一種山區(qū)塔式起重機(jī)基礎(chǔ)處理方法

張立軍 陳 駿 陳 誠(chéng)

(中交二航局，湖北 武漢 430040)

一種山區(qū)塔式起重機(jī)基礎(chǔ)處理方法

張立軍 陳 駿 陳 誠(chéng)

(中交二航局，湖北 武漢 430040)

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

塔式起重機(jī)，安裝位置，基礎(chǔ)處理，抗傾覆驗(yàn)算

1 工程概況

湖北恩施至來(lái)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(diǎn)與滬渝高速相接，向南接包茂高速、杭瑞高速，路線(xiàn)全長(zhǎng)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?yàn)橐蛔菏綐?，左?3跨，右幅14跨，下構(gòu)為樁基、柱式墩、矩形墩及重力式橋臺(tái)，上構(gòu)為40 m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T梁，先簡(jiǎn)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(dú)立式塔式起重機(jī)作為左右幅8號(hào)，9號(hào)，10號(hào)共6個(gè)橋墩的起吊機(jī)具。施工環(huán)境見(jiàn)圖1。

2 塔式起重機(jī)安裝位置選擇

2.1 墩臺(tái)施工主要參數(shù)

匠科大橋左右幅9號(hào)墩，10號(hào)墩為薄壁矩形墩，墩高29.2 m～38.6 m，左右幅8號(hào)墩為圓柱墩，墩高18.8 m～23.6 m，橋梁計(jì)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(jī)基本參數(shù)

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

表1 65 m臂起重性能特性表

2.3 塔式起重機(jī)安裝位置選擇

需要同時(shí)施工左右幅8號(hào)，9號(hào)，10號(hào)橋墩，塔式起重機(jī)安裝于橋梁9號(hào)墩附近較合適。9號(hào)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(jiàn)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(wú)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(duì)橋墩施工中的掛架、模板、吊斗等進(jìn)行改裝，對(duì)生產(chǎn)效率有一定影響；方案2最大吊距能滿(mǎn)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(duì)比，最終采用方案2，通過(guò)對(duì)塔吊基礎(chǔ)適當(dāng)處理，可以滿(mǎn)足各項(xiàng)施工要求，同時(shí)大大提高生產(chǎn)效率。塔吊基礎(chǔ)平面布置圖見(jiàn)圖2。

3 塔式起重機(jī)基礎(chǔ)施工

塔式起重機(jī)安裝位置因樁基、承臺(tái)施工，已開(kāi)挖形成兩個(gè)工作平臺(tái)，其中左幅承臺(tái)工作面較右幅承臺(tái)工作面低5.4 m，基底均為微風(fēng)化灰?guī)r地質(zhì)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)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(tái)，共用部分尺寸為210 cm×300 cm，承臺(tái)高度2.5 m，考慮到承臺(tái)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(tái)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(shì)較低，立?，F(xiàn)澆混凝土澆至基礎(chǔ)底標(biāo)高，施工時(shí)在側(cè)面基巖面設(shè)置錨桿，以加強(qiáng)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(shí)，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(jī)整體抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算

施工中基礎(chǔ)邊長(zhǎng)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(shuō)明書(shū)，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(jiàn)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(jī)抗傾覆性驗(yàn)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(diǎn)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(mǎn)足要求。

5 結(jié)語(yǔ)

塔式起重機(jī)是目前施工中常見(jiàn)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(lái)高速公路匠科大橋在塔式起重機(jī)安裝過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，合理選擇安裝位置，并對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理，滿(mǎn)足了施工各方面的要求。

[1] JGJ 196-2010,建筑施工塔式起重機(jī)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(jī)使用說(shuō)明書(shū)[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(jí)工程師； 陳 誠(chéng)(1988- )，男，助理工程師

TH213.3

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