深基坑塔吊基礎(chǔ)選型的研討及分析

陳翔

【摘 要】本文分析了傳統(tǒng)地下室底板塔吊基礎(chǔ)的不足，結(jié)合新建開天大廈工程項(xiàng)目實(shí)際案例，介紹和分析了深基坑組合式塔吊基礎(chǔ)的技術(shù)要點(diǎn)，同時(shí)對(duì)組合式塔吊基礎(chǔ)相對(duì)于傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)的優(yōu)勢進(jìn)行了分析，認(rèn)為對(duì)深基坑塔吊基礎(chǔ)的合理選型，特別是深基坑中塔吊基礎(chǔ)選用組合式塔吊基礎(chǔ)優(yōu)勢明顯，值得重視。

【關(guān)鍵詞】深基坑；組合式；基礎(chǔ)選型

隨著經(jīng)濟(jì)、科技、技術(shù)的不斷發(fā)展，雖然我公司為地方性的一級(jí)房屋建筑工程總承包企業(yè)，但在城市快速發(fā)展的需求下，建（構(gòu)）筑物不斷地在往更高和更深發(fā)展，相應(yīng)的對(duì)施工技術(shù)的要求也越來越高，施工難度不斷呈現(xiàn)上升的趨勢。本文即是對(duì)建（構(gòu)）筑物深基坑及小高層施工時(shí)所必不可少的垂直運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備--塔吊的基礎(chǔ)選型的研討與分析。

作為我公司技術(shù)科的科室人員，在審閱技術(shù)方案的時(shí)候，特別是塔吊基礎(chǔ)方案時(shí)，傳統(tǒng)的地下室底板塔吊基礎(chǔ)的應(yīng)用越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代建筑基坑深度的需求。主要反映在如下幾個(gè)方面：

1、施工難度大、要求高

地下室底板塔吊基礎(chǔ)的施工工藝必須在整體地下室大開挖前進(jìn)行布置施工。在達(dá)到一定基坑深度的時(shí)候，該塔吊基礎(chǔ)的布置必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的基坑圍護(hù)方案，如果圍護(hù)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)不當(dāng)，因該塔吊基礎(chǔ)布置于地下車庫樁基當(dāng)中，很可能造成地下車庫工程樁樁位的偏移、扭轉(zhuǎn)、甚至折斷現(xiàn)象。

2、安全系數(shù)低、應(yīng)用成本大

應(yīng)用地下室底板塔吊基礎(chǔ)時(shí)，因該傳統(tǒng)工藝為地下施工工藝，施工時(shí)需作業(yè)人員進(jìn)入塔吊基礎(chǔ)基坑中作業(yè)，一旦基坑圍護(hù)不當(dāng)，降水措施不到位，一有險(xiǎn)情將是重大安全事故，安全系數(shù)低。而且在實(shí)際的應(yīng)用過程中，基坑圍護(hù)方案的設(shè)計(jì)、專家認(rèn)證及施工將是一筆不小的開支，地下室底板塔吊基礎(chǔ)施工時(shí)的人、機(jī)、物是另一筆開支，再加上最后拆除塔吊時(shí)，對(duì)塔吊本身的切割，該節(jié)的報(bào)廢損失等?？梢妭鹘y(tǒng)的地下室底板塔吊基礎(chǔ)應(yīng)用，在經(jīng)濟(jì)上也不十分理想。

發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。發(fā)現(xiàn)不合理，改善之。懷著"精益求精、不斷探索"的精神，通過書籍、網(wǎng)絡(luò)及經(jīng)驗(yàn)豐富的老前輩的指導(dǎo)、點(diǎn)撥，以及軟件計(jì)算、理論論證，終于通過了在公司內(nèi)部具有一定深度規(guī)模的基坑中應(yīng)用組合式塔吊基礎(chǔ)的決定。并在我公司新建開天大廈項(xiàng)目中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用操作。

一、項(xiàng)目概況

本工程總用地面積7408.69m2，總建筑面積40796.6m2，地上建筑面積：29597.03m2，地下建筑面積：10765.53m2，基底面積：2376.58 m2，商業(yè)建筑面積：2908.06 m2，服務(wù)建筑面積：3892.08 m2，辦公建筑面積：22796.89 m2，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下2層，地上25層，其中裙房3層，建筑總高度98.9m。

本工程±0.000相當(dāng)于吳淞高程4.5m，設(shè)計(jì)室內(nèi)外高差為0.3m，場地自然地坪標(biāo)高為-0.46m，地下室底板頂標(biāo)高為-9.0m和-9.5m，底板厚1800mm、800mm，地下二層頂標(biāo)高為-5.1m，地下室一層頂標(biāo)高為-0.8m、-0.05m。

二、塔吊設(shè)置

在基坑土方開挖前，安裝1臺(tái)QTZ125（TC6015A-10）型塔式起重機(jī)，生產(chǎn)廠家為長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司，安裝高度為108m，臂長60m，自下而上為1節(jié)支腿固定基節(jié)MQQ、1節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)MQQ、4節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)MQ、32節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)M，滿足基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)施工階段的垂直運(yùn)輸及水平運(yùn)輸，本塔吊初始安裝節(jié)數(shù)為8節(jié)，初始安裝高度小于25米。

三、塔吊所在位置土質(zhì)地質(zhì)情況

塔吊處在F-F'上JT02與JT04之間的位置，JT02與JT04之間的土層起伏變化不大，立柱樁計(jì)算時(shí)以JT02的地質(zhì)情況進(jìn)行計(jì)算；

樁頂標(biāo)高為-9.7m，樁底標(biāo)高為-46.3m，樁長37m。

樁入各層土的深度為：○3層0.56m，○51-1層10m，○51-2層4.5m，○62.4m，○71層5m，○72-1層12.1m，○72-2層2.44m。

根據(jù)勘察結(jié)果，本場地發(fā)現(xiàn)明浜、暗浜存在。其中明浜寬14m左右，浜底淤泥厚度約1m。暗浜分布范圍較廣，暗浜寬度為40～50m。本工程擬建辦公樓、裙樓全部及地下車庫大部受到其影響。

四、塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本工程±0.000相當(dāng)于吳淞高程4.5m，場地自然地坪標(biāo)高為-0.46m，地下水位標(biāo)高為-1.0m，地下室底板頂標(biāo)高為-9m，底板厚800mm，塔吊基礎(chǔ)平臺(tái)采用鋼平臺(tái)，平臺(tái)設(shè)置在地下室頂板上1.2m，鋼平臺(tái)下為型鋼格構(gòu)柱，格構(gòu)柱樁采用砼灌注樁，格構(gòu)柱穿地下室底板和頂板部位加設(shè)止水鋼板，砼一次性澆筑，不留施工縫，塔吊使用完畢拆除時(shí)，割除穿板部位格構(gòu)柱。

通過計(jì)算及專家認(rèn)證并適當(dāng)修改后，該方案滿足了各項(xiàng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等要求，可以應(yīng)用于實(shí)際工程。

六、格構(gòu)柱施工要點(diǎn)（工程經(jīng)驗(yàn)）

1、格構(gòu)柱錨入樁基中的長度不小于2000mm，并需增加箍筋和主筋數(shù)量，確保焊接質(zhì)量樁混凝土等級(jí)不小于C30；

2、吊（插）入樁孔時(shí)，應(yīng)控制鋼構(gòu)柱的垂直與水平二個(gè)方向的偏位。特別需防止?jié)矒v混凝土后鋼構(gòu)柱的偏位，施工方案中必須有防偏位措施（采用模具等定位方法）。

3、鋼構(gòu)柱應(yīng)在工廠制作，成品后運(yùn)往工地?，F(xiàn)場焊接水平桿與斜撐桿（柱間支撐）等構(gòu)件，必須持有焊接上崗證，原則上仍應(yīng)由生產(chǎn)廠家派員施焊。

4、單肢鋼構(gòu)柱內(nèi)部需留有足夠空間，澆搗混凝土中應(yīng)采取有效手段保證混凝土的填充率達(dá)到95%以上。

5、開挖土方時(shí)，塔機(jī)鋼構(gòu)柱周圍的土方應(yīng)分層開挖，鋼構(gòu)柱之間的水平與斜撐桿（或柱間支撐），連接板等構(gòu)件，必須跟隨挖土深度而及時(shí)設(shè)置并焊接。

6、鋼構(gòu)柱露出端頂部設(shè)置承壓板的，校水平后進(jìn)行承壓板剛性定位，焊接后四塊承壓板的上表面平面度不大于1/500。

7、塔機(jī)使用中，要經(jīng)常觀察鋼筋混凝土連接塊的變形情況；經(jīng)常觀察地腳螺栓松動(dòng)情況，隨時(shí)擰緊；經(jīng)常觀察塔機(jī)的垂直度，發(fā)現(xiàn)超差及時(shí)糾正。

七、組合式塔吊基礎(chǔ)的優(yōu)勢：

1、對(duì)實(shí)體工程影響小、可操作性強(qiáng)、施工安全性好

組合式塔吊基礎(chǔ)不需要在整個(gè)地下室工程土方大開挖前進(jìn)行土方開挖，避免了傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)施工時(shí)對(duì)地下室工程樁的擾動(dòng)影響，對(duì)實(shí)體工程的影響少，幾乎無影響。由于組合式塔吊基礎(chǔ)的格構(gòu)柱與最上一節(jié)鋼筋籠是一同安裝的，故已經(jīng)不需要在地下進(jìn)行施工，格構(gòu)柱及塔吊的組裝都在地面上進(jìn)行，完全避免了地下施工所可能帶來的安全隱患，并且在地上施工可以避免地下施工工作面受限的影響，操作性強(qiáng)、安全性好。

2、經(jīng)濟(jì)性好、節(jié)約工期

組合式塔吊基礎(chǔ)很好地體現(xiàn)了其經(jīng)濟(jì)性。首先，該塔吊形式無需另外進(jìn)行針對(duì)塔吊基礎(chǔ)施工的基坑圍護(hù)施工，因而也無需進(jìn)行針對(duì)此塔吊基礎(chǔ)基坑圍護(hù)的專家認(rèn)證。其次，組合式塔吊基礎(chǔ)的塔吊基礎(chǔ)為灌注樁+格構(gòu)柱+鋼平臺(tái)，不同于傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)的灌注樁+鋼砼基礎(chǔ)，鋼砼基礎(chǔ)無法進(jìn)行再利用，但是作為鋼平臺(tái)的再利用是毫無問題的。傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)拆除時(shí)需要切割塔吊自身構(gòu)件，而組合式塔吊基礎(chǔ)需要切除的是格構(gòu)柱，對(duì)塔吊本身的構(gòu)件毫無影響。可見組合式塔吊基礎(chǔ)比傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)性要好。

此外由于組合式塔吊基礎(chǔ)初期沒有自身原因需要提前進(jìn)行土方開挖以及基坑圍護(hù)方案的設(shè)計(jì)、專家認(rèn)證、施工，故在工期上相比傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)能夠做到節(jié)約。

組合式塔吊基礎(chǔ)除灌注樁外主要為格構(gòu)柱及鋼構(gòu)平臺(tái)，構(gòu)件安裝主要為焊接，而傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)為鋼砼基礎(chǔ)，包括鋼筋、模板的制作安裝和混凝土的澆筑養(yǎng)護(hù)，在具體塔吊基礎(chǔ)施工時(shí)，組合式塔吊基礎(chǔ)施工在工期上優(yōu)勢明顯。

3、塔吊基礎(chǔ)選型界限

通過實(shí)際運(yùn)用及過往項(xiàng)目應(yīng)用中的比較，組合式塔吊基礎(chǔ)相對(duì)傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)專業(yè)多，施工過程復(fù)雜，現(xiàn)場焊接工程量大，施工質(zhì)量要求高。組合式塔吊基礎(chǔ)在施工時(shí)的每個(gè)環(huán)節(jié)都須確保質(zhì)量，嚴(yán)格實(shí)行驗(yàn)收制度，并且在施工過程中，需要加強(qiáng)監(jiān)測，初裝高度低，應(yīng)盡早附墻。

并且通過與過往傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)比較，其綜合性價(jià)比在深基坑埋深達(dá)到5米時(shí)為兩者之間的臨界值。在5米內(nèi)的深基坑選用傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)時(shí)其綜合性價(jià)比比組合式塔吊基礎(chǔ)有優(yōu)勢，傳統(tǒng)塔吊基礎(chǔ)施工簡單、直觀、焊接工程量小、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢明顯。

結(jié)束語

綜合本文以上分析認(rèn)為：隨著深基坑深度的不斷發(fā)展，在深基坑中塔吊基礎(chǔ)的選型也正在成為各方關(guān)注的問題之一。這不僅僅是因?yàn)樯罨又兴趸A(chǔ)選型與建筑工程深基坑施工質(zhì)量、工期及安全性存在緊密的關(guān)系，更是因?yàn)檎_的深基坑塔吊選型會(huì)對(duì)工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生非常直接的影響。故而，在深基坑施工過程當(dāng)中，應(yīng)用科學(xué)合理的塔吊基礎(chǔ)選型，對(duì)深基坑工程的安全、質(zhì)量和資金是非常關(guān)鍵的。圍繞以上思路，本文結(jié)合新建開天大廈工程項(xiàng)目實(shí)際案例，對(duì)深基坑中塔吊基礎(chǔ)的合理選型進(jìn)行了系統(tǒng)分析與探討，望能夠?yàn)橥惞こ虒?shí)踐作業(yè)的開展提供一定的參考與幫助。

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