逆作法格構式塔吊基礎設計與施工

孫勇

【摘要】逆作法格構式塔吊基礎可以在基坑土方開挖前及時安裝使用，可以滿足基坑工程及地下室施工需求。本文以廣州某工程為例，介紹了這種塔吊基礎的設計與施工，可為類似工程提供參考。

【關鍵詞】深基坑；逆作法；格構式；塔機基礎

1、工程概況

某商業(yè)廣場項目位于廣州市沙河商貿(mào)區(qū)，總建筑面積為65108 m2：地上3層，地下2～3層，項目平面形狀大致為長條形，東西長約370米，南北寬23～65米。本項目地下室及基坑開挖分三期實施，兩層地下室分基坑開挖深度約8.40～10.20m；三層地下室基坑挖深約10.05～12.35m。項目周邊環(huán)境復雜，一、二期地下室基坑南北兩邊用地條件緊張，基坑坡頂邊距離用地紅線最近僅2.00米。毛石擋土墻已使用多年，局部出現(xiàn)變形破裂或坍塌。

根據(jù)工程基坑內(nèi)支撐、地下室結構、上部主體分布、建筑物高度，綜合考慮材料吊重需求，以及巖土地質狀況，本工程一共設置4臺QTZ80-6013A塔吊，其中2臺臂長60m，2臺臂長56m塔吊，以基本覆蓋整個施工區(qū)域（包括地下室及塔樓），并能滿足本工程材料垂直運輸需要。

2、塔吊基礎選型

塔吊盡量覆蓋整個施工區(qū)域，減少盲區(qū)。塔吊覆蓋鋼筋加工車間、木工加工車間、周轉架料堆場、鋼結構構件堆場等主要位置。塔吊最大起重量能滿足施工要求，塔吊安裝起重要求。保證每臺塔吊的工作效率，既不閑置又能滿足施工吊次的要求。充分考慮塔吊安裝和拆除所需空間，滿足塔吊安拆的要求。充分考慮到塔吊在高度和平面位置上的避讓，同時考慮到和周圍高層建筑之間的避讓，滿足設備安全運行的要求。

塔機的混凝土基礎形式有板式（矩形、方形等）、十字型、樁基及組合式基礎。塔機的基礎型式應根據(jù)工程地質、荷載大小與穩(wěn)定性要求、現(xiàn)場條件、技術經(jīng)濟指標及塔機制造商提供的塔機使用說明書等條件確定。

3、設計構造

3.1工程地質

本工程巖土層成因及工程特性自上而下綜合描述如下：第（1）層填土層厚1.30～3.8米；第（2）層粉質粘土、粘土；第（3）層 淤泥（淤泥質土）；層面埋深1.60～5.90米，層厚0.5～4.30米；第（4）層 粉質粘土、粘土；第（5）層 粉細砂、中粗砂；第（6）層 粉質粘土、粘土；第（7）層 粘性土、砂質粘性土；第（8）層 花崗巖。場區(qū)內(nèi)有多層含水豐富的砂層分布，地下水主要接受大氣降水、地表水及同層側向滲透補給，地下水補給源較豐富。場地水補給源較豐富，周邊地勢高，暴雨或急降雨極易形成暴流匯集于場地內(nèi)。

3.2塔吊基礎設計構造

下部為鉆孔灌注樁，樁徑1000mm，樁長不小于18m ，配主筋 10φ20、φ8@200螺旋箍（其中樁頂以下4米φ8@100加強螺旋箍，加φ12@2000定位箍），水下C30商品混凝土。

中部為格構柱，格構柱的截面尺寸為0.6m×0.6m，長度6m；主肢選用： 16#角鋼160×16 mm；綴板選用： 綴板選用： -20×520×350凈間距500；格構柱插入立柱樁6m，錨入塔吊承臺的長度為0.7m。鋼格構柱表面防腐處理：基坑隨土方逐層開挖，鋼格構柱電焊斜撐后逐層涂刷二度防銹漆。

上部與下部為塔吊承臺，承臺尺寸為5.5m×5.5m×1.35m，主筋上部為HRB400Φ20@200雙層雙向，下部為HRB400Φ22@150雙層雙向，拉結筋為HPB300φ10@500；在承臺澆筑同時，埋設塔吊基礎標準腳。承臺墊層采用100厚C15砼。

4、塔吊基礎施工

4.1立柱樁施工

塔吊基礎的立柱樁，采用Φ1000鉆孔灌注樁，樁長不小于18m。樁身混凝土強度等級為水下C30，樁頂標高比基坑底高100mm。立柱樁施工擬采用正循環(huán)回轉鉆進成孔，孔內(nèi)原土自然造漿護壁，正循環(huán)二次清孔除渣，導管回頂法灌注水下混凝土的施工工藝。

4.2格構樁施工

格構柱采用等邊角鋼和綴板焊接而成，格構柱截面為600×600，角鋼主肢選用： 16號角鋼160×16mm；綴板選用： -20×520×350凈間距500； 格構柱總長約15m，插入立柱樁深度≥6m，錨入塔吊承臺深度0.7m。格構柱采用160×16mm角鋼連接成整體。

格構柱施工流程：硬地坪上放出樁位縱橫軸線→鉆架定位校正→鉆孔→第一次清孔→安放鋼筋籠→格構柱安放校正→下導管→第二次清孔→水下砼灌注→待砼凝固→固定格構柱→ 起拔護筒管

4.3塔吊承臺施工

承臺尺寸為5.5×5.5×1.35m，強度等級C35，主筋上部為HRB400Φ20@200雙層雙向，下部為HRB400Φ22@150雙層雙向，拉結筋為HPB300φ10@500； 在施工混凝土承臺鋼筋時，在錨入承臺的四根格構柱上加焊鉚筋，每根角鋼焊2根Φ20鋼筋作為格構柱與承臺的錨固筋，以提高承臺的抗沖力。

4.4土方開挖

基坑開挖時需派專人指揮挖機或吊車，確保作到一挖機一指揮，注意對格構柱的保護。塔吊格構柱周邊1.0m范圍內(nèi)土方采用人工開挖的方式，嚴禁挖機碰撞格構柱。砼支撐拆除前，對挖機司機、班組、施工隊、分包單位進行書面交底，確保拆除時每臺鎬頭機作到一機一指揮，注意對塔吊格構柱的保護；塔吊格構柱周邊1.0m范圍內(nèi)支撐采用人工拆除，特別是與格構柱相臨較近的支撐。

4.5承臺施工

承臺尺寸為5.5×5.5×1.35m，強度等級C35，主筋上部為HRB400Φ20@200雙層雙向，下部為HRB400Φ22@150雙層雙向，拉結筋為HPB300φ10@500； 在施工混凝土承臺鋼筋時，在錨入承臺的四根格構柱上加焊鉚筋，每根角鋼焊2根Φ20鋼筋作為格構柱與承臺的錨固筋，以提高承臺的抗沖力。

4.6施工注意要點

鋼格構柱與灌注樁鋼筋焊接連接必須牢固，隨鋼筋籠就位后必須對鋼格構柱進行定位并加固，確保鋼格構柱的平面位置準確，以及避免在灌注樁混凝土施工過程中鋼格構柱上浮或下沉。

鋼格構柱穿過地下結構底板，必須在鋼格構柱的各角鋼上設置止水鋼板；穿過地下結構各層樓板時，頂板須在格構柱處留洞；穿過室外頂板時，除在頂板上留洞外，還須在洞口四周設置止水鋼板。

結語

在深基坑工程的施工中，越來越多地采用圍護樁加一道或多道支撐的圍護體系，由于周邊環(huán)境和空間的限制，使施工所需的塔吊布置困難。通過在廣州地區(qū)某商業(yè)廣場項目中的應用，證明逆作法格構式塔吊基礎安全性高、塔吊安裝方便，對深基坑工程的施工平面布置及施工安排更為有利。

參考文獻

[1] 《塔式起重機混凝土基礎工程技術規(guī)程》（JGJ/T 187-2009）

[2] 《建筑施工塔式起重機安裝、使用、拆卸安全技術規(guī)程》（JGJ196-2010）

[3] 《混凝土灌注高樁承臺塔基的研究與應用》 建筑安全，2010