格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)在建筑施工中的應(yīng)用

唐細(xì)明

莆田市荔城區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站

1 引言

在對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)的過程中，因?yàn)槭艿皆谢A(chǔ)承重能力較低影響與土方開挖活動(dòng)的影響，應(yīng)該將格構(gòu)式塔吊的基礎(chǔ)布控于基坑的最底層或者是基層的周邊。

2 研究背景

在城市快速建設(shè)、發(fā)展的過程中，可利用的土地資源正逐漸減少，這使得對(duì)于地下空間的運(yùn)用程度逐漸變高，因?yàn)楦駱?gòu)式塔吊附墻和其工作范圍問題的影響和基礎(chǔ)承重能力的標(biāo)準(zhǔn)，在過去通常將格構(gòu)式塔吊的根基布控在基坑底部或者是基坑周圍，常見的模式有三種：第一，格構(gòu)式塔吊的根基在地下室中和主體底板共同建設(shè)，在頂板上會(huì)預(yù)先留出供格構(gòu)式塔吊通過的孔洞；第二，將格構(gòu)式塔吊的根基布控在地下室中和頂板呈現(xiàn)平齊的狀態(tài)，而增固工作則利用鋼格構(gòu)柱來完成；第三，將格構(gòu)式塔吊的根基設(shè)置在地下結(jié)構(gòu)中、基坑底層或基坑周圍，在進(jìn)行回土工作以前設(shè)置擋土墻，從而構(gòu)成格構(gòu)式塔吊井。在將格構(gòu)式塔吊布置在地下結(jié)構(gòu)外、基坑底層或者基坑周圍時(shí)，在對(duì)格構(gòu)式塔吊基坑進(jìn)行回土施工以前必須在格構(gòu)式塔吊根基周圍布控?fù)跬翂?，在?duì)格構(gòu)式塔吊進(jìn)行應(yīng)用的整個(gè)過程中，必須將集水井和潛污泵布控在格構(gòu)式塔吊井中，以便不斷對(duì)其中的水進(jìn)行排放；必須在格構(gòu)式塔吊井的周圍設(shè)置一整圈防御設(shè)施，同時(shí)對(duì)格構(gòu)式塔吊井的井口處進(jìn)行密封處理，以免有人失足跌落；就算進(jìn)行不斷地排水工作，也無法避免格構(gòu)式塔吊的螺栓和基節(jié)等部件遭受到侵蝕，因?yàn)榫械木硾r是非常潮濕的，必須經(jīng)常派遣專人實(shí)施檢查和維修工作，相關(guān)工作人員在到達(dá)井中實(shí)施檢查、維修工作期間，也產(chǎn)生過人員傷亡的情況，其原因是擋土墻出現(xiàn)了坍塌問題；因?yàn)閾跬翂?qiáng)度的影響，其周邊空間中不能有堆載情況出現(xiàn)，使得其周圍的空間沒辦法得以有效應(yīng)用。

3 格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)施工簡述

如果將格構(gòu)式塔吊的根基布控在地下室的基坑中，在地下室外墻建設(shè)完畢以后，便開始對(duì)基坑實(shí)施回填處理，這樣便能夠避免由于不同方位土的壓力干擾到建筑的水平位移；保證建筑的根基部分和預(yù)先規(guī)劃保持一致，降低地表水對(duì)于根基和底板的損壞程度；另外還可以有效降低筒式保護(hù)墻內(nèi)水分對(duì)于塔吊底部和結(jié)構(gòu)的損害，同時(shí)，此種方式還可以有效降低格構(gòu)式塔吊根基的成本支出，在進(jìn)行后續(xù)拆除工作時(shí)也十分便捷。

3.1 工法

第一，通常是在基坑開挖之間實(shí)施格構(gòu)式塔吊根基和整體的裝配工作，保證在基坑和土方施工過程中便可以投入使用，以便減少施工所用時(shí)長，提高施工的速度；第二，在大部分情況下均是將格構(gòu)式塔吊布置在地下室內(nèi)，這就在很大程度上提升了格構(gòu)式塔吊回旋的覆蓋面，降低了覆蓋的盲區(qū)，從而有效提高了格構(gòu)式塔吊的施工成效；第三，目前，地下的水在持續(xù)上漲，使得格構(gòu)式塔吊根基構(gòu)造的降水量逐漸變少；第四，根基底板內(nèi)的止水環(huán)和鋼筋在持續(xù)增多，有效提高了底板對(duì)水的防御程度，減小了其針對(duì)根基底板造成的損害；第五，運(yùn)用維度被拓寬，能夠把它運(yùn)用到軟土和高地下承壓水位等惡劣的地質(zhì)環(huán)境中。

3.2 原理

在格構(gòu)式塔吊的根基中重點(diǎn)包括承臺(tái)、格構(gòu)式鋼柱以及鋼筋混凝土灌注樁，在開挖土方的初始階段，要保證以上三部分的穩(wěn)固度和施工標(biāo)準(zhǔn)相一致，然后才能開始裝配格構(gòu)式塔吊，待驗(yàn)收合格以后方可繼續(xù)使用。

4 格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的選用原則

在明確格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的厚度與截面積時(shí)，通常都是參照格構(gòu)式塔吊的應(yīng)用說明書和根基所在部分涂層的承重能力來決定的，其中格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)所埋的深度主要按照建筑構(gòu)造的模式和格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)與周圍地下室的鏈接方式來明確的，而格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)所安置的方位主要是按照地下室構(gòu)造的模式、格構(gòu)式塔吊和地上建筑的關(guān)聯(lián)形式、格構(gòu)式塔吊運(yùn)載材料的重量以及吊裝的范圍來決定的。針對(duì)常規(guī)的地基基坑來講，在明確格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的厚度與截面積時(shí)，通常都是參照格構(gòu)式塔吊的應(yīng)用說明書和根基所在部分涂層的承重能力來決定的，不需要運(yùn)用較為特別的基礎(chǔ)模式，其基礎(chǔ)可以是現(xiàn)澆鋼筋混凝土材料，還可是預(yù)制鋼筋混凝土材料的。如果遇到地基土質(zhì)強(qiáng)度不高，截面積沒辦法做到大尺寸時(shí)，其基礎(chǔ)需要設(shè)置成樁承臺(tái)的模式，從而有效提升基礎(chǔ)的抗傾斜能力與承重能力。如果遇到在深基坑中安置基礎(chǔ)，格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的建設(shè)無法做到預(yù)先施工的狀況，通常會(huì)選擇高樁承臺(tái)來作為格構(gòu)式塔吊的基礎(chǔ)，在樁的上方支撐部件可是鋼管柱形式、格構(gòu)柱形式還可以是鋼筋混凝土灌注樁形式，而樁頂部的承臺(tái)可做成十字鋼構(gòu)形式、十字梁形式、平滑混凝土形式還有矩形鋼構(gòu)形式。此外，當(dāng)布控在基坑周邊、基坑邊坡的方位以及格構(gòu)式塔吊的根基底比建筑根基要高時(shí)，會(huì)更適合運(yùn)用樁承臺(tái)格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)形式。如果應(yīng)用的是樁承臺(tái)格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)形式，則需要按照格構(gòu)式塔吊使用說明中登記的有關(guān)數(shù)據(jù)與格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的承重能力來進(jìn)行，從而保證格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的穩(wěn)固度。

5 方案設(shè)計(jì)

由于在開挖基坑時(shí)，挖掘的深度和面積都比較大，想要在基坑挖掘過程中對(duì)格構(gòu)式塔吊構(gòu)造進(jìn)行良好運(yùn)用，在施工期間通常會(huì)運(yùn)用到鋼格構(gòu)、灌注樁以及鋼筋混凝土格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)形式。將格構(gòu)式塔吊的運(yùn)用方式、參數(shù)與現(xiàn)場報(bào)告進(jìn)行融合，核算得出灌注樁四根，它的直徑鉆孔是0.9m，樁的長度為25.5m，其間的距離應(yīng)保持在4.2m。樁中的鋼筋為20根并呈豎向排列，其直徑是25mm，螺旋箍筋的直徑為10mm，通常來講都會(huì)把鋼筋間的距離保持與110mm上，其剩余間距則設(shè)置成200mm；樁體中格構(gòu)柱錨的嵌入長度是3m，另外還要與主筋間實(shí)施良好的鏈接。在格構(gòu)柱內(nèi)角鋼的體積為180×180×18，截面的面積為530×530，綴板為480×380×14，其間的距離保持在800，其型號(hào)為Q235B，其間的距離每到2m時(shí)就要布控一道25a的斜撐和平撐。格構(gòu)柱頂部的形式為長6m×寬6m×高1.8m 的格構(gòu)式塔吊根基，其材質(zhì)為鋼筋混凝土，構(gòu)造柱錨承臺(tái)的長度為1m，C35 級(jí)是其混凝土的強(qiáng)度，基礎(chǔ)上鋼筋之間的距離為150mm，拉鉤的直徑需要控制在16mm，控制器之間的距離為600mm，在基礎(chǔ)灌注以前實(shí)施格構(gòu)式塔吊預(yù)埋件的預(yù)埋。

6 格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)計(jì)算

在對(duì)格構(gòu)式塔吊的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)期間，需要由專門的設(shè)計(jì)師對(duì)下述五項(xiàng)內(nèi)容展開核算：第一，對(duì)格構(gòu)式塔吊的承重進(jìn)行核算：包括傾覆力矩、豎向力、所有格構(gòu)柱的受力情況（格構(gòu)柱的豎向力和其定水平剪力）、格構(gòu)式塔吊的水平力。第二，對(duì)格構(gòu)式塔吊的承臺(tái)進(jìn)行核算：其中重點(diǎn)包含截面主筋、彎矩以及斜截面等環(huán)節(jié)上的核算。第三，對(duì)單獨(dú)一枝格構(gòu)柱的截面進(jìn)行核算：其中包括格構(gòu)柱的力學(xué)數(shù)據(jù)、平面中的強(qiáng)度、穩(wěn)固度、剛度等部分上的核算。第四，對(duì)格構(gòu)柱的基礎(chǔ)進(jìn)行核算：其中包括基礎(chǔ)平面中的強(qiáng)度、基礎(chǔ)力學(xué)的數(shù)據(jù)、剛度以及整個(gè)基礎(chǔ)的穩(wěn)固性等進(jìn)行核算。第五，對(duì)格構(gòu)式塔吊樁進(jìn)行核算：其中包括樁在豎向上的最大承重力和配筋等部分的核算，其中在配筋上的核算又包括：樁抗壓鋼筋方面的核算、樁受拉鋼筋方面的核算以及樁構(gòu)造配筋上的核算。

7 格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用

7.1 格構(gòu)柱的位置選取

在對(duì)鋼筋籠和格構(gòu)柱進(jìn)行位置確定與焊接工作時(shí)，想要確保格構(gòu)柱方位確定和裝配上的垂直程度，防止在裝配格構(gòu)柱期間出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)問題，就需要在裝配期間布控定位導(dǎo)向架。該項(xiàng)目導(dǎo)向架設(shè)置的高度是15m，其架構(gòu)的主體是利用14＃槽鋼拼湊焊接而成的。導(dǎo)向架內(nèi)的定位孔和便距離格構(gòu)柱的長度為5cm，主要起到對(duì)螺栓的鏈接作用與柱位的調(diào)節(jié)作用。在裝配格構(gòu)柱期間，需要把吊升的格構(gòu)柱投放到?jīng)_孔灌注樁的鋼筋籠中，在放下的過程中不宜著急，以免觸碰到鋼筋籠。在放下鋼筋籠期間，需要利用靠尺來測量與調(diào)節(jié)鋼筋籠和孔壁之間的間距，確保格構(gòu)柱裝配的方位達(dá)到項(xiàng)目規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)。將格構(gòu)柱調(diào)節(jié)完畢以后，必須將固定螺栓進(jìn)行實(shí)時(shí)加固，以免出現(xiàn)位移的情況，同時(shí)利用混凝土對(duì)格構(gòu)柱進(jìn)行加固。

7.2 對(duì)格構(gòu)式塔吊的固定節(jié)進(jìn)行預(yù)埋處理

按照TC6513 與TC6012 塔式起重機(jī)說明書中的介紹，基座和塔身利用固定節(jié)預(yù)埋的鏈接模式，固定節(jié)的大小在165cm×165cm×140cm，將其預(yù)埋到承臺(tái)中的長距是105cm 承臺(tái)之外的長度是35cm，在對(duì)地下室中的樓板進(jìn)行施工期間，要留出330cm×330cm 的孔洞，在留出的孔洞周圍的垂直方向上布控上鍍鋅鋼絲網(wǎng)，其層數(shù)為三層，拉設(shè)的厚度在3㎜、寬度是層雙向<）>加強(qiáng)筋，混凝土的強(qiáng)度需要選擇C40。

7.3 下承臺(tái)的施工

在對(duì)下承臺(tái)進(jìn)行施工期間，格構(gòu)式塔吊樁頂部的承臺(tái)布控于地下室基礎(chǔ)底板下方，地下室底板的墊層和承臺(tái)的頂端呈齊平的狀態(tài)。在對(duì)承臺(tái)進(jìn)行完混凝土的灌注以后，根據(jù)底板防治水的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防水層卷材的布置，同時(shí)還需要在底板下方增加設(shè)置防水附加層，面層防水的設(shè)置方式和墊層面的設(shè)置方式相同。格構(gòu)式塔吊的格構(gòu)柱通過地下室底板埋深的長度在3毫米的止水鋼板，然后將止水鋼板圍繞格構(gòu)柱進(jìn)行完全焊接，和地下室底板的構(gòu)造進(jìn)行共同灌注。

7.4 格構(gòu)式塔吊的拆除處理

在對(duì)格構(gòu)式塔吊進(jìn)行拆除工作期間，利用強(qiáng)度較高的微膨脹混凝土對(duì)留出的孔洞進(jìn)行封堵處理。鋼筋留出的長距需要能夠完全穿過孔洞到達(dá)另一端，留出的鋼筋需要在孔洞的周邊25cm 的界限中呈上下彎曲繞行通過格構(gòu)式塔吊的節(jié)段。等到格構(gòu)式塔吊被完全拆掉以后，在對(duì)留出的板筋進(jìn)行全新的調(diào)節(jié)和回彎期間，應(yīng)該防止對(duì)周邊的混凝土造成損壞。在孔洞中應(yīng)布置雙層、雙向的鋼筋，同時(shí)和原來留出的板筋進(jìn)行捆扎加固。在將格構(gòu)式塔吊預(yù)留孔進(jìn)行封堵以后，底板的受力情況和設(shè)計(jì)規(guī)劃的內(nèi)容之間存有較大差別，所以，想要保證地下室頂板的穩(wěn)固度，在對(duì)洞口進(jìn)行封堵以前，組要在格構(gòu)式塔吊所處的跨頂板下面增設(shè)鋼管進(jìn)行支護(hù)。另外，想要預(yù)防基坑滲水與降水給格構(gòu)式塔吊的根基帶來不良干擾，可以在留出的頂板孔洞周邊構(gòu)建高度在20cm 的擋水設(shè)施，并需要利用素水泥涂抹光滑，周圍增設(shè)高度在1.2cm的防護(hù)欄桿。

8 格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)施工與設(shè)計(jì)注意點(diǎn)

8.1 地基承載力

地勘報(bào)告通常是根據(jù)理論核算法、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法以及原位測試法的整合來明確地基承重能力的值數(shù)，在對(duì)地基承載力進(jìn)行核算期間運(yùn)用的是通過修改的地基承載力。要求在基礎(chǔ)預(yù)埋深度高于0.5m或?qū)挾雀哂?m時(shí)，利用荷載實(shí)驗(yàn)方式得出的地基承載力必須實(shí)施更正處理。根據(jù)長度和寬度都是5m，埋藏深度1.5m的常規(guī)核算方式，持力層選取重度在19kN/m3上下、承載力在200kPa 上下的黏性土質(zhì)，通過更正以后的承載力通常在219kPa～242kPa范圍內(nèi)。所以，在對(duì)格構(gòu)式塔吊的根基進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)期間不應(yīng)該隨意提升持力層的數(shù)據(jù)，應(yīng)該整合分析基礎(chǔ)截面的大小、基礎(chǔ)的預(yù)埋深度、上下土層特性等方面的情況，從而選取出更加科學(xué)經(jīng)濟(jì)的措施。

8.2 最不利狀態(tài)

當(dāng)格構(gòu)式塔吊的根基處在獨(dú)立空載的情況下時(shí)，其對(duì)于基礎(chǔ)的彎矩力是最大的，當(dāng)處在工作情況下時(shí)雖說提升了豎向的荷載力，但是由于吊載材料和配重的平衡對(duì)于彎矩現(xiàn)象會(huì)有顯著的降低，在格構(gòu)式塔吊超出獨(dú)立高度期間，會(huì)提升了塔身自身的重力，而設(shè)置的附墻設(shè)備便在很大程度上解決了這一問題，所以在對(duì)格構(gòu)式塔吊進(jìn)行核算時(shí)，通常是取獨(dú)立情況下的停工狀態(tài)。格構(gòu)式塔吊的基礎(chǔ)彎矩重點(diǎn)根源為配重和風(fēng)荷載等，像格構(gòu)式塔吊不論處在工作還是停工的情況下時(shí)均呈現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，并且風(fēng)荷載在順著塔身的對(duì)角線方向進(jìn)行作用期間出現(xiàn)的彎矩要高于順著塔身方向作用期間造成的彎矩。所以，不但需要對(duì)截面邊長方向的抗傾倒承重力進(jìn)行核算，還必須對(duì)方形根基進(jìn)行對(duì)角線方向上的穩(wěn)固。

8.3 基礎(chǔ)埋深

在對(duì)地基的基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)劃期間，最為適用的方式為基礎(chǔ)淺埋法。如此不但能夠降低對(duì)于土方的挖掘，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化；還能夠?qū)U(kuò)充到下層土中的應(yīng)力有效減小，更有利于存有松軟下臥層的地基，且減小了基礎(chǔ)上方土自身的荷載。但是因?yàn)樯婕爸車翆?duì)于格構(gòu)式塔吊根基的束縛功能，通常要求格構(gòu)式塔吊根基的上表層不能超過基礎(chǔ)頂層太多。想要規(guī)避格構(gòu)式塔吊基坑的水分針對(duì)塔吊機(jī)構(gòu)造和基礎(chǔ)帶來腐蝕破壞，可以根據(jù)塔吊的說明介紹，將塔吊基礎(chǔ)的設(shè)置超出周圍基礎(chǔ)頂層10厘米到20厘米的標(biāo)準(zhǔn)。

9 結(jié)束語

為了保證地下室結(jié)構(gòu)施工的進(jìn)度和提高施工效率，建筑主體用的格構(gòu)式塔吊必須在基礎(chǔ)大面積施工前安裝到位，以利于基礎(chǔ)施工階段格構(gòu)式塔吊能正常使用。