塔機預制拼裝式基礎的設計與施工技術

曹 弋，米成宏，劉尊正

（徐工集團徐州建機工程機械有限公司，江蘇 徐州 221000）

近年來，隨著我國建筑市場的不斷繁榮，建筑機械迎來快速發展的局面。而塔機作為現代工業與民用建筑的主要施工機械之一，也在建筑機械行業中占據越來越大的比重。

我國建筑塔機固定式基礎耗費巨大早已是不爭的事實。《中國建設報》2000年曾撰文介紹說：“據測算，這種基礎處理方式若繼續使用10年，按照現在的塔機發展趨勢，我國每年用于塔機基礎的費用將達到50億元，鋼材22多萬t，水泥110多萬t，每年投入人工達260多萬個人工日。”如今，我國塔機增幅早已超過預期，預計中國塔機行業“十二五”末年銷售總量將達到10萬臺，呈穩定稍快增長趨勢，相應的塔機基礎原材料和人工的耗費更是成倍數增長。因此，隨著科學研究和工程技術領域的不斷開拓和發展,開發設計新型環保型塔機基礎成為時代發展的迫切需要。

1 預制拼裝式基礎的設計

1.1 預制拼裝式基礎的特點

預制拼裝式基礎(圖1)是建筑產業化發展的產物，用于代替傳統的現澆鋼筋混凝土塔機基礎,是一種模塊化、預制、不殘留建筑垃圾的環保型塔機基礎。這種基礎把整體的塔機基礎砼塊化整為零，變整體現澆為組合式預制構件，其制作、安裝簡便，現場拼裝工期短，可重復利用，對后期配套工程無影響，通過不同的拼裝方案可以滿足各種常用塔機的需要，實現一基多用，節約成本，符合我國節能減排的長遠國策，值得推廣應用。

圖1 預制拼裝式基礎

1.2 預制拼裝基礎設計路線

預制拼裝基礎設計路線通過采用創新的設計思路，并控制拼裝基礎的8項關鍵點，保證了基礎的強度、穩定性與重復使用性，如圖2所示。

1.3 預制拼裝式基礎的組成

徐工塔機產品于2012年開始使用預制拼裝式塔機基礎。此型式基礎既可以用于直連式塔機也可以用于帶斜腿支撐的底架式塔機，產品具有通用性。預制拼裝式塔機基礎由C40強度等級預制混凝土中心件(1件)、過渡件1(4件)、過渡件2(4件)、端件(4件)、壓重塊(4件) 共計17件混凝土構件組成，如圖3所示。基礎的整體聯接采用分散高強低松弛預應力鋼絞線張拉，使整個基礎為全預應力結構，在基礎梁上對應不同型號的塔機相應型號的預埋地腳螺栓孔，用地腳螺栓與塔機基礎節聯接。該塔基要求安裝場地的地基承載力特征值不小于120kPa。

圖2 預制拼裝式基礎設計路線

圖3 預制拼裝式基礎結構組成

2 預制拼裝式基礎的現場施工技術

2.1 預制拼裝式塔基安裝施工前的要求

1)獲取預制塔基安裝位置的地質勘察報告，確定塔基安裝位置的地基承載力特征值是否符合預制塔基設計要求。如果地基承載力特征值不滿足要求，應先進行地基處理，地基處理后，地基承載力特征值經檢驗符合上述要求后方可施工基礎混凝土墊層。

2)按照預制塔基設計要求的平面尺寸和根據地質勘察報告確定的基礎埋深開挖基坑。基坑底部平面尺寸：7400mm×7400mm～7800mm×7800mm。

3)基坑開挖后，應對基坑底部進行兩遍夯實。如遇坑底為擾動土，則不可夯實，并應加強基坑底部的保護，盡快澆筑混凝土墊層。

4)澆筑基礎混凝土墊層。墊層的混凝土強度等級為C15，墊層混凝土厚度為150mm。墊層上表面應保證水平，表面平整度誤差應不大于1/1000。

5)養護混凝土墊層，待墊層混凝土強度達到塔基安裝的要求。

6)預制塔基安裝現場使用的道路應暢通，保證運輸預制塔基構件的運載車輛和安裝起重機能到達基坑邊緣便于安裝的位置。

7)動力電源接至基礎安裝位置附近，墊層上鋪筑的黃砂運輸至基坑邊緣。

8)基礎周圍3m內應有可靠排水設施，防止基礎被水浸泡。

2.2 預制拼裝式塔基基礎安裝

1）在混凝土墊層上鋪筑一層砂墊層，目的是進一步找平，調整混凝土墊層施工的水平誤差，減少基礎安裝時底部摩阻力，便于調整基礎位置。砂墊層的厚度要求10～20mm，砂墊層表面應找平，水平誤差不大于1/1000。

2）吊裝預制構件。基礎中心件應位于正方形混凝土墊層的中心位置，安裝方向保證預制基礎兩個正交方向的主軸與正方形基礎墊層的兩個對角線重合。注意安裝過程中不要破壞砂墊層，以保證其它構件安裝高差、平整度滿足設計要求。

3）依次吊裝過渡件1、過渡件2、端件，按預制基礎分塊平面位置圖在中心件周邊依次安裝過渡件1、過渡件2、端件。將待裝構件吊起，與已就位構件靠近并使吊裝件和就位件上的鋼抗剪鍵對齊，穩住構件，用撬棍移動吊裝件，使吊裝件與就位件的鋼抗剪鍵插入密合。

4）在預制基礎預留孔道內穿入鋼絞線，將承壓板貼緊張拉端和固定端件的孔道，逐根穿入鋼絞線。穿入鋼絞線時應注意鋼絞線保護，不可硬穿，而導致鋼絞線損傷。起動油泵，千斤頂工作，使鋼絞線張拉力把各構件合攏到構件間垂直面無間隙，然后退張。根據設計的預應力值，嚴格控制油泵壓力表讀數，起初一根張拉力稍大，使鋼絞線張拉力達到規定值。逐漸張拉力減少到標準值，應均勻對稱張拉使每根鋼絞線受力一致。張拉完后，再復查，鋼絞線受力是否相同，如不相同再進行補張拉調整。

5）檢查基礎表面的水平度,如塔基表面水平誤差小于1/500時，可不做調整。安裝塔機時采用塔機柱腳墊入鋼墊板調整塔機的垂直度。如塔基表面水平誤差超過1/500時，應重新調整砂墊層厚度。

6）吊裝配重件,按設計圖紙和要求，將配重件擱置在預制基礎底板上，注意保證配重件位置準確。

3 預制拼裝式塔基施工后的維護

1）預制基礎安裝完成后應在基礎周邊砌筑維護墻。

2）基礎維護墻內應按要求回填配重材料。配重材料的容量不低于15kN/m3，應保證回填配重材料的總重不低于設計要求，同時應保證塔基使用過程中配重材料結構穩定，在雨水沖刷下不流失。

3）塔機基礎安裝完畢后，應盡快安裝配重件并回填壓重，確保塔基和壓重總重滿足設計要求。在配重件未安裝和壓重未回填前不能安裝上部塔機。

4）定期檢查基礎圍護墻是否是有損壞并保證其外緣3m以內有無積水，以防浸泡地基。設置水準和垂直觀測點。定期檢查塔機的水平偏差和塔機的垂直偏差，如發現偏差超出2‰應及時通知處理。

5）定期檢查塔機與基礎的地腳螺栓，發現松動及時復緊，螺母復緊后，在螺栓外露端頭涂抹黃油蓋好防護罩，定期檢查鋼絞線與錨具，如發現銹蝕及時更換，外露的金屬構件涂刷防銹漆。

6）預制塔基構件每次使用后，應進行以下維護保養：①鋼絞線應涂防腐油，外加套管保護；②螺栓螺紋用鋼絲刷刷凈，滿涂防腐油脂；③抗剪凹凸件用鋼絲刷刷去浮銹，滿涂防腐油脂；④外露鐵件用鋼絲刷刷去浮銹，涂防銹漆二度。

7）預制基礎各構件在每次使用后和使用前應進行全面檢查。基礎預制件如出現非結構性破損，應進行修補后方可繼續使用；如出現結構性破損，預制構件應報廢處理。

4 結 語

采用混凝土預制拼裝多用塔機基礎有利于構建資源節約型、環境友好型社會，完全符合國家節能減排建設方針，具有很高的經濟效益、社會效益和環境效益，值得推廣。新節能技術研究也是塔機行業技術發展的方向，在當今建筑業講究科學發展的進程中，環保節能產品始終是建筑業發展追求的目標,是未來塔基發展的方向。