.2.1 塔吊基礎位置設計

1)灌注樁、格構柱的位置應避開后澆帶、地梁、工程樁等位置。

2)承臺基礎的投影位置應避開頂部的框梁，避免框梁斷開。

3)承臺基礎的底標高應控制在地下水位以上。

4.2.2 塔吊基礎計算

當塔身沿塔基對角線方向傾覆時:

承臺基礎、格構式鋼柱所承受的風荷載標準值(ωk)按下式計算:

其中，ωk為風荷載標準值，kN/m2;βz為風振系數;μs為風荷載體型系數;μz為風壓等效高度變化系數;ω0為基本風壓，kN/m2。

承臺基礎、格構式鋼柱所承受的風荷載對格構式鋼柱產生的彎矩為:

其中，M風為承臺基礎、格構式鋼柱所承受的風荷載對格構式鋼柱產生的彎矩，kN·m;h臺為承臺基礎的高度，m;a臺為承臺基礎的邊長，m;H格為格構式鋼柱凈高度，m;4為格構式鋼柱的根數;a格為格構式鋼柱的邊長，m。

當塔身沿塔基對角線方向傾覆時，格構式鋼柱底部、灌注樁頂部所承受的荷載:

其中，F1，2為當塔身沿塔基對角線方向傾覆時，格構式鋼柱底部、灌注樁頂部所承受的荷載，kN;V為塔吊非工作工況時，對承臺基礎產生的垂直力，kN;G臺為承臺基礎的自重，kN;G格為4根格構式鋼柱的自重，kN;M為塔吊非工作工況時，對承臺基礎產生的彎矩，kN·m;H為塔吊非工作工況時，對承臺基礎產生的水平力，kN;l為格構柱的中心距離，m。

格構式鋼柱受壓整體穩定性應符合下列要求:

其中，Nmax為格構式鋼柱單柱最大軸心受壓力設計值，即當塔身沿塔基對角線方向傾覆時，格構式鋼柱底部、灌注樁頂部所承受的荷載;A為格構式鋼柱毛截面面積，即分肢毛截面面積之和;φ為格構式鋼柱軸心受壓穩定系數;f為鋼材的抗壓、抗拉強度設計值。

鋼筋混凝土灌注樁單樁豎向極限承載力特征值應符合下列要求:

其中，Ra為單樁豎向極限承載力特征值;K為安全系數，取K=2;Quk為單樁豎向極限承載力標準值;Qsk，Qpk分別為總極限側阻力標準值和總極限端阻力標準值;u為樁身周長;qsik為用靜力觸探比貫入阻力值估算的樁周第i層土的極限側阻力;li為樁周第i層土的厚度;α為樁端阻力修正系數;psk為樁端附近的靜力觸探比貫入阻力標準值(平均值);Ap為樁端面積。

4.3 施工要點

1)當灌注樁在水下澆筑時，應提高一個強度等級。2)當工程基礎筏板混凝土為抗滲混凝土時，應在格構柱分肢四周焊接止水鋼板;當格構柱內混凝土不能剔鑿清除時，在格構柱分肢四周滿焊綴板，待格構柱拆除后，頂部加焊鋼板(按降水井封井處理)。3)承臺基礎下的土方開挖應待承臺基礎混凝土強度達到100%后方可進行;格構鋼柱下的斜撐應隨挖土隨焊接，嚴禁超挖。4)承臺基礎的厚度應大于塔吊地腳螺栓的長度。格構柱錨入承臺基礎內的長度不應小于承臺基礎高度的一半，且不應小于600 mm。5)塔機安裝應在基礎驗收后進行，一次性安裝高度不宜超高《塔機使用說明書》規定的最大獨立高度的一半，宜分次升高至所需的最大獨立高度。6)塔吊的附墻高度應從格構鋼柱底部算起。7)塔吊基礎的防雷接地應通過格構鋼柱分肢接入大地，確保防雷接地安全。

5 安全措施

1)塔機安裝完畢后，應按要求進行驗收、備案，取得準用證后方可使用。2)土方開挖時應分層開挖，每層的挖土深度同水平支撐、斜撐的間距，每層土開挖后，待水平支撐、斜撐焊接完畢驗收合格后，方可進行下一層土方開挖。3)塔吊安裝后、每步土方開挖前后，鋼支撐焊接前，應進行塔吊垂直度、位移檢測。

［1］ 齊延年.格構式塔吊基礎的設計［J］.山西建筑，2012，38(34):85-86.