樁柱鋼抱箍式混凝土承臺塔吊基礎施工工法

中天建設集團有限公司一、前言目前，地下空間深基坑施工日趨增多，為了增加地下室面積，基坑支護往往擴至規劃紅線位置。如果采用外置塔吊，塔吊的覆蓋半徑往往難以滿足施工要求；如果增加塔吊的數量，工程成本將大大提高；如果采用常規的底板基礎內置塔吊，使立塔工作在土方開挖后才能進行，這樣就會嚴重影響施工進度。而本工法采用樁柱鋼抱箍式混凝土承臺塔吊基礎，使立塔工作可以在土方開挖之前進行，不僅為土方開挖和混凝土底板澆筑提供了垂直和水平運輸的機械，而且還可以加大塔吊的工作半徑，從而節省工期、提高工效。傳統的混凝土平板式、十字式塔吊基礎形式不利于深基坑施工。鑒于近年來建筑鋼結構運用較多，大型構件的增多對塔吊吊重的要求越來越高。本工法相對同樣適用于深基坑施工的鋼管樁塔吊基礎，穩定性、剛度更高、可滿足更高性能塔吊對基礎的要求，且施工也更加方便。通過對工法的研究與應用，表明這種形式的塔吊基礎適用性、經濟性、安全性均比其它形式的塔吊基礎優越，工程項目的成果實踐充分證明了這一種值得推廣的施工新方法、新技術。二、工法特點2.1、縮短工期樁柱鋼抱箍式混凝土承臺塔吊基礎以及塔吊安裝工作在基坑土方開挖之前完成，使之在土方及基坑施工階段就可投入使用，縮短了工期，提高了工效。2.2、提高工效由于塔吊采用了內置式，加大了塔吊回轉范圍內對工作面的覆蓋面積，減少了塔吊的覆蓋盲區，提高了塔吊的工作效率。2.3、減小對結構基礎底板的不利影響在塔吊樁穿過基礎底板的位置加設了止水環，增強了底板防水能力，并使塔基受力自成體系，減小了對結構基礎底板受力和防水的不利影響。2.4、提高剛度和安全度采用鋼抱箍和鋼桁架支撐體系，使塔吊樁基礎整體處于穩定狀態，提高了塔吊的剛度和安全度。混凝土承臺承載力好，塔吊樁間距可加大，樁體受力均勻，塔吊穩定性大大增加。2.5、環保節能鋼抱箍及斜撐桁架鋼材可成為工具式多次周轉使用，節約施工成本，節能環保。2.6、施工簡便與鋼管混凝土式塔吊基礎相比，施工更簡便，鋼管混凝土灌注樁施工時，上提導管，易導致鋼筋籠上浮，導致鋼管標高難以控制，本工法采用普通鉆孔灌注樁，有效地解決了這個問題。2.7、提高塔吊基礎的適用性塔吊基礎采用鉆孔灌注樁基，可適用于軟土、較厚填土層、較高地下承壓水位等不良地質條件下的塔吊布置。三、適用范圍適用于軟土、較厚填土層、較高地下承壓水位等不良地質條件的8-12m深基坑內置吊重不大于320噸米的塔吊基礎。四、工藝原理4.1、工藝原理樁柱鋼抱箍式混凝土承臺塔吊基礎是在土方開挖前先施工鉆孔灌注樁，樁基施工完成后制作混凝土承臺，在承臺制作時預埋塔吊地腳進行塔吊安裝，如圖4.1所示。塔吊在挖土之前即可投入使用，在土方開挖過程中隨挖土深度按分段逐段安裝鋼抱箍，焊接桁架支撐。4.2、計算原理

塔吊基礎樁懸臂結構由鋼桁架拉結及承臺橫縱向約束作用，使基礎樁處于整體穩定狀態，計算時混凝土樁在模擬塔吊各種工況下的剛度強度計算。圖4.1五、工藝流程及操作要點5.1、工藝流程測量、塔樁位確定→成孔施工→第一次清孔驗收→吊放鋼筋籠和接頭管→下設導管→第二次清孔驗收→澆注砼拔導管→塔樁施工完畢→承臺土方施工→承臺鋼筋綁扎、模板支設→安裝塔基座→測量校正→承臺混凝土澆筑→土方開挖→安裝樁基鋼抱箍→焊接斜撐桁架→驗收5.2、操作要點

5.2.1、鉆孔灌注樁基礎施工前，要求場地周圍平整，以便樁位垂直度及標高控制。5.2.2、鋼筋砼灌注樁的主筋高出帽梁1m，螺旋箍筋間距在第一道鋼抱箍以上范圍內加密，并在鋼筋籠按上固定標高制作三道鋼套管，詳見圖5.1。圖5.15.2.3、鋼筋籠焊好后下入樁底，要求塔基四樁相對位置準確，樁位允許偏差＜20mm，四樁相對位置偏差＜10mm，樁垂直度偏差≤1%。5.2.4、水下灌注砼當灌注遇阻時，導管應上下輕輕活動，暢通后方可繼續灌注。首次灌注量必須確保導管底部埋入砼面1.5m以上，保證初灌砼量大于2m3。利用其自重沖至孔底，致使殘余沉渣返出孔口，并使砼和持力層緊密膠接。灌注過程中嚴禁將導管拔出砼面。5.2.5、塔基承臺上下層鋼筋采用HRB400鋼筋雙層雙向，混凝土強度等級應視塔吊型號設計確定，以保證塔基腳的整體穩定性，詳見圖5.2。圖5.25.2.6、塔吊底腳預埋：預埋件應用專用塔吊基礎節安裝在預先制作在混凝土承臺上的四個固定底腳上。固定底腳前，用經緯儀測量塔吊基礎節垂直度，垂直度偏差≤其高度的1‰，平面位置最大偏差≤±5mm。塔吊底腳預埋后保證塔基水平度偏差≤塔身截面寬度的1‰。基座安裝時應先對準中心軸線位置。垂直度校正時，底腳立筋下用鋼楔子找平，垂直度符合要求后再點焊固定。焊接時應采取對角交叉施焊，防止因焊接變形造成垂直度發生變化。如圖5.3所示。圖5.3

5.2.7、土方開挖要求：塔樁周圍土方隨基坑一同開挖，每步開挖深度不應大于2m。塔身5m范圍內保持水平開挖，防止土方擠壓塔身；隨土方開挖及時安裝鋼抱箍，焊接水平垂直桁架支撐進行加固。5.2.8、豎向支撐采用鋼抱箍及水平、豎向桁架支撐，在已澆筑好的凝土承臺底面打入膨脹螺絲，安裝吊環，鋼抱箍采用高強螺栓緊固連接，接縫與豎向支撐桁架呈45°夾角。鋼抱箍安裝完成后焊接水平及豎向支撐桁架，支撐體系安裝完成后采用高壓注漿填實鋼抱箍與基礎樁間的縫隙，如圖5.4、圖5.5所示。圖5.4圖5.55.2.9、樁基與基礎底板鋼筋交叉的技術處理1、塔吊樁位于基礎底板內的區段在預先制作好的鋼套管上設置鋼板止水環做防水處理，鋼板止水環按基礎底板厚度每800mm設置一道。2、底板鋼筋綁扎塔吊基礎樁，不能穿過，在塔吊樁處斷開，現采取補強措施，具體如下：在塔吊樁周圈設加強筋，呈放射狀布置，節點處與塔吊樁止水套管彎錨焊接，焊接長度為10d；塔吊樁四周上下鐵處均各增加HRB400級鋼筋，長度視塔吊樁徑而定。如圖5.6、圖5.7所示。5.2.10、塔吊樁與主體結構相交處的樓板應留洞，洞邊距塔吊樁邊300mm。圖5.6圖5.76.1、材料1、鋼筋與混凝土，按照設計圖紙要求進行施工，鋼筋HPB235、HRB335、HRB400級材質應符合《鋼筋混凝土熱軋帶肋鋼筋》的要求；混凝土應符合《預拌混凝土》要求；2、鋼材均采用Q235B，螺栓采用8.8級高強螺栓，電焊條選擇E4303、E5003焊條，均應符合《建筑鋼結構焊接技術規程》的要求。6.2、機具設備1、JK-90鉆孔樁機、汽車吊；2、電焊機、調直機、彎曲機。六、材料與設備7.1、砼灌注樁的質量控制：7.1.1、樁位正確：1、結合工程特點，施工現場成立專門測量小組，測量組施測工作及計算結論必須由技術部人員復核。2、樁位測放采用直角坐標控制，在場地南側和北側對稱設4個測站，每根樁就位前后均應進行重新復核，確保軸線位置準確。3、所用測量儀器必須有合格證、鑒定證明，并經過監理單位復核后方可使用。7.1.2、樁的垂直度：1、鉆機就位后用水平尺雙向校正轉盤水平。2、鉆桿垂直度通過正面與側面經緯儀觀察、校正，控制樁垂直度≤1%H。3、鉆進過程中有專人隨時觀測機座轉盤的水平、鉆桿的垂直度。4、成孔結束后采用JJX-3A井斜儀進行孔徑及垂直度檢測。5、鉆機就位后，測出轉盤標高，再根據轉盤標高結合設計要求來控制孔底標高、砼面標高及鋼筋籠頂標高。測量各節鉆桿和導管的長度，并在最后一節上做好到位標記。七、質量控制7.1.3、成孔質量：

1、待沉放鋼筋籠和導管以后，利用導管作二次清孔，合格時的泥漿比重要求同一次清孔。工地存放專用泥漿比重計，以便監理部門或其它有關部門隨時檢查。二次清孔合格后經監理驗收才能灌注砼。

2、當發生坍孔現象時，成孔班長應及時通知項目負責人，采取回填IP>17的粘土并加大泥漿比重等方法，進行補救。7.2、鋼抱箍及桁架焊接質量控制：

7.2.1、所有焊接工作到位后，用小直徑的電焊條（3.2mm）進行打底焊接，并且焊接速度要均勻，同時控制好焊接速度，保證焊接全部熔化；焊接完成后，將焊渣清理干凈，并對焊縫不到位處進行補焊；再用4mm焊條進行逐層焊接，在每層完成后清理電焊渣，并達到焊縫高度。

7.2.2、為控制焊接變形，同一構件上盡量采用熱量分散、對稱分布方式施焊。7.2.3、焊接盡可能采用平焊焊接和平焊蓋面，縱向加筋肋、橫隔板的端部采用不間斷圍角焊，引弧點和熄弧點距接頭端部10mm以上。7.2.4、嚴禁在焊接區以外的母材上打弧，熄弧。焊縫區外的引弧斑痕應通過磨光完全清除，磨光后應采用磁粉檢查裂紋顯示，并在需要時按焊接工藝對其進行修補。7.2.5、焊縫焊接后，檢查焊縫外觀質量，如不符要求，應打磨、修補焊縫。焊縫采用超聲波探傷，應符合JGJ81—2002合格焊縫標準。八、安全措施

8.0.1、定期進行安全教育、建立安全臺帳,進行員工安全培訓,制定專項安全施工方案,嚴格進行安全技術交底。

8.0.2、作業人員應根據施工方案要求進行施工作業，不得擅自改動。

8.0.3、所有特殊工種人員（包括樁機、履帶吊司機、電工、電焊工、起重指揮工等）必須持證上崗，嚴格遵守本工種操作規程，嚴禁違章指揮、操作，保證施工中的安全。

8.0.4、使用所有吊具、索具、鋼絲繩等使用前應進行檢驗，并且要隨時檢查，確保達到安全技術要求。

8.0.5、電焊機和其它電氣設備必須作絕緣檢測并由專職電工接線，操作人員必須嚴格使用安全防護用品。對于氣焊機等容易引起明火的設備，在使用過程中做好消防保護措施，杜絕引起明火。

8.0.6、所有作業人員必須戴安全帽，高處安裝和焊接作業人員必須系安全帶，穿防滑鞋，并搭設可靠的工作臺和有效的防護。

8.0.7、大雨，大雪，濃霧天和五級及以上大風禁止高處作業，嚴禁作業人員酒后作業及進行與當前作業無關的工作。

8.0.8、現場吊裝，樁機施工以及樁機移位等作業時必須有專業信號工統一指揮。夜晚作業應有充足的照明，夜間指揮必須用明暗信號。

8.0.9、鉆孔時如遇卡鉆,應即切斷電源,在沒查清原因之前,不得強行起動,嚴禁用手清除螺旋葉片上的泥土,發現緊固螺栓松動時,應停機及時處理。

8.0.10、作業中,設專人負責監護電纜。如遇停電,應將各控制器放置零位,切斷電源,將鉆頭接觸地面。作業時,發生機架搖晃、移動、偏斜等,應立即停鉆,查明原因,處理后再行作業。

8.0.11、成孔后必須將孔口加蓋保護,樓面預留洞口必須封閉并做好安全防護。

8.0.12、嚴禁在土方開挖時施工機械碰撞塔身,土方開挖時要派專人看護。

8.0.13、吊裝作業時嚴禁超載。

8.0.14、塔吊基礎澆筑后應做好養護工作,及時做沉降及位移觀測點,在塔吊搭設后應立即進行沉降及位移的原始觀測,做好記錄。

8.0.15、必須按規定做好塔吊基礎的防雷接地。

8.0.16、現場安裝人員作好安全檢查和防護用品使用監督工作，嚴格執行各項安全管理制度。九、環保措施

9.0.1、施工垃圾使用廢品庫進行分類處理并及時清運，清運前要灑水濕潤，減少揚塵，嚴禁隨意凌空拋散造成揚塵。

9.0.2、施工現場非施工道路場地，采用爐渣鋪墊，現場制定灑水降塵制度，配備專用灑水設備，并設專人負責每天淋水，防止揚塵。

9.0.3、現場大門出入口處設沖車池，用于清洗車輛輪胎上的土塊，防止污染道路，施工現場相鄰道路要設專人每天進行清掃。

9.0.4、灌注樁施工現場設沉淀池和泥漿池儲存泥漿，使用過的泥漿要用專車運輸出施工現場。排放的污水經過沉淀后，方可排入市政污水管線。未經處理的泥漿水，嚴禁直接排入市政排水管線。

9.0.5、樁基施工強噪聲作業必須嚴格控制作業時間，對人為施工噪音，應有降噪措施和管理制度。

9.0.6、焊接施工中乙炔發生罐污水排放控制：施工現場由于氣焊使用乙炔發生罐產生的污水嚴禁隨地傾倒，要求專用容器集中存放，倒入沉淀池處理，以免污染水源。十、效益分析

10.0.1、在大跨度深基坑工程中采用此種塔吊基礎形式最大限度的發揮了塔吊的工作效率，減少了覆蓋盲區，且減少了塔吊數量的投入；

10.0.2、與傳統的基礎底板內置塔吊基礎相比較，基坑土方可以一次開挖到位，節省工期。塔吊基礎施工工期至少提前一周，直接經濟效益在20萬以上；

10.0.3、此種塔吊基礎剛度大，施工穩定性好，為結構施工提供了可靠的安全保障；