塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)在施工中的應(yīng)用

范曉玉，于 丹，張繼魯，李 森

（中建二局第四建筑工程有限公司，天津 300308）

在建筑業(yè)的發(fā)展過程中，塔吊的使用必不可少；但是近年來，塔吊事故成了建筑施工事故的多發(fā)點(diǎn)，而部分事故是由于塔吊基礎(chǔ)選擇不當(dāng)造成的。工程中正確選擇塔吊基礎(chǔ)不僅能節(jié)約成本，還能避免安全隱患。塔吊基礎(chǔ)可以分為固定式塔基和可移動塔基[1]，在塔吊拆除后，傳統(tǒng)的固定式塔吊基礎(chǔ)由于混凝土等級高、強(qiáng)度大，基礎(chǔ)破除困難，成本耗費(fèi)巨大[2]。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆基礎(chǔ)相比塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)具有以下優(yōu)勢。

1）安裝、拆除方便。裝配式基礎(chǔ)PC構(gòu)件在工廠加工完成，達(dá)到一定強(qiáng)度后，可直接運(yùn)至施工現(xiàn)場進(jìn)行構(gòu)件拼接和安裝，方便快捷；拆除時，將PC構(gòu)件之間的連接斷開即可，分解方便。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆基礎(chǔ)需進(jìn)行土方開挖、地基平整、澆筑墊層、磚胎模砌筑、防水施工、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)，施工工序多、流程繁瑣。

2）施工速度快。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆基礎(chǔ)混凝土澆筑完成需達(dá)到一定強(qiáng)度后，才能進(jìn)行塔身安裝，耗費(fèi)時間長；裝配式基礎(chǔ)PC構(gòu)件在施工現(xiàn)場拼裝后即可安裝塔身。

3）可重復(fù)利用。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆基礎(chǔ)為一次性使用，塔吊拆除后，現(xiàn)澆基礎(chǔ)無法周轉(zhuǎn)使用；而裝配式基礎(chǔ)可反復(fù)利用。

4）減少混凝土的使用，節(jié)省材料。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆基礎(chǔ)，每設(shè)置一臺塔吊，就需要澆筑一個鋼筋混凝土基礎(chǔ)；裝配式基礎(chǔ)可重復(fù)利用，減少了混凝土的使用，節(jié)省了鋼筋、水泥、沙子、石子等材料。

某項目臨時用地有限，無法找到滿足現(xiàn)場施工的鋼筋加工場臨時用地，只能在二標(biāo)段主樓地基位置設(shè)置鋼筋加工場并放置一臺塔吊，待二標(biāo)段開始施工時將鋼筋加工場移位并及時將塔吊拆除。若使用傳統(tǒng)的筏形基礎(chǔ)，塔機(jī)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度大，拆除時，基礎(chǔ)破除困難，成本耗費(fèi)巨大且造成大量鋼筋混凝土的資源浪費(fèi)，故選用裝配式塔式起重機(jī)基礎(chǔ)。

1 塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)

根據(jù)現(xiàn)場情況，塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)采用QTZ80塔機(jī)。基礎(chǔ)下部為天然地基，地基底土體為耕土。塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)總質(zhì)量48 t；上部配重20件，總質(zhì)量為44 t。見圖1和圖2。

圖2 裝配式基礎(chǔ)上部

2 裝配式基礎(chǔ)施工工藝

2.1 施工流程

塔吊基礎(chǔ)測量定位→塔吊地基處理→碎石墊層鋪設(shè)→砌筑磚胎模→混凝土墊層施工→安裝基礎(chǔ)中心件定位→安裝各配重件→安裝配重塊→安裝塔身。

2.2 施工方法

1）根據(jù)建筑物的控制線及塔吊基礎(chǔ)定位圖放出塔吊基礎(chǔ)的位置并做木樁進(jìn)行定位。

2）地基夯實(shí)。JGJ 197—2010《混凝土預(yù)制拼裝塔機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：地基承載力不應(yīng)低于80 kN/m2。本項目在施工中直接對地基進(jìn)行輾壓夯實(shí)處理，經(jīng)夯實(shí)后的地基高出自然地面100～200 mm，后澆筑混凝土墊層。

3）鋪設(shè)碎石。夯實(shí)后均勻鋪設(shè)級配碎石，碎石墊層厚度100 mm，，墊層尺寸為10 000 mm×10 000 mm×100 mm。

4）墊層澆筑?；A(chǔ)安裝的混凝土墊層尺寸為8 000 mm×8 000 mm×200 mm、強(qiáng)度等級為C20、水平高差≤5 mm、平整度≤5 mm?；炷翝矒v時，振動棒應(yīng)快插慢拔，防止漏振，充分振搗密實(shí)，特別應(yīng)注意預(yù)埋螺栓處混凝土振搗質(zhì)量，在振搗完畢后，混凝土表面二次壓光，防止出現(xiàn)收縮裂縫。墊層混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上可安裝基礎(chǔ)?；A(chǔ)構(gòu)件組合集成后采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉固定，基礎(chǔ)與塔機(jī)由螺栓垂直連接。

5）配件安裝。塔吊中心件位于基礎(chǔ)墊層中心位置，安裝過程中應(yīng)注意墊層的保護(hù)[3]。保證安裝后構(gòu)件的高差和平整度滿足要求。塔吊連接件、小尾件和大尾件安裝時應(yīng)將構(gòu)件吊起，與已就位的構(gòu)件靠近并將凸件插入凹槽，與就位構(gòu)件的間隙＜10 mm，構(gòu)件高差≤2 mm。安裝完成后配裝16/20塊配重，在四個端部各裝4/5塊；另在安全的前提下多裝4塊配重，分布在塔吊基礎(chǔ)的四個端部。見圖3。

圖3 裝配式基礎(chǔ)構(gòu)件安裝模型

基礎(chǔ)在設(shè)計時采用了混凝土咬合抗剪及定位（可拆卸）鋼抗剪軸（雙向）。安裝時必須將凹件（抗剪）內(nèi)涂抹防銹油脂，當(dāng)中心件安裝就位后設(shè)專人將鋼抗剪凹件裝置逐一涂抹，將抗剪軸插入凹件之中并用錘輕輕敲打并與中心件對應(yīng)安裝靠攏，以此類推，直到全部構(gòu)件安裝完畢（抗剪軸設(shè)專人操作，不能遺漏）。通過預(yù)埋擴(kuò)張裝置，在外力的作用下，使構(gòu)件之間分離至30 mm以上后，逐一吊裝。基礎(chǔ)拆除前，將預(yù)應(yīng)力鋼絞線拆除；基礎(chǔ)拆除時應(yīng)將抗剪軸輕輕敲打取出，用專用箱保管以免丟失。

6）鋼絞線張拉。張拉前，備380 V電源線、張拉機(jī)、油泵、小刀、膠帶、水平尺，按要求配備擠壓好的鋼絞線、錨具、鋼墊板、黃油。檢查各構(gòu)件的中心位置是否在軸線上，如有偏差用撬棍頂壓，保證各構(gòu)件在同一軸線位置。穿鋼絞線時將承壓板貼緊張拉端和固定端件的孔道，逐根穿入鋼絞線，張拉端外露的鋼絞線PE管截取備用。待一切就緒，接好有繃帶電源，開始試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查千斤頂工作性能是否良好。構(gòu)件在水平合攏時不裝工作錨具，使用千斤頂頂住成壓板，端平千斤頂，啟動油泵，千斤頂工作，利用鋼絞線拉力把構(gòu)件合攏，直到構(gòu)件垂直、無間隙，然后退張。正式張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計的預(yù)應(yīng)力值，嚴(yán)格控制油泵壓力表讀數(shù)，起初一根張拉力稍大，規(guī)定鋼絞線張拉力為130 kN，油表讀數(shù)26 MPa，逐漸張拉力減少到標(biāo)準(zhǔn)值24 MPa，使每根鋼絞線受力一致，張拉完后，再復(fù)查鋼絞線受力是否相同。

7）配重安裝。將20件配重塊依次吊裝在基礎(chǔ)構(gòu)件上。見圖4。

圖4 裝配式基礎(chǔ)上部配重

8）塔式起重機(jī)安裝。當(dāng)準(zhǔn)備安裝的塔吊與基礎(chǔ)為地腳連接時，應(yīng)提前將與基礎(chǔ)連接的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)運(yùn)至工地；基礎(chǔ)安裝完畢，將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝在基礎(chǔ)地腳上并校正找平，完成螺栓緊固[4]。基礎(chǔ)在安裝過程中采用經(jīng)緯儀分別從兩個垂直的方向復(fù)測定位框的位置，確保固定基節(jié)安裝后水平度偏差＜1/750，塔身中心線與水平面的垂直度偏差＜1.5/1 000[5]。

3 裝配式基礎(chǔ)施工注意事項

1）使用時，遇極端天氣（豐水期）造成基礎(chǔ)浸沒雨水中時，應(yīng)及時將積水排除，未排除前嚴(yán)禁塔吊作業(yè)，以防因地基承載力、水浮力造成自重減輕及壓縮模量改變，產(chǎn)生不均勻沉降。

2）塔機(jī)的避雷裝置宜在基礎(chǔ)施工時預(yù)埋好，塔機(jī)的避雷針焊接相連，焊接橫截面≮16 mm2；接地件至少插入地面以下1.5 m。

3）塔吊基礎(chǔ)混凝土應(yīng)在四角設(shè)置沉降觀測點(diǎn)并完成初始高程測設(shè)，在上部結(jié)構(gòu)安裝前再測一次，以后在上部結(jié)構(gòu)安裝后每半月測設(shè)一次，發(fā)現(xiàn)過大、過快、不均勻沉降等異常情況，應(yīng)立即停止使用。

4）基礎(chǔ)安裝、拆除時，施工單位應(yīng)保證現(xiàn)場道路無障礙物，重載車輛能順利進(jìn)入或駛出施工現(xiàn)場；塔吊拆除后、基礎(chǔ)拆除前，將壓重料清除，達(dá)到退張、拆卸、吊裝條件。

4 結(jié)論

1）裝配式塔機(jī)基礎(chǔ)施工前，施工單位應(yīng)提前介入，及時與設(shè)計、裝配式構(gòu)件生產(chǎn)廠家溝通，進(jìn)行構(gòu)件深化設(shè)計，避免后期各種不可控問題，影響施工進(jìn)度。

2）構(gòu)件拆分盡可能少規(guī)格、多組合，減少構(gòu)件種類，降低建造成本；同時需要考慮機(jī)械設(shè)備吊運(yùn)能力。

3）施工前分析場地條件及地形限制，及時找到適合項目自身的塔機(jī)及基礎(chǔ)。

4）塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)及塔機(jī)型號應(yīng)提前選定，避免影響施工進(jìn)度。

5）塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)要注意施工流程及方法，重程序、重技術(shù)、重工藝。