一種山區(qū)塔式起重機基礎(chǔ)處理方法

張立軍 陳 駿 陳 誠

(中交二航局，湖北 武漢 430040)

一種山區(qū)塔式起重機基礎(chǔ)處理方法

張立軍 陳 駿 陳 誠

(中交二航局，湖北 武漢 430040)

以湖北恩來高速公路匠科大橋工程為例，闡述了塔式起重機安裝位置的選擇與基礎(chǔ)的處理方式，并對其整體抗傾覆穩(wěn)定性進(jìn)行了驗算，為山區(qū)復(fù)雜地形條件下塔式起重機基礎(chǔ)處理的方法提供了新思路。

塔式起重機，安裝位置，基礎(chǔ)處理，抗傾覆驗算

1 工程概況

湖北恩施至來鳳高速公路是陜西安康至湖南吉首高速公路重要組成部分，起點與滬渝高速相接，向南接包茂高速、杭瑞高速，路線全長86 km，所在地位于鄂西南山區(qū)，溶巖較發(fā)育，地貌切割嚴(yán)重，地形地質(zhì)條件復(fù)雜。匠科大橋為一座梁式橋，左幅13跨，右幅14跨，下構(gòu)為樁基、柱式墩、矩形墩及重力式橋臺，上構(gòu)為40 m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T梁，先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)。橋梁第9跨橫跨匠科小河，施工中選用獨立式塔式起重機作為左右幅8號，9號，10號共6個橋墩的起吊機具。施工環(huán)境見圖1。

2 塔式起重機安裝位置選擇

2.1 墩臺施工主要參數(shù)

匠科大橋左右幅9號墩，10號墩為薄壁矩形墩，墩高29.2 m～38.6 m，左右幅8號墩為圓柱墩，墩高18.8 m～23.6 m，橋梁計算跨徑40 m，橋梁半幅寬度12.25 m。

薄壁矩形墩采用掛架爬模工藝施工，單塊最大重量2.6 t；圓柱墩單節(jié)定型鋼模(Ф=1.8 m，H=2 m)重量1.2 t；蓋梁主工字鋼(Ⅰ45b)重量1 t；吊斗(V=0.8 m3)重量2.3 t(含混凝土)。

2.2 塔式起重機基本參數(shù)

中聯(lián)TC6515B-12E獨立式塔式起重機起升高度為60 m，最大臂長65 m，最大臂長下最大起吊重量1.5 t，平衡后臂長14.75 m，支腿間距2 m，其起重性能見表1，支腿固定式基礎(chǔ)荷載見表2。

表1 65 m臂起重性能特性表

2.3 塔式起重機安裝位置選擇

需要同時施工左右幅8號，9號，10號橋墩，塔式起重機安裝于橋梁9號墩附近較合適。9號墩位于河谷陡坡上，位置選擇較困難，塔吊安裝位置方案比選情況見表3。

表2 支腿固定式基礎(chǔ)荷載表

表3 安裝位置方案比選表

從表3分析，方案1由于無拆卸空間，首先排除；方案3安裝位置寬敞，但最大吊距起吊重量只有2.05 t，如果采用該方案，需對橋墩施工中的掛架、模板、吊斗等進(jìn)行改裝，對生產(chǎn)效率有一定影響；方案2最大吊距能滿足施工要求，但安裝空間陡峭狹小，塔吊基礎(chǔ)需進(jìn)行特別處理。

經(jīng)反復(fù)對比，最終采用方案2，通過對塔吊基礎(chǔ)適當(dāng)處理，可以滿足各項施工要求，同時大大提高生產(chǎn)效率。塔吊基礎(chǔ)平面布置圖見圖2。

3 塔式起重機基礎(chǔ)施工

塔式起重機安裝位置因樁基、承臺施工，已開挖形成兩個工作平臺，其中左幅承臺工作面較右幅承臺工作面低5.4 m，基底均為微風(fēng)化灰?guī)r地質(zhì)。基礎(chǔ)設(shè)計為6.5 m×6.5 m正方形C30鋼筋混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)厚度3.0 m。

由于所在位置狹小，塔吊基礎(chǔ)部分共用承臺，共用部分尺寸為210 cm×300 cm，承臺高度2.5 m，考慮到承臺下設(shè)4根直徑1.8 m樁基，該部分不再處理，施工中注意將承臺鋼筋伸出，與塔吊基礎(chǔ)鋼筋相連接；塔吊基礎(chǔ)左側(cè)部分地勢較低，立模現(xiàn)澆混凝土澆至基礎(chǔ)底標(biāo)高，施工時在側(cè)面基巖面設(shè)置錨桿，以加強混凝土整體性；塔吊基礎(chǔ)右側(cè)部分用風(fēng)鎬鑿至基礎(chǔ)底高程，最后與左側(cè)部分整體澆筑混凝土。

塔吊基礎(chǔ)混凝土施工時，按相關(guān)要求配筋，并預(yù)埋塔吊支腿，以及安裝防雷接地裝置。

4 塔式起重機整體抗傾覆穩(wěn)定性驗算

施工中基礎(chǔ)邊長b=6.5 m，基礎(chǔ)厚度h=3.0 m。

根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的使用說明書，固定式基礎(chǔ)最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：彎矩M=5 380 kN·m，水平力Ph=182 kN，垂直力Pv=920 kN(參見表2)；基礎(chǔ)所在位置為微風(fēng)化灰?guī)r地質(zhì)，保守取其地基承載力fa=50 MPa。

塔式起重機抗傾覆性驗算如下：

基礎(chǔ)混凝土自重：G=6.5×6.5×3.0×25=3 169 kN。

偏心矩：e=(M+Ph×h)/(Pv+G)=(5 380+182×3.0)/(920+3 169)=1.45 m

故其整體抗傾覆穩(wěn)定性符合要求。

地基承受的平均壓應(yīng)力:Pk=(Pv+G)/(b×b)=(920+3 169)/(6.5×6.5)=96.8 kPa

又因b/6

合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離:a=b/2-M/(Pv+G)=6.5/2-5 380/(920+3 169)=1.9 m。

地基承受的最大壓應(yīng)力：Pkmax=2(Pv+G)/(3×b×a)=2×(920+3 169)/(3×6.5×1.9)=220.7 kPa<1.2fa。

故其地基承載力滿足要求。

5 結(jié)語

塔式起重機是目前施工中常見的一種設(shè)備，其基礎(chǔ)是塔吊能否安全使用的關(guān)鍵。湖北恩來高速公路匠科大橋在塔式起重機安裝過程中，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，合理選擇安裝位置，并對基礎(chǔ)進(jìn)行處理，滿足了施工各方面的要求。

[1] JGJ 196-2010,建筑施工塔式起重機安裝、使用、拆卸安全技術(shù)規(guī)程[S].

[2] TC6515B-12E(A1版),中聯(lián)塔式起重機使用說明書[Z].

The foundation treatment method of a mountain tower crane

ZHANG Li-jun CHEN Jun CHEN Cheng

(CCCCSecondBoatBureau,Wuhan430040,China)

Taking the Jiangke bridge project of Hubei En-Lai highway as an example, this paper described the installation position selection of tower crane and foundation processing mode, and checked its overall anti overturning stability, provided new thinking for tower crane foundation treatment method under the mountain complex geological condition.

tower crane, installation position, foundation treatment, anti overturning checking

1009-6825(2014)28-0083-02

2014-07-26

張立軍(1984- )，男，助理工程師； 陳 駿(1974- )，男，高級工程師； 陳 誠(1988- )，男，助理工程師

TH213.3

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