格構式塔吊的施工與應用

邱亞俊+蔣錢進+馮建青

摘要：在深基坑工程中，土方開挖、基坑支護等施工階段需大范圍轉運材料，相比其他基礎形式的塔吊，格構式塔吊以其提前投入使用、加快基坑施工進度等特點更適用于深基坑工程。本文結合工程實例，闡述格構式塔吊在深基坑工程中的施工與應用。

關鍵詞：深基坑工程；格構式塔吊；施工

1工程概況

本工程結構形式為框架一剪力墻結構，總建筑面積近20萬㎡。基坑占地面積約為2.2萬㎡、總面積約6萬㎡，基坑大開挖深度為-13.7m。本工為一級基坑，基坑支護采用“鉆孔樁+兩道鋼筋混凝土內支撐支護以及樁錨支護”。基坑西側緊鄰其他項目，僅基坑東側有施工道路，場地狹窄，材料運輸不便。

基坑由南至北呈狹長型，根據基坑及主樓布置情況，現場由南至北設置4臺塔吊，其中南側1#、2#塔吊采用矩形板式樁基礎，北側3#、4#塔吊采用格構式塔吊基礎。

2格構式塔吊施工工藝

2.1工藝原理

（1）組成部分

格構式塔吊由沖孔灌注樁、鋼構柱、角鋼（水平剪刀撐、水平連桿和豎向斜桿）、鋼筋混凝土承臺以及上部塔吊等部分組成。

（2）組合連接

底部灌注樁與格構柱連接，格構柱與灌注樁鋼筋籠焊接牢固、錨入樁內2.5m。格構柱與上部鋼筋混凝土承臺連接，格構柱伸入承臺內0.7m。土方開挖階段，隨開挖過程對四根格構柱以角鋼作為連桿（水平剪刀撐、水平連桿和豎向斜桿）焊接加固。

（3）施工順序

格構式塔吊基礎施工，采用逆向施工方法。首先進行沖孔灌注樁施工，并將格構柱與鋼筋籠焊接牢固后一起放入成型的樁孔內。土方開挖階段，由上至下分別進行承臺結構、塔吊安裝、格構柱連桿焊接施工。過程如圖一到圖四所示：

2.2施工流程

測量定位→灌注樁成孔→鋼筋籠與格構柱焊接、安放→灌注樁混凝土澆筑→承臺鋼筋制安（塔吊部件預埋）→承臺混凝土澆筑→塔吊安裝→土方開挖→格構柱焊接剪刀撐、水平連桿及斜桿

2.3施工要點

（1）塔吊定位

塔吊的布設不僅需考慮主樓施工階段材料周轉運輸，還需考慮地下室結構施工以及基坑支護施工階段材料周轉運輸。因此，塔吊布設需靠近主樓，同時盡可能使塔吊覆蓋范圍滿布整個基坑。

（2）樁基施工

塔吊底部樁基為4根沖孔灌注樁，格構柱與樁基連接，且格構柱伸入灌注樁內的長度不應少于2.5m。施工時先下放鋼筋籠，在鋼筋籠頂3m處用鋼管、木方等穿過鋼筋籠，架立在護筒或周邊枕木上。起吊格構柱，放入鋼筋籠，調搭接長度及垂直度，焊接牢固后放入樁孔內。

（3）承臺施工

格構柱頂部基礎承臺設置于地下室頂板以上，其承臺基底高出板面200mm。樁基混凝土強度達80%后，進行基礎頂部承臺施工。格構柱錨入混凝土承臺內0.7m，錨入部分沿格構柱四周焊接綴板。混凝土承臺鋼筋、模板的制作安裝需符合規范要求，并在承臺內預埋塔吊螺栓。承臺澆筑完成后，及時進行養護。

（4）塔吊安裝及使用

基礎承臺混凝土強度達80%后方可進行塔吊安裝，，基礎承臺混凝土強度達100%后塔吊方能投入使用。塔吊安裝應由持有相應資格證書的人員安裝，并經有關部門驗收合格后投入使用。

（5）自由高度控制

參照塔吊使用說明書要求，該塔吊自由高度為40.5m，即要求自塔吊頂部至格構柱底部高度不超過40.5m。在塔吊安裝過程中，首次安裝高度應為自由高度扣除格構式基礎高度。

（6）土方開挖

在土方開挖過程中，對塔吊及格構柱進行沉降監測、垂直度監測。當塔吊出現不均勻沉降或垂直度偏差超過1/1000，應及時采取校正或加固措施。

（7）回收利用

主樓施工完成、拆除塔吊后，基礎部位格構柱可拆除并回收再利用，除承臺及樁內錨固部分、其回收率達到80%以上。

2.4部分節點做法

（1）鋼筋籠與鋼構柱連接點處理

如下圖所示，格構柱與灌注樁鋼筋籠焊接錨固，格構柱錨入灌注樁內2.5m，鋼筋籠頂部3.5m內箍筋加密，保證格構柱錨固長度及樁基超灌高度。

（2）鋼構柱與承臺連接點處理

如下圖所示，格構柱上部與承臺相連部位，每根格構柱錨入承臺0.7m，并在格構柱四周每0.3m焊接一道綴板，綴板采用角鋼L 70*70*10。

（2）格構柱穿地下室底板做法

塔吊樁頂標高位于地下室底板底以下100mm，在該4條塔吊樁基4m*4m范圍內墊層加厚至300mm、并采用10@200雙層雙向配筋加強。按設計要求在底板底部鋪貼防水層，格構柱四周鋪貼附加防水層做加強處理。

在地下室底板內格構柱上焊接3mm厚止水鋼板，止水鋼板沿格構柱內外兩側滿焊，格構柱四周鋼筋按設計及規范要求進行洞口加筋補強。澆筑混凝土時，對格構柱內外混凝土振搗密實，防止格構柱部位底板滲水、漏水。

（3）格構柱穿地下室頂板做法

塔吊承臺基底位于地下室頂板以上200mm，沿承臺周邊預留月4m*4m洞口，四周垂直設三層鍍鋅鋼絲網，并拉通設置3mm厚300mm寬止水鋼板。洞口四周預留鋼筋接頭，塔吊拆除后，用高一強度等級的微膨脹混凝土封閉。如下圖所示：

施工過程中，在預留的頂板洞口周邊砌筑200mm高反坎，并在周邊加設1200mm高防護欄桿。

3對比與分析

本項目在同一基坑內、相同施工條件下，分別采用格構式基礎塔吊和矩形板式樁基礎塔吊。現分別從人員、機械、材料、施工方法、施工環境等方面，分析兩種方案在工期進度、施工費用方面的優劣。

3.1工期進度

（1）施工環境endprint

深基坑內地下水位較高、地質條件復雜，基坑支護施工階段內支撐梁體量大、周轉材料多。采用格構式基礎的塔吊，可在施工前期安裝檢測并辦理使用登記牌，在土方開挖、基坑支護施工階段開始使用。而矩形板式樁基礎塔吊，需在土方開挖至基坑底部后安裝塔吊，在地下室結構施工階段開始使用。

相比兩種不同基礎類型塔吊，格構式塔吊基礎可節省塔吊基礎施工、塔吊安裝檢測等工序時間，同時提前服務現場施工、加快基坑支護施工進度。

（2）施工方法

塔吊垂直運輸高度大、水平覆蓋范圍廣，具有良好的垂直運輸、水平轉運材料能力。在基坑支護施工階段，格構式基礎塔吊能充分發揮塔吊工作速度陜、效率高、及時周轉材料的特點。而矩形板式樁基礎塔吊在基坑支護施工階段暫未安裝，需采取人工搬運配合汽車吊、挖掘機等周轉材料。

相比兩種不同基礎類型塔吊，格構式基礎塔吊可在基坑支護施工過程中正常使用；矩形板式樁基礎塔吊由于暫未安裝，需采用汽車吊等機械代替，施工機械占用場地大、施工材料轉運困難、耗費大量機械臺班及人工、施工降效嚴重，工期增加30天左右、約占土方開挖及基坑支護施工階段工期30%-35%。

3.2施工費用

（1）材料使用

矩形板式樁基礎塔吊由灌注樁、承臺、上部塔吊組成，格構式基礎塔吊由灌注樁、格構柱、承臺、上部塔吊組成。

相比兩種不同基礎類型塔吊，格構式塔吊每臺增加使用四條格構柱及相應連桿，在塔吊拆除后可將格構柱及角鋼回收、回收率超過80%，其造價相比矩形板式樁基礎增加約25%。

（2）機械使用及人員配備

矩形板式樁基礎塔吊在基坑支護期間暫未安裝，需在基坑邊配備一臺汽車吊、在基坑內配備兩臺挖掘機且每個施工班組均增加施工人員搬運材料；而格構式基礎塔吊已安裝完成，可正常使用。

相比兩種不同基礎類型塔吊，格構式基礎塔吊在基坑支護期間正常使用、支付正常租賃費用；而矩形板式樁基礎由其他機械及人工代替，其機械臺班費及人工費約為塔吊租金3倍左右。

結語：本文結合工程實例，闡明格構式塔吊在深基坑項目施工過程中的原理和要點，并對比分析格構式塔吊與矩形板式樁基礎塔吊在工期進度、施工費用方面的優劣。格構式塔吊前期投入費用稍有增加，但在施工過程中顯著加快進度、減少費用支出并在塔吊拆除后對格構柱回收再利用，值得在同類工程中推廣。endprint