對塔吊鉆孔灌注樁設(shè)計與格構(gòu)柱施工過程控制

本文結(jié)合杭州富億廣場工程塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計施工具體方案與實施，針對塔吊樁基設(shè)計施工各階段進行分析，結(jié)合現(xiàn)場的實際過程中出現(xiàn)的問題，闡述在塔吊基礎(chǔ)樁基施工階段的幾個重點環(huán)節(jié)及經(jīng)驗處理。

引言

隨著目前建筑市場的不斷發(fā)展，大底盤上多個主樓的設(shè)計十分普遍且用地紅線與基坑邊的距離是越來越小，這就促使越來越多的施工單位將塔吊的位置布置到了基坑當(dāng)中，本文就是針對采用鋼構(gòu)柱的塔吊基礎(chǔ)，在前期樁基施工階段的控制要點進行分析，減少格構(gòu)柱成形后的偏差，以保證塔吊基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

塔吊樁基的設(shè)計施工概述

塔吊樁基礎(chǔ)的設(shè)計和施工一般分成三個階段，第一階段是設(shè)計及選定位置。第二階段是鋼構(gòu)柱的加工焊接階段。第三階段是塔吊樁基與格構(gòu)柱施工安裝階段。

對于塔吊基礎(chǔ)的選位，應(yīng)該遵循有效的塔吊覆蓋范圍和與主樓的距離同時兼顧鋼筋料場等大型材料的起吊方便，這里不再贅述。

塔吊的基礎(chǔ)設(shè)計、樁承載力驗算分析

第二階段塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計的內(nèi)容涉及三塊：是基礎(chǔ)的選型可以是鋼平臺、也可以是砼基礎(chǔ)；格構(gòu)柱的設(shè)計；鉆孔灌樁的設(shè)計。本文結(jié)合本工程的實際情況對鉆孔灌注樁的承載力驗算進行分析（格構(gòu)柱的穩(wěn)定性驗算、綴板驗算、焊縫驗算等暫不涉及），本工程樁設(shè)計參數(shù)如下：

1. 塔機傳遞至基礎(chǔ)荷載標準值

2. 塔機傳遞至基礎(chǔ)荷載設(shè)計值

承臺及其上土的自重荷載標準值：

Gk=bl（hγc+h'γ'）=3.5×3.5×（1.35×25+0×19）=413.44kN

各類荷載標準組合的計算如下：

豎向荷載標準值

軸心豎向力作用下：

Qk=（Fk+Gk）/n=（621+413.44）/4=258.61kN

荷載效應(yīng)標準組合偏心豎向力作用下：

Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L （h為塔吊基礎(chǔ)承臺至樁頂標高距離）

=（621+413.44）/4+（1668+71×8.38）/2.26=1258.56kN

Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L

=（621+413.44）/4-（1668+71×8.38）/2.26=-741.34kN

根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件及安全系數(shù)的考慮采用摩擦樁入土深度37米考慮的承載力特征值為：

樁身周長：u=πd=3.14×0.8=2.51m

樁端面積：Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5m2

Ra=2.51×0.7×（3.65×23+8.1×7+0.6×22+2.3×17+14.4×25+1.4×24+6.55×32） =1398.6kN（由于樁間距小于3D，數(shù)值乘以0.7系數(shù)）

Ra均大于Qk、Qkmax

抗拔驗算：

樁身的重力標準值：Gp=lwApγz=37×0.5×15=277.5kN

Ra'=uΣλiqsiali+Gp=2.51×0.7×（0.65×3.65×23+0.75×8.1×7+0.65×0.6×22+0.65×2.3×17+0.65×14.4×25+0.65×1.4×24+0.65×6.55×32）+277.5=1196.71kN（由于樁間距小于3D，數(shù)值乘以0.7系數(shù)，樁周第i層土的抗拔承載力系數(shù)取值：粘性土、淤泥質(zhì)土和全風(fēng)化基巖取0.75，粉性土、砂土取0.65）

Qk'=741.34kN≤Ra'=1196.71kN

注：各土層報告不具體列出，樁端土層端阻力特征值，不計入內(nèi)作為安全儲備考慮。

通過以上承載力的設(shè)計計算與驗證基本確定了樁的直徑與深度，至于內(nèi)部的配筋及抗彎的計算這里不再詳細描述。本工程的設(shè)計可以看出樁基的設(shè)計還是有很高的安全系數(shù)考慮，設(shè)計過程中不僅要計算自重的荷載還要結(jié)合各類的荷載組合產(chǎn)生的豎向作用力，保證塔吊樁基的使用安全。

塔吊樁基礎(chǔ)施工階段要點分析

第三階段是施工的重點，尤其是格構(gòu)柱的吊裝、焊接以及就位下沉偏差控制。

在常規(guī)的施工過程中，鉆孔灌注樁的流程是這樣的：

平整場地→泥漿制備→埋設(shè)護筒→鋪設(shè)工作平臺→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護筒→檢查質(zhì)量.

而塔吊立柱樁的施工節(jié)點則是在下放鋼筋籠這一步中。在現(xiàn)場的施工過程中，在這一步需要控制幾個要點：

（1）格構(gòu)柱的吊運就位，格構(gòu)柱一般由專業(yè)的電焊工在加工廠焊接完畢；格構(gòu)柱的長度一般都較長，因此在吊運過程中要格外注意起吊點的分布均勻，保證格構(gòu)柱在起吊運輸過程中的平穩(wěn)及不變形。

（2）格構(gòu)柱提升及焊接，在現(xiàn)場施工中一般采用挖機吊運，如果遇到長度超過9m的還需要用吊車進行起吊。在吊裝就位后，將鉆孔灌注樁的鋼筋與格構(gòu)柱四肢角鋼分別進行現(xiàn)場的搭接焊接，焊縫要飽滿可靠，格構(gòu)柱伸入鉆孔樁鋼筋籠不小于2.5m

對于格構(gòu)柱安裝下沉?xí)r的定位偏差控制，這一步驟將直接影響塔吊基礎(chǔ)在開挖后的加固的施工質(zhì)量，在很多實際過程中，由于格構(gòu)柱在下沉過程中的大幅偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致格構(gòu)柱的垂直度的傾斜及格構(gòu)柱的本身扭轉(zhuǎn)，將顯著增大格構(gòu)柱塔吊基礎(chǔ)的安全風(fēng)險。

因此格構(gòu)柱下沉就位尤為重要，在本工程中我們采用全站儀進行定位放線，將格構(gòu)柱所在的十字放線軸線分別平移2m直接測設(shè)在樁基周邊，并用木樁定位，同時將軸線用灰描出，在格構(gòu)柱最后一次下沉之前反復(fù)矯正；同時用全站儀在兩個方向進行垂直度實測實糾。

（3）格構(gòu)柱砼澆筑，尤其是超灌部分的設(shè)計，個人建議要滿灌格構(gòu)柱，因為在實際的施工開挖過程中，格構(gòu)柱很容易被挖機碰壞或弄彎，如果采用要求較高的鋼平臺則經(jīng)常需要將破壞部分割除，導(dǎo)致塔吊基礎(chǔ)設(shè)計標高的調(diào)整，因此在超灌時滿灌格構(gòu)柱可以保證在開挖時格構(gòu)柱不受挖機的破壞，保證塔吊基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

結(jié)束語

塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計在目前的施工過程中已經(jīng)相對成熟，但現(xiàn)場實際施工還存在著很多的問題，通過以上過程中措施的實施，可以減少格構(gòu)柱在后期開挖后出現(xiàn)垂直度、扭轉(zhuǎn)、上浮等一系列影響基礎(chǔ)質(zhì)量的問題，從而有效地保證了塔吊格構(gòu)柱基礎(chǔ)的安全。

（作者單位：浙江省建工集團有限責(zé)任公司）

作者簡介：鮑迪（1983-），男，臺州椒江人，工程師，主要從事建筑施工管理工作。