深基坑钢格构柱支承“十”字交叉梁的组合式塔吊基础施工工法.doc

深基坑钢格构柱支承“十”字交叉梁的组合式塔吊基础施工工法1 前言随着现代建筑的发展理论充分利用地下空间，深大基坑的不断涌现，担负着基坑内水平运输及垂直运输的大型机械塔吊的设置是慎之又慎的。从早期的大底板基础发展到桩承载底板基础、桩承载底板加暗梁基础，又扩展到钢构柱承载的钢结构基础；从基坑外到基坑内，从砼结构到钢结构，各种各样，俱满足塔吊本身的性能及承载能力，但桩底板砼基础其体积较大，钢结构又涉及焊接工作量大等缺陷，寻求一种既结构简单、操作简便又节工省料的基础形式是建筑发展的需求和方向。常规的钢格构柱塔吊基础基本上都是塔吊塔身的横断面与钢格构柱架体的横断面尺寸相同，不能利用工程桩，且塔吊桩间距不满足桩基规范要求。而深基坑钢格构柱支承“十”字交叉梁的组合式塔吊基础施工工法，确定塔吊的平面位置，又从桩间距与塔身的尺寸差别出发，自行设计以钢格构柱作为支承点，加设“十”字交叉梁以承载并满足塔吊各工况下的荷载传递的受荷方式，解决了塔吊桩间距不满足桩基规范要求的难题且能充分利用工程桩减少投资，从而达到实用、安全、美观的设计效果。为此特编制本施工工法，将在以后的工业与民用建筑深基坑塔吊施工中推广应用。该技术已向国家知识产权局进行专利申报，目前已经受理，申请号为：200920294978.8。2 工法特点2.0.1 组合式塔吊基础设计实用、安全，承载合理，桩间距符合规范要求。2.0.2 充分利用工程桩，不受工程桩间距的影响，减少投资。2.0.3 形状美观、牢固，相对板式基础不显得笨重。2.0.4 钢格构柱与混凝土的连接质量容易保证。2.0.5 结构简单、操作简便又节工省料。3 适用范围该工法适用于：塔吊需安装在地下室基坑内，能利用工程桩作为塔吊桩的塔吊基础，在基坑土方开挖前施工塔吊基础的工程；4 工艺原理4.0.1 组合式塔吊基础由工程桩或新增塔吊桩（均为钻孔灌注桩）、型钢水平杆和斜杆、钢格构柱架体、“十”字交叉梁、角钢顶托及塔吊基础节等部分组成（见图4.0.1）。4.0.2 “十”字交叉梁的两端搁置在钢格构柱上，与钢格构柱做充分的锚固，塔吊四角立柱支承在“十”字交叉梁的四个点，“十”字交叉梁又将四根钢格构柱连接成一个整体。塔身的竖向荷载和弯矩荷载通过“十”字交叉梁传至钢格构柱，进而传递给桩基，最终由基坑底以下的土层承担。4.0.3 组合式塔吊基础在土方尚未开挖前就先行施工“十”字交叉梁，采用钢筋混凝土制作而成，塔吊基础节直接预埋在“十”字交叉梁里。在基坑土方开挖前完成并能投入使用，以满足基坑施工垂直及水平运输的要求。图4.0.1 “十”字交叉梁组合式塔吊基础5 工艺流程及操作要点5.1 工艺流程：塔吊在基坑内的平面位置确定钢格构柱制作工程桩或新增塔吊桩钢筋笼制作工程桩或新增塔吊桩成孔钢格构柱与钢筋笼焊接并安放就位工程桩或新增塔吊桩砼浇筑焊接角钢顶托并绑扎“十”字交叉梁钢筋预埋塔吊基础节并浇筑 “十”字交叉梁砼塔吊安装就位，并投入使用基坑第一层土方开挖各层土间如此循环至最后层土的高度区间基坑第一层土层高度范围内钢格构柱间型钢斜杆、水平杆焊接塔吊在基坑土方工程和地下室结构施工过程中正常运行基坑底砼垫层施工塔吊使用至工程结束5.2 操作要点5.2.1 参照工程桩或新增塔吊桩的直径、配筋、长度及钢格构柱的截面积、“十”字交叉梁的截面及配筋等技术参数，还须根据塔吊在各种工况下的内力情况进行设计，并应满足以下四点：1、“十”字交叉梁的承载力应大于塔吊在各工况下荷载的作用；2、四根格构柱的竖向和水平承载力塔吊各个工况下荷载的作用；3、塔吊、“十”字交叉梁及格构柱组成的整体符合塔吊各工况下抗倾覆的要求；4、借用工程桩或新增塔吊桩满足抗压、抗拔承载力的要求。5.2.2 钢格构柱与主筋须按规定认真焊接，随钢筋笼就位后须对格构柱加固定位，确保格构柱平位置规整、正确。5.2.3 四根钢格构柱锚入“十”字交叉梁内不小于500mm，并在“十”字交叉梁底部的钢格构柱上焊接角钢顶托。5.2.4 基坑土方开挖时，每层土方挖净后，钢格构柱间的钢斜杆、钢水平杆应及时安装并焊接牢固，确保由四根钢格构柱组成架体的整体稳定性。5.2.5 钢格构柱架体穿过地下室底板时，可以在钢格构柱的肢件角钢上设置止水板，作为地下室底板在该结构的止水处理。5.3 劳动力组织表5.3 劳动力配备表施 工 工 序单位人数备 注桩基施工人5钢格构柱制作安装人4角钢托板焊接人2“十”字交叉梁钢筋、模板安装人6塔吊基础节预埋人3“十”字交叉梁砼浇捣人5钢格构柱架体斜杆和水平杆焊接人3塔吊安装人66 材料与设备表6-1 材料选用表（以QTZ63塔吊为例）序 号名 称规 格（单位mm）1钢格构柱450450 4L14010，缀板-380200105002“十”字交叉梁8001250，配筋上下筋为825，箍筋10150，C35砼3角钢托板L140104塔吊QTZ635焊条E4303由于基坑中组合式塔吊基础由由工程桩或新增塔吊桩（均为钻孔灌注桩）、型钢水平杆和斜杆、钢格构柱架体、“十”字交叉梁、角钢顶托及塔吊基础节等部分组成，因此结构简单，投入的机具设备主要为桩基设备、钢结构焊接设备、砼结构施工设备，现以QTZ63塔吊在10m深的基坑内为例，对其主要机具需用情况列表说明。表6-2设备选用表机具设备型号规格单位使用数量备注桩机GPS-10台1塔吊桩基施工泥浆泵3PNL（150）台1塔吊桩基施工汽车吊25T辆1吊装塔吊电焊机AX3-300台1焊接钢筋、角钢托架闪光对焊机UN1-100台1焊接钢筋钢筋弯曲机GJ40台1制作箍筋钢筋切割机GJ540台1加工钢筋钢筋调直机GJ414台1加工钢筋钢格构制作平台/座1制作钢格构插入式振动器ZN50台2浇捣砼木工圆盘锯MJ104台1制作模板木工平刨机MB206台1制作模板挖土机PC200台1挖出塔吊基坑7 质量控制本工法必须遵照执行建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）、钢结构设计规范（GB50017-2003）、钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）、钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)。除满足以上规范外，还应遵守以下几条：1、钢筋笼主筋与钢构柱主筋间采用手工电焊连接，该连接必须满足设计要求，钢格构柱插入钻孔灌注桩深度2m，并满足设计要求。2、钢格构柱锚入“十”字交叉梁内不小于500mm，并在“十”字交叉梁底部的钢格构柱上焊接角钢顶托。3、锚入“十”字交叉梁内的钢格构柱必须清理干净（除锈、除泥等），保证其与砼之间的握裹力。4、塔吊基础节预埋入“十”字交叉梁内，必须定位准确、摆放平整。8 安全措施 8.1 贯彻“安全第一预防为主”的方针，正确评价安全生产的情况、防患于未然，做好安全交底，使安全工作达到标准化、规范化。 8.2 建立安全检查组织，由现场个专职安全员组成，根据现行国家标准建筑施工安全检查标准JGJ59-99严格实施。 8.3 对违反安全生产十不准、安全生产六大纪律等有关安全规定的行为依照违反安全生产处罚条例予以处罚。 8.4 基坑土方开挖过程中，严禁挖机碰撞塔吊钢格构柱架体，钢格构柱架体区域内、外土方应由人工挖除。8.5 “十”字交叉梁截面尺寸比较大，支模要牢靠。8.6 汽车吊吊运塔吊基础节时，要互相协作，保证一次到位。9 环保措施9.1 各种施工用材料的选用应符合国家有关产品标准的环境保护指标的要求。9.2 对施工垃圾包括短钢筋、废钢筋、废旧模板等，应按规定集中收集、存放，防止造成环境破坏。9.3 施工现场的强噪音的施工机械，施工作业尽量安排在白天施工。浇筑混凝土时应选用低频低噪音的混凝土振捣器。9.4 生活、生产污废水应进行有效沉淀后排至市政下水道，生活垃圾及时集中外运，做到工程施工人员的生活区文明整洁。10 效益分析由于本工法借用了工程桩，同时减小了塔吊基础的尺寸及配筋，每台塔吊约需4万元。若采用桩加底板基础形式，仅底板钢砼也将近5万元；若采用格构柱支承加底板也节省投资约2.5万元，组合式塔吊基础经济效益相当明显，操作简便、省工省力又省钱。通过在基坑土方开挖前完成组合式塔吊基础结构，进而进行塔吊安装并投入使用，保证了基坑土方开挖、深基坑水平支撑结构施工、地下室钢筋混凝土结构施工大宗材料等的垂直运输，极大地提高劳动生产率、减轻了工人劳动强度，加快了施工进度，地下室施工的经济效益和社会效益也比较明显。11 应用实例11.1 金昌白鹭金滩4-1-C地块和风苑工程位于绍兴市镜湖新区，北侧紧邻104国道。上部包括817#总共十幢高层住宅楼，下部为2层地下车库。本工程基坑主要开挖深度为9.7m、10.7m，地上22-31层，设置了6台QTZ63型塔吊，均采用了钢格构柱支承“十”字交叉梁的组合式塔吊基础，每台塔吊借用了两根工程桩、新增两根塔吊桩。11.2 昆仑国际商务中心D7地块位于绍兴市胜利东路延伸段和梅龙湖环湖路交叉口，总占地面积6053，建筑面积51700，地下2层，开挖深度9.53m，地上由一幢33层的超高主楼以及一幢5层裙房组成，总高达138.5m。设置了1台QTZ63型塔吊，采用了钢格构柱支承“十”字交叉梁的组合式塔吊基础，桩基础借用了两根工程桩、新增两根塔吊桩。11.3 绍兴好望大厦工程位于绍兴市城区北面，北侧紧邻104国道北复线，西侧为中兴北路。该工程地下二层，开挖深度10.55m，地上2幢二十七层，建筑总高度99.4m。设置了3台QTZ63型塔吊，均采用了钢格构柱支承“十”字交叉梁的组合式塔吊基础，每台塔吊借用了两根工程桩、新增两根塔吊桩。“十”字交叉梁为8001250mm截面的梁，配筋是上下筋均为825（mm），箍筋采用10150（mm），砼为C35。钢格构柱采用4L14010（mm），缀板采用-38020010500（mm），钢格构柱锚入“十”字交叉梁内800mm。