塔機預(yù)制拼裝式基礎(chǔ)的設(shè)計與施工技術(shù)

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(fā)展的局面。而塔機作為現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑的主要施工機械之一，也在建筑機械行業(yè)中占據(jù)越來越大的比重。

我國建筑塔機固定式基礎(chǔ)耗費巨大早已是不爭的事實?！吨袊ㄔO(shè)報》2000年曾撰文介紹說：“據(jù)測算，這種基礎(chǔ)處理方式若繼續(xù)使用10年，按照現(xiàn)在的塔機發(fā)展趨勢，我國每年用于塔機基礎(chǔ)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(yù)期，預(yù)計中國塔機行業(yè)“十二五”末年銷售總量將達到10萬臺，呈穩(wěn)定稍快增長趨勢，相應(yīng)的塔機基礎(chǔ)原材料和人工的耗費更是成倍數(shù)增長。因此，隨著科學研究和工程技術(shù)領(lǐng)域的不斷開拓和發(fā)展,開發(fā)設(shè)計新型環(huán)保型塔機基礎(chǔ)成為時代發(fā)展的迫切需要。

1 預(yù)制拼裝式基礎(chǔ)的設(shè)計

1.1 預(yù)制拼裝式基礎(chǔ)的特點

預(yù)制拼裝式基礎(chǔ)(圖1)是建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的產(chǎn)物，用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土塔機基礎(chǔ),是一種模塊化、預(yù)制、不殘留建筑垃圾的環(huán)保型塔機基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)把整體的塔機基礎(chǔ)砼塊化整為零，變整體現(xiàn)澆為組合式預(yù)制構(gòu)件，其制作、安裝簡便，現(xiàn)場拼裝工期短，可重復(fù)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(xiàn)一基多用，節(jié)約成本，符合我國節(jié)能減排的長遠國策，值得推廣應(yīng)用。

圖1 預(yù)制拼裝式基礎(chǔ)

1.2 預(yù)制拼裝基礎(chǔ)設(shè)計路線

預(yù)制拼裝基礎(chǔ)設(shè)計路線通過采用創(chuàng)新的設(shè)計思路，并控制拼裝基礎(chǔ)的8項關(guān)鍵點，保證了基礎(chǔ)的強度、穩(wěn)定性與重復(fù)使用性，如圖2所示。

1.3 預(yù)制拼裝式基礎(chǔ)的組成

徐工塔機產(chǎn)品于2012年開始使用預(yù)制拼裝式塔機基礎(chǔ)。此型式基礎(chǔ)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(chǎn)品具有通用性。預(yù)制拼裝式塔機基礎(chǔ)由C40強度等級預(yù)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(gòu)件組成，如圖3所示。基礎(chǔ)的整體聯(lián)接采用分散高強低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉，使整個基礎(chǔ)為全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，在基礎(chǔ)梁上對應(yīng)不同型號的塔機相應(yīng)型號的預(yù)埋地腳螺栓孔，用地腳螺栓與塔機基礎(chǔ)節(jié)聯(lián)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(yù)制拼裝式基礎(chǔ)設(shè)計路線

圖3 預(yù)制拼裝式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成

2 預(yù)制拼裝式基礎(chǔ)的現(xiàn)場施工技術(shù)

2.1 預(yù)制拼裝式塔基安裝施工前的要求

1)獲取預(yù)制塔基安裝位置的地質(zhì)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(yù)制塔基設(shè)計要求。如果地基承載力特征值不滿足要求，應(yīng)先進行地基處理，地基處理后，地基承載力特征值經(jīng)檢驗符合上述要求后方可施工基礎(chǔ)混凝土墊層。

2)按照預(yù)制塔基設(shè)計要求的平面尺寸和根據(jù)地質(zhì)勘察報告確定的基礎(chǔ)埋深開挖基坑?；拥撞科矫娉叽纾?400mm×7400mm～7800mm×7800mm。

3)基坑開挖后，應(yīng)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(yīng)加強基坑底部的保護，盡快澆筑混凝土墊層。

4)澆筑基礎(chǔ)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(yīng)保證水平，表面平整度誤差應(yīng)不大于1/1000。

5)養(yǎng)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(yù)制塔基安裝現(xiàn)場使用的道路應(yīng)暢通，保證運輸預(yù)制塔基構(gòu)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(chǔ)安裝位置附近，墊層上鋪筑的黃砂運輸至基坑邊緣。

8)基礎(chǔ)周圍3m內(nèi)應(yīng)有可靠排水設(shè)施，防止基礎(chǔ)被水浸泡。

2.2 預(yù)制拼裝式塔基基礎(chǔ)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(diào)整混凝土墊層施工的水平誤差，減少基礎(chǔ)安裝時底部摩阻力，便于調(diào)整基礎(chǔ)位置。砂墊層的厚度要求10～20mm，砂墊層表面應(yīng)找平，水平誤差不大于1/1000。

2）吊裝預(yù)制構(gòu)件?；A(chǔ)中心件應(yīng)位于正方形混凝土墊層的中心位置，安裝方向保證預(yù)制基礎(chǔ)兩個正交方向的主軸與正方形基礎(chǔ)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(gòu)件安裝高差、平整度滿足設(shè)計要求。

3）依次吊裝過渡件1、過渡件2、端件，按預(yù)制基礎(chǔ)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(gòu)件吊起，與已就位構(gòu)件靠近并使吊裝件和就位件上的鋼抗剪鍵對齊，穩(wěn)住構(gòu)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(yù)制基礎(chǔ)預(yù)留孔道內(nèi)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(yīng)注意鋼絞線保護，不可硬穿，而導(dǎo)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(gòu)件合攏到構(gòu)件間垂直面無間隙，然后退張。根據(jù)設(shè)計的預(yù)應(yīng)力值，嚴格控制油泵壓力表讀數(shù)，起初一根張拉力稍大，使鋼絞線張拉力達到規(guī)定值。逐漸張拉力減少到標準值，應(yīng)均勻?qū)ΨQ張拉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，如不相同再進行補張拉調(diào)整。

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

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

3 預(yù)制拼裝式塔基施工后的維護

1）預(yù)制基礎(chǔ)安裝完成后應(yīng)在基礎(chǔ)周邊砌筑維護墻。

2）基礎(chǔ)維護墻內(nèi)應(yīng)按要求回填配重材料。配重材料的容量不低于15kN/m3，應(yīng)保證回填配重材料的總重不低于設(shè)計要求，同時應(yīng)保證塔基使用過程中配重材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在雨水沖刷下不流失。

3）塔機基礎(chǔ)安裝完畢后，應(yīng)盡快安裝配重件并回填壓重，確保塔基和壓重總重滿足設(shè)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(chǔ)圍護墻是否是有損壞并保證其外緣3m以內(nèi)有無積水，以防浸泡地基。設(shè)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(fā)現(xiàn)偏差超出2‰應(yīng)及時通知處理。

5）定期檢查塔機與基礎(chǔ)的地腳螺栓，發(fā)現(xiàn)松動及時復(fù)緊，螺母復(fù)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(fā)現(xiàn)銹蝕及時更換，外露的金屬構(gòu)件涂刷防銹漆。

6）預(yù)制塔基構(gòu)件每次使用后，應(yīng)進行以下維護保養(yǎng)：①鋼絞線應(yīng)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(yù)制基礎(chǔ)各構(gòu)件在每次使用后和使用前應(yīng)進行全面檢查?；A(chǔ)預(yù)制件如出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)性破損，應(yīng)進行修補后方可繼續(xù)使用；如出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破損，預(yù)制構(gòu)件應(yīng)報廢處理。

4 結(jié) 語

采用混凝土預(yù)制拼裝多用塔機基礎(chǔ)有利于構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，完全符合國家節(jié)能減排建設(shè)方針，具有很高的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，值得推廣。新節(jié)能技術(shù)研究也是塔機行業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向，在當今建筑業(yè)講究科學發(fā)展的進程中，環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品始終是建筑業(yè)發(fā)展追求的目標,是未來塔基發(fā)展的方向。