逆作法格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工

孫勇

【摘要】逆作法格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)可以在基坑土方開挖前及時(shí)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(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工，可為類似工程提供參考。

【關(guān)鍵詞】深基坑；逆作法；格構(gòu)式；塔機(jī)基礎(chǔ)

1、工程概況

某商業(yè)廣場(chǎng)項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)目地下室及基坑開挖分三期實(shí)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(xiàng)目周邊環(huán)境復(fù)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(jié)構(gòu)、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(zhì)狀況，本工程一共設(shè)置4臺(tái)QTZ80-6013A塔吊，其中2臺(tái)臂長60m，2臺(tái)臂長56m塔吊，以基本覆蓋整個(gè)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(yùn)輸需要。

2、塔吊基礎(chǔ)選型

塔吊盡量覆蓋整個(gè)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(zhuǎn)架料堆場(chǎng)、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件堆場(chǎng)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(tái)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(shí)考慮到和周圍高層建筑之間的避讓，滿足設(shè)備安全運(yùn)行的要求。

塔機(jī)的混凝土基礎(chǔ)形式有板式（矩形、方形等）、十字型、樁基及組合式基礎(chǔ)。塔機(jī)的基礎(chǔ)型式應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、荷載大小與穩(wěn)定性要求、現(xiàn)場(chǎng)條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及塔機(jī)制造商提供的塔機(jī)使用說明書等條件確定。

3、設(shè)計(jì)構(gòu)造

3.1工程地質(zhì)

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(zhì)粘土、粘土；第（3）層 淤泥（淤泥質(zhì)土）；層面埋深1.60～5.90米，層厚0.5～4.30米；第（4）層 粉質(zhì)粘土、粘土；第（5）層 粉細(xì)砂、中粗砂；第（6）層 粉質(zhì)粘土、粘土；第（7）層 粘性土、砂質(zhì)粘性土；第（8）層 花崗巖。場(chǎng)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(cè)向滲透補(bǔ)給，地下水補(bǔ)給源較豐富。場(chǎng)地水補(bǔ)給源較豐富，周邊地勢(shì)高，暴雨或急降雨極易形成暴流匯集于場(chǎng)地內(nèi)。

3.2塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)構(gòu)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(qiáng)螺旋箍，加φ12@2000定位箍），水下C30商品混凝土。

中部為格構(gòu)柱，格構(gòu)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(gòu)柱插入立柱樁6m，錨入塔吊承臺(tái)的長度為0.7m。鋼格構(gòu)柱表面防腐處理：基坑隨土方逐層開挖，鋼格構(gòu)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(tái)，承臺(tái)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(jié)筋為HPB300φ10@500；在承臺(tái)澆筑同時(shí)，埋設(shè)塔吊基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)腳。承臺(tái)墊層采用100厚C15砼。

4、塔吊基礎(chǔ)施工

4.1立柱樁施工

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

4.2格構(gòu)樁施工

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

格構(gòu)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(gòu)柱安放校正→下導(dǎo)管→第二次清孔→水下砼灌注→待砼凝固→固定格構(gòu)柱→ 起拔護(hù)筒管

4.3塔吊承臺(tái)施工

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

4.4土方開挖

基坑開挖時(shí)需派專人指揮挖機(jī)或吊車，確保作到一挖機(jī)一指揮，注意對(duì)格構(gòu)柱的保護(hù)。塔吊格構(gòu)柱周邊1.0m范圍內(nèi)土方采用人工開挖的方式，嚴(yán)禁挖機(jī)碰撞格構(gòu)柱。砼支撐拆除前，對(duì)挖機(jī)司機(jī)、班組、施工隊(duì)、分包單位進(jìn)行書面交底，確保拆除時(shí)每臺(tái)鎬頭機(jī)作到一機(jī)一指揮，注意對(duì)塔吊格構(gòu)柱的保護(hù)；塔吊格構(gòu)柱周邊1.0m范圍內(nèi)支撐采用人工拆除，特別是與格構(gòu)柱相臨較近的支撐。

4.5承臺(tái)施工

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

4.6施工注意要點(diǎn)

鋼格構(gòu)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(duì)鋼格構(gòu)柱進(jìn)行定位并加固，確保鋼格構(gòu)柱的平面位置準(zhǔn)確，以及避免在灌注樁混凝土施工過程中鋼格構(gòu)柱上浮或下沉。

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

結(jié)語

在深基坑工程的施工中，越來越多地采用圍護(hù)樁加一道或多道支撐的圍護(hù)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(chǎng)項(xiàng)目中的應(yīng)用，證明逆作法格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)安全性高、塔吊安裝方便，對(duì)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(xiàn)

[1] 《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 187-2009）

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

[3] 《混凝土灌注高樁承臺(tái)塔基的研究與應(yīng)用》 建筑安全，2010