论文部分内容阅读
[摘 要]如何在深基坑中设置塔吊基础能保证施工安全，又可方便施工，本文将介绍采用钢管混凝土桩塔吊基础的塔吊的施工方法以及计算。
中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0058-01
引言：目前深基坑工程日益增多，对于建筑面积较大工程的施工，若采用外置塔吊，塔吊的覆盖半径难以达到施工需求，增加塔吊又会增加施工费用。所以必须采用内置塔吊，但等基坑开挖完成后再浇注塔吊基础和安装塔吊显然会大幅度拖延工期。为此先安装塔吊后开挖基坑的钢管混凝土桩塔吊基础的产生不仅解决了此项难题，而且在软土地基中又能充分发挥其安全性能。
1 塔吊的布置
本文是依据天津市东丽区詹庄等七村村民还迁安置经济适用房项目所做塔吊技术方法，楼栋位于车库内且与车库相连，土方开挖楼座与车库整体开挖方式，坑底标高-8.350米，自然地面平均标高-0.8米。由于本工程基坑开挖深度较深，物料水平垂直运输困难，地基为淤泥质土层且开挖后塔吊安装较困难，故本工程采用钢管混凝土桩塔吊基础。塔吊布置需根据现场塔吊作业半径的需要和塔吊桩基础部位便于结构主体施工的要求而定。塔吊应布置在楼板部位作为后浇注部分，尽量避开主次梁，因为主次梁若断开不仅影响结构的安全性，而且施工较困难。
2 塔吊基础施工中的技术要求
2.1 塔吊基础做法
塔吊基础在建筑地基以下部分采用900mm直径混凝土桩基础，地下室底板至顶板范围内承力结构选用600mm钢管立柱及工16工字钢拉结，塔吊从钢管立柱上生根，位于顶板以上。钢管桩穿过楼板，在楼板处预留800×800mm孔洞，塔吊拆除后孔洞进行植筋和高一等级的膨胀混凝土补强。此做法待主体施工完成后仅在楼板部位有预留洞，二次支模浇注施工较方便。
2.2 灌注桩及钢管立柱施工
每部塔吊下设4根混凝土灌注桩，桩径为900mm，内配14Φ18，桩顶标高及桩长根据具体工程基坑深度和地质条件而定。每根桩顶各连接Φ600钢管立柱一根，钢管伸入灌注桩内4m，钢管立柱下端加焊钢筋及螺栓，钢管顶标高为高于结构顶板标高400mm。桩身及钢管立柱内部混凝土强度等级为C35微膨胀。具体桩距根据塔吊选用的规格进行布置，例如：QTZ63塔吊桩距为1600mm，QTZ125G塔吊桩距为1700mm，QTZ80塔吊桩距为1800mm等等。
2.3 桩位测量
根据塔吊位置与地下工程轴线位置关系，依据现场坐标基准点，利用全站仪放出塔吊桩位置，然后标识桩位，并用水准仪测定标高。钢管桩基础施工前，要求场地周围平整并浇注100厚混凝土地面，以用作桩位垂直度及标高控制。
2.4 钢筋笼及钢管立柱安放
钢立柱下端与灌注桩连接部位加焊14根Φ18钢筋，增大摩擦系数。灌注桩安放钢筋笼，对准孔位吊直扶稳，缓慢下沉，防止碰撞孔壁，下放至露出地表4米的位置，用吊车吊起钢管立柱，对准钢筋笼中心，插入钢筋笼中，将端部14Φ18钢筋与钢筋笼的主筋相连焊接牢固，连成整体。焊接完成后，钢筋笼与立柱同时下放至设计要求的标高，按设计标高控制在±10mm。
2.5 混凝土灌注
混凝土采用C35微膨胀，分两次浇注。第一次浇注到距钢管顶部4米处，清理超灌浮浆。待塔吊混凝土沉降稳定后，对四根钢管桩支撑面用水平仪进行测量，复验标高和轴线。支撑面找平后钢管桩上焊接8块12mm厚300mm高加劲板，在加劲板上焊接环绕钢管桩，直径为1200mm的托板，在托板上焊接高度1000mm，直径820mm的钢管并与下面相对应部位焊接加劲板。塔吊支撑座钢管水平支撑采用工字钢与钢管桩焊接。
2.6 钢管立柱水平拉结
在土方开挖过程中，对挖出的钢管立柱进行水平拉结，在立柱上焊接工字钢，每两道钢管上焊接3道工字钢。焊接速度根据挖土速度进行，随挖随焊，确保塔吊桩稳定。
2.7 钢管立柱端部处理
在钢管立柱下部，结构底板位置设置纵横各四根200×300的梁，梁主筋采用4Φ18，箍筋采用Φ8@100，梁的顶标高与垫层顶标高平，起到固定塔吊立柱作用，并且又不影響底板的施工，减少了二次浇注工程量和防止二次浇筑造成的底板漏水隐患。
3 以QTZ80塔吊为例进行安全性的验算
塔吊基础需要计算的主要为灌注桩基础的承载力计算和钢管混凝土桩的抗弯强度计算。
3.1 QTZ80塔吊基本数据
塔吊型号：QTZ80，自重：F1=964KN，起重臂长：55m，
最大起重荷载：F2=80KN， 基础自重：500KN， 塔吊标准节宽度：1.8米
塔吊倾覆力矩：M=800KN·M， 塔吊设计倾覆力矩：1.4M=1.4×800=1120KN·M，
3.2 承载力验算
3.2.1 在中心荷载作用下单桩承载力验算
4 结论
在深基坑施工时，尤其是在市区内场地条件不允许在建筑周边布设塔吊和工期比较紧张的工程施工时，为了节约工期和费用、施工方便，可选用先安装塔吊后开挖基坑的钢管混凝土桩塔吊基础的塔吊布设方案。
参考文献
[1] 陈希哲.土力学地基基础.清华大学出版社，2004年4月（第4版）.
[2] 吴培明.混凝土结构.武汉理工大学出版社，2003年5月（第2版）.
[3] 魏明钟.钢结构.武汉理工大学出版社，2002年10月（第2版）.
中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0058-01
引言：目前深基坑工程日益增多，对于建筑面积较大工程的施工，若采用外置塔吊，塔吊的覆盖半径难以达到施工需求，增加塔吊又会增加施工费用。所以必须采用内置塔吊，但等基坑开挖完成后再浇注塔吊基础和安装塔吊显然会大幅度拖延工期。为此先安装塔吊后开挖基坑的钢管混凝土桩塔吊基础的产生不仅解决了此项难题，而且在软土地基中又能充分发挥其安全性能。
1 塔吊的布置
本文是依据天津市东丽区詹庄等七村村民还迁安置经济适用房项目所做塔吊技术方法，楼栋位于车库内且与车库相连，土方开挖楼座与车库整体开挖方式，坑底标高-8.350米，自然地面平均标高-0.8米。由于本工程基坑开挖深度较深，物料水平垂直运输困难，地基为淤泥质土层且开挖后塔吊安装较困难，故本工程采用钢管混凝土桩塔吊基础。塔吊布置需根据现场塔吊作业半径的需要和塔吊桩基础部位便于结构主体施工的要求而定。塔吊应布置在楼板部位作为后浇注部分，尽量避开主次梁，因为主次梁若断开不仅影响结构的安全性，而且施工较困难。
2 塔吊基础施工中的技术要求
2.1 塔吊基础做法
塔吊基础在建筑地基以下部分采用900mm直径混凝土桩基础，地下室底板至顶板范围内承力结构选用600mm钢管立柱及工16工字钢拉结，塔吊从钢管立柱上生根，位于顶板以上。钢管桩穿过楼板，在楼板处预留800×800mm孔洞，塔吊拆除后孔洞进行植筋和高一等级的膨胀混凝土补强。此做法待主体施工完成后仅在楼板部位有预留洞，二次支模浇注施工较方便。
2.2 灌注桩及钢管立柱施工
每部塔吊下设4根混凝土灌注桩，桩径为900mm，内配14Φ18，桩顶标高及桩长根据具体工程基坑深度和地质条件而定。每根桩顶各连接Φ600钢管立柱一根，钢管伸入灌注桩内4m，钢管立柱下端加焊钢筋及螺栓，钢管顶标高为高于结构顶板标高400mm。桩身及钢管立柱内部混凝土强度等级为C35微膨胀。具体桩距根据塔吊选用的规格进行布置，例如：QTZ63塔吊桩距为1600mm，QTZ125G塔吊桩距为1700mm，QTZ80塔吊桩距为1800mm等等。
2.3 桩位测量
根据塔吊位置与地下工程轴线位置关系，依据现场坐标基准点，利用全站仪放出塔吊桩位置，然后标识桩位，并用水准仪测定标高。钢管桩基础施工前，要求场地周围平整并浇注100厚混凝土地面，以用作桩位垂直度及标高控制。
2.4 钢筋笼及钢管立柱安放
钢立柱下端与灌注桩连接部位加焊14根Φ18钢筋，增大摩擦系数。灌注桩安放钢筋笼，对准孔位吊直扶稳，缓慢下沉，防止碰撞孔壁，下放至露出地表4米的位置，用吊车吊起钢管立柱，对准钢筋笼中心，插入钢筋笼中，将端部14Φ18钢筋与钢筋笼的主筋相连焊接牢固，连成整体。焊接完成后，钢筋笼与立柱同时下放至设计要求的标高，按设计标高控制在±10mm。
2.5 混凝土灌注
混凝土采用C35微膨胀，分两次浇注。第一次浇注到距钢管顶部4米处，清理超灌浮浆。待塔吊混凝土沉降稳定后，对四根钢管桩支撑面用水平仪进行测量，复验标高和轴线。支撑面找平后钢管桩上焊接8块12mm厚300mm高加劲板，在加劲板上焊接环绕钢管桩，直径为1200mm的托板，在托板上焊接高度1000mm，直径820mm的钢管并与下面相对应部位焊接加劲板。塔吊支撑座钢管水平支撑采用工字钢与钢管桩焊接。
2.6 钢管立柱水平拉结
在土方开挖过程中，对挖出的钢管立柱进行水平拉结，在立柱上焊接工字钢，每两道钢管上焊接3道工字钢。焊接速度根据挖土速度进行，随挖随焊，确保塔吊桩稳定。
2.7 钢管立柱端部处理
在钢管立柱下部，结构底板位置设置纵横各四根200×300的梁，梁主筋采用4Φ18，箍筋采用Φ8@100，梁的顶标高与垫层顶标高平，起到固定塔吊立柱作用，并且又不影響底板的施工，减少了二次浇注工程量和防止二次浇筑造成的底板漏水隐患。
3 以QTZ80塔吊为例进行安全性的验算
塔吊基础需要计算的主要为灌注桩基础的承载力计算和钢管混凝土桩的抗弯强度计算。
3.1 QTZ80塔吊基本数据
塔吊型号：QTZ80，自重：F1=964KN，起重臂长：55m，
最大起重荷载：F2=80KN， 基础自重：500KN， 塔吊标准节宽度：1.8米
塔吊倾覆力矩：M=800KN·M， 塔吊设计倾覆力矩：1.4M=1.4×800=1120KN·M，
3.2 承载力验算
3.2.1 在中心荷载作用下单桩承载力验算
4 结论
在深基坑施工时，尤其是在市区内场地条件不允许在建筑周边布设塔吊和工期比较紧张的工程施工时，为了节约工期和费用、施工方便，可选用先安装塔吊后开挖基坑的钢管混凝土桩塔吊基础的塔吊布设方案。
参考文献
[1] 陈希哲.土力学地基基础.清华大学出版社，2004年4月（第4版）.
[2] 吴培明.混凝土结构.武汉理工大学出版社，2003年5月（第2版）.
[3] 魏明钟.钢结构.武汉理工大学出版社，2002年10月（第2版）.