深基坑中灌注樁內(nèi)插鋼格構柱式塔吊基礎的施工工法(圖文)

1、深基坑中鋼格構柱式塔吊基礎的施工工法工法編號:完成單位:30 1前言在深大基坑工程的施工中,越來越多地采用圍護樁加一道或多道支撐的圍護體系,由于周邊環(huán)境和空間的限制,使施工所需的塔XX公司施工的xxxx項目,地下二層,地上15層,基坑面積約為6200 m2,基坑深度為-9.55m-10.05m,因主樓遠離基坑邊,為了施工需要,塔吊必須布置在地下室基坑內(nèi)?？紤]到塔吊需要在基坑開挖前使用,同時為減少塔吊基礎施工時的土方挖深,將塔吊基礎做成鋼筋混凝土灌注樁加鋼格構柱型式,通過在工程中的應用,證明該塔吊基礎安全性高、塔吊安裝方便,對深大基坑工程的施工平面布置及施工安排極為有利。為此,在總結該塔吊基礎施

2、工技術方案的基礎上,形成了本施工工法。2工法特點2.1 突破了塔吊布置的空間限制,使施工總平面布置方案的靈活性得以提高,有利于施工組織。2.2塔吊立于基坑內(nèi),能減小塔吊的臂長,使之最大限度地滿足基坑垂直及水平運輸?shù)囊?并避免碰撞相鄰已建建筑物或構筑物。2.3能使塔吊在基坑土方開挖前投入使用,滿足前期圍護結構施工的水平及垂直運輸工作,對加快施工進度有利。2.4鋼格構柱的截面較小,基礎底板結構的水平鋼筋可以從鋼格構柱的空間穿過,可與結構混凝土一起澆筑,不留施工洞,防止了留施工縫可能造成的質(zhì)量問題,對工程結構質(zhì)量基本無影響。2.5與埋入地下室底板標高以下的塔吊基礎相比,可不必先為塔吊基礎施工進行土

3、方開挖及臨時支護,減少了開挖深度,確保了施工安全,對周邊環(huán)境的影響較小。2.6鋼筋混凝土承臺可破除,其中鋼筋、塔吊基礎預埋件可回收,鋼格構柱也大部分能回收,可有效節(jié)約資源。3適用范圍本工法適用于深大基坑且主樓位于地下室上,塔吊需安裝在地下結構基坑內(nèi)的工程；以及因周邊空間限制塔吊無法在基坑外布置以及需在基坑土方開挖前安裝塔吊的工程。4工藝原理4.1 灌注樁內(nèi)插格構柱式塔吊基礎由鉆孔灌注樁、鋼格構柱、型鋼水平聯(lián)系桿和斜桿、鋼筋混凝土基礎、塔吊螺栓或錨腳組成。4.2 鋼格構柱下端錨入灌注樁內(nèi),上端與鋼筋混凝土基礎充分連接錨固；塔吊螺栓或錨腳置于鋼筋混凝土基礎內(nèi),按照所選塔吊型號說明書中的要求進行預埋

4、和施工。4.3 塔吊塔身的豎向荷載和彎矩荷載通過鋼筋混凝土基礎傳至鋼格構柱,進而傳遞給樁基,最終由樁周邊以及樁底部的土層承擔。如圖4.3-1所示。螺栓或錨腳自然地面圍護樁塔吊基礎斜桿水平桿基坑底鋼格構柱灌注樁圖4.3-1灌注樁內(nèi)插鋼格構柱塔吊基礎示意圖5工藝流程及操作要點5.1 工藝流程如圖5.1-1所示。塔吊在基坑內(nèi)的平面位置確定鋼格構柱制作灌注樁成孔鋼格構柱與鋼筋籠焊接并安放就位灌注樁鋼筋籠制作灌注樁混凝土澆筑塔吊基礎墊層施工定位放線承臺鋼筋加工與綁扎塔吊預埋件以及焊接避雷接地塔吊基礎混凝土澆筑塔吊安裝、驗收并投入使用各層土間如此循環(huán)至最基坑第一層土方開挖后層土的高度區(qū)間基坑第一層土層高度

5、范圍內(nèi)鋼格構柱間型鋼斜桿、水平桿焊接,并刷防銹漆基坑底砼墊層施工塔吊使用至工程結束圖5.1-1-16施工工藝流程圖塔吊在基坑土方工程和地下室結構施工過程中正常運行5.2 操作要點5.2.1 根據(jù)所選塔吊型號,按照塔吊在各工況下的內(nèi)力情況,利用計算軟件進行計算(或請設計院進行設計),確定灌注樁的長度、截面和配筋、混凝土強度等級；確定鋼格構柱的長度、截面面積和角鋼規(guī)格、綴板規(guī)格及其間距；確定塔吊基礎承臺尺寸及配筋；確定四根格構柱之間的尺寸。5.2.2 鋼格構柱可以現(xiàn)場加工也可在工廠加工成型,鋼格構柱由角鋼及連接綴板焊接而成。5.2.3 鋼格構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鋼格

6、構柱進行定位并加固,確保鋼格構柱的平面位置準確,以及避免在灌注樁混凝土施工過程中鋼格構柱上浮或下沉。5.2.4 鋼筋混凝土承臺與墊層之間必須設置隔離層,以便墊層在下部土方開挖后能順利脫落。5.2.5 在鋼筋混凝土承臺施工過程中必須按規(guī)定做好塔吊基礎的防雷接地。5.2.6 在基坑土方開挖過程中,每層土方開挖完成后,要清除鋼格構柱上的混凝土塊和渣土,并及時進行鋼格構柱之間水平桿、斜桿的安裝和焊接,確保塔吊基礎的整體穩(wěn)定性。焊接完成后,將所有鋼材表面除銹后刷防銹漆。5.2.7 鋼格構柱穿過地下結構底板,必須在鋼格構柱的各角鋼上設置止水鋼板；穿過地下結構各層樓板時,頂板須在格構柱處留洞；穿過室外頂板時

7、,除在頂板上留洞外,還須在洞口四周設置止水鋼板。5.3 設計圖紙設計圖如圖5.3-1圖5.3-3所示。塔身中心線 18200雙層雙向此處預埋固定支腿鋼格構柱原有20號槽鋼豎向剪刀撐和水平撐,上下共兩道(自然地坪)(一層板面) 12拉鉤400x400格構柱 18鋼筋與格構柱角鋼四面均滿焊20號槽鋼水平剪刀撐加固上下共兩道(第一次開挖面)水平剪刀撐布置圖塔吊承臺配筋圖(二層板面)400x400格構柱,與鋼筋籠電焊固定,錨入樁內(nèi)3m止水片節(jié)點(第二次開挖面)12 2012 20 8100環(huán)筋另加 122000定位筋400x400格構柱 8200環(huán)筋另加 122000定位筋(第三次開挖面)(底板面)(

8、墊層底)樁主筋12 25加強筋350x200x10700綴板四面均設140x140x10角鋼共4根立面剪刀撐布置圖加強筋節(jié)點格構柱節(jié)點灌注樁配筋圖圖 5.3-1 塔吊基礎圖 8100 8200-0.050-1.350L14010L1401010拉撐10塔吊樁基礎L14010拉撐L14010拉撐AL14010拉撐塔吊樁基礎-4.600L14010L14010塔吊樁基礎格構柱間拉撐布置圖各立面均需拉撐,拉撐和格構柱間采用角焊縫滿焊,焊縫高度10mm格構柱做法圖 5.3-2 樁位、承臺、設計說明13001000100025010000.500-0.800L14010L14010地下一層樓板10拉撐1

9、0L14010拉撐L14010拉撐AL14010L14010L14010拉撐止水鋼板-4.700地下室底板塔吊樁基礎塔吊樁基礎塔吊樁基礎格構柱間拉撐布置圖各立面均需拉撐,拉撐和格構柱間采用角焊縫滿焊,焊縫高度10mm格構柱做法圖5.3-3 樁位、承臺、設計說明13001250125012502502005.4 勞動力組織(見表5.4-1)勞動力組織表表 5.4-16材料與設備根據(jù)灌注樁內(nèi)插鋼格構柱支撐塔吊基礎的組成,以連云港瑞城嘉園住宅小區(qū)一期工程2#樓塔吊(QTZ63型)基礎為例。6.1具體材料選用(見表6.1-1)材料選用表表6.1-16.2具體投入的機械設備(見表6.2-1)序號工種數(shù)量

10、工作內(nèi)容備注1測量工2定位測量2機械工6灌注樁施工3焊工4鋼格構柱制作與安裝4混凝土工2承臺墊層施工5鋼筋工3鋼筋混凝土承臺鋼筋制作與安裝6木工3承臺內(nèi)塔吊預埋件預埋7焊工1避雷接地8木工3鋼筋混凝土承臺模板制作與安裝9混凝土工4鋼筋混凝土承臺混凝土澆筑10焊工3鋼格構柱斜桿、水平桿焊接11油漆工1格構柱及桿件油漆12力工4鋼格構、承臺拆除序號構件名稱材料名稱規(guī)格(mm)1灌注樁( 800mm)鋼筋縱向鋼筋10C16,螺旋箍 8200100,定位加強筋B142000混凝土水下C302鋼格構柱(400400mm)角鋼4L14010綴板350300107003水平桿角鋼L140104斜桿角鋼L14

11、0105墊層(100mm)混凝土C106塔吊基礎鋼筋縱向鋼筋C20125,雙層雙向；拉鉤C12375混凝土C357焊條鋼材采用E43型,HRB400鋼筋采用E50型8塔吊QTZ63機械設備表表6.2-16.3具體投入的儀器(見表6.3-1)儀器表表6.3-17質(zhì)量控制7.1本工法必須遵照執(zhí)行的規(guī)范及標準7.1.1 工程測量規(guī)范(GB50026-2007)7.1.2 建筑樁基技術規(guī)范(JGJ94-2008)7.1.3 鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50205-2001)7.1.4 混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50204-2002)7.1.5 鋼筋焊接及驗收規(guī)程(JGJ18-2003)7

12、.1.6 建筑鋼結構焊接技術規(guī)程(JGJ81-2002)7.1.7 地下防水工程驗收規(guī)范(GB50208-2002)7.2關鍵部位、關鍵工序的質(zhì)量要求7.2.1 使用的材料必須要有質(zhì)量證明書或合格證,并按要求進行取樣送檢。7.2.2 鋼格構柱加工過程中,角鋼與綴板滿焊連接,焊縫高度必須符合設計要求。7.2.3 鉆孔灌注樁內(nèi)鋼筋與鋼格構柱之間焊接連接必須牢固。序號機械設備型號單位使用數(shù)量備注1樁機GPS-10臺1鉆孔灌注樁施工2泥漿泵3PNL臺1鉆孔灌注樁施工3電焊機BX1-400-1臺1焊接鋼筋、鋼材4鋼筋彎曲機GJ40臺1加工鋼筋5鋼筋切斷機GJ5-40臺1加工鋼筋6鋼筋調(diào)直機GJ4-14臺

13、1加工鋼筋7木工圓盤鋸MJ-104A臺1制作模板8挖土機PC200臺1塔吊邊土方開挖9插入式振動器ZL-50臺1澆筑混凝土序號儀器名稱型號單位使用數(shù)量備注1全站儀S11523臺1定位放線2水準儀NAL224臺1標高測量7.2.4 灌注樁的鉆孔深度、鋼格構柱插入灌注樁的深度必須符合設計要求。7.2.5 埋入塔吊基礎內(nèi)的塔吊螺栓或錨腳,必須準確定位,安放平整。澆筑混凝土過程中不得碰撞,并加強校驗,避免移位。7.2.6 錨入基礎內(nèi)的鋼格構柱必須將表面的泥塊清理干凈并除銹,確保鋼格構柱與混凝土之間的握裹力。7.2.7 塔吊基礎澆筑完成后應做好養(yǎng)護工作,及時設置沉降及位移觀測點,在塔吊安裝后應立即進行沉

14、降及位移的原始觀測,做好記錄。7.2.8 鋼格構柱接長以及與水平桿、斜桿焊接連接,必須符合設計要求。7.2.9 焊接質(zhì)量檢查:所有焊縫應冷卻到環(huán)境溫度后,將焊渣敲干凈進行外觀檢查。焊縫外觀檢查采用目測,裂紋的檢查應輔以5倍放大鏡并在合適的光照條件下進行。焊縫為一級焊縫,焊縫不得存在未焊滿、根部收縮、咬邊和接頭不良等缺陷,不得存在表面氣孔、夾渣、裂紋和電弧擦傷等缺陷。8安全措施8.1本工法必須遵照執(zhí)行的規(guī)范及標準8.1.1 建筑施工安全檢查標準(JGJ59-99)8.1.2 施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范(JGJ46-2005)8.1.3 建筑機械使用安全技術規(guī)程(JGJ33-2001)8.1.4

15、 建筑施工模板安全技術規(guī)范(JGJ162-2008)8.1.5 建筑拆除工程安全技術規(guī)范(JGJ147-2004)8.28.2.18.2.2主要安全措施進入施工現(xiàn)場,必須遵守安全生產(chǎn)六大紀律。對進入現(xiàn)場所有操作人員做好“三級”安全教育工作和各分部分項安全技術交底。8.2.3在挖塔吊樁附近土方時,應沿塔吊樁周邊將土方均勻挖除,挖除后立即將格構柱上多余的混凝土、渣土清除干凈,并按照要求采用水平桿、斜桿與格構柱焊接連接成整體。8.2.4鋼筋混凝土承臺下的墊層必須全部清除,以免脫落傷人。8.2.58.2.6在土方開挖過程中對鋼格構柱進行觀察,并對塔吊基礎進行監(jiān)測。焊工必須持有效證件上崗。9環(huán)保措施9.

16、1本工法必須遵照執(zhí)行的規(guī)范及標準建筑施工現(xiàn)場環(huán)境與衛(wèi)生標準(JGJ146-2004)9.29.39.49.59.6所有材料均選用符合國家有關產(chǎn)品環(huán)境要求的材料。對進場的施工人員進行環(huán)保教育,提高人員環(huán)保意識。夜間施工做到噪音控制,施工現(xiàn)場不喧嘩,禁止不必要噪聲發(fā)生。選用低噪聲設備或有消聲降噪設備的施工機械。生活、生產(chǎn)污廢水應進行有效沉淀后XX市政下水道,生活垃圾及時集中外運,做到工程現(xiàn)場文明整潔。10效益分析10.1技術效益采用灌注樁內(nèi)插鋼格構柱式塔吊基礎對施工現(xiàn)場的平面布置方案可以提供更多的選擇,對周邊環(huán)境限制較大的工程尤為有利,解決了深大基坑工程和場地限制工程塔吊無法布置的難題,對今后類似

17、工程有極大的技術應用價值。10.2社會效益采用灌注樁內(nèi)插鋼格構柱式塔吊基礎優(yōu)化了施工現(xiàn)場的平面布置,減少了塔吊臂長,并使塔吊更靠近主體建筑,便于塔吊附墻,提高塔吊的使用效率；減少了施工場區(qū)內(nèi)外防護棚的面積,使場區(qū)內(nèi)外更簡潔,不影響場區(qū)XX市貌。在基坑土方開挖前完成,便于塔吊安裝,塔吊驗收合格后即可投入使用,保證了基坑圍護支撐體系、地下室鋼筋混凝土結構施工過程中材料的垂直和水平運輸,極大的提高了勞動效率、減輕了施工人員的勞動強度、加快了施工進度,提高了公司在建筑XX市場上的競爭力。10.3經(jīng)濟效益深基坑中鋼格構柱式塔吊基礎的施工工法材料性能高,連接方式簡單,雖在單價上比傳統(tǒng)的樁基礎做法貴,但能減

18、少塔吊數(shù)量、減少塔吊臂長、節(jié)約塔吊租賃費用,節(jié)約搭設防護棚所需的鋼管、扣件、竹笆、安全網(wǎng)、油漆等材料；XX省人工、節(jié)約工期、提高工作效率,綜合效應比傳統(tǒng)的樁基礎做法提高。以上海核工院核電研發(fā)設計中心樓改擴建項目為例,共設置2臺塔吊,均為鋼格構柱式基礎。2座基礎共消耗:鋼筋9.5t、鋼材13.5t、混凝土110m3,共花費22.42萬元。對比傳統(tǒng)的塔吊基礎做法,產(chǎn)生的經(jīng)濟效益如表10.3-1所示。經(jīng)濟效益情況表表10.3-110.4 環(huán)保效益與設在地下室底板標高以下的塔吊基礎相比,減少了土方開挖深度和土方開挖量,確保了施工安全,對周邊環(huán)境的影響較小。底板以上鋼格構柱體系以及混凝土基礎經(jīng)拆除后,能

19、回收鋼筋和鋼材,減少材料消耗,適應了綠色施工及節(jié)約型社會發(fā)展的需要。11應用實例11.1應用工程實例(見表 11.1-1)工程實例表表 11.1-1序號工程名稱結構形式開竣工日期實物工作量1框架剪力墻結構2008 年 2 月開工2010 年 5 月竣工設置 2 座灌注樁內(nèi)插鋼格構柱式塔吊基礎2框架剪力墻結構2010 年 3 月開工擬定于 2011 年 11月竣工設置 2 座灌注樁內(nèi)插鋼格構柱式塔吊基礎序號經(jīng)濟效益?zhèn)渥?減少人工費10.8萬元2少用塔吊1臺,減少費用約14萬元3回收鋼筋、鋼材約14t,約2.8萬4增加塔吊基礎費用12萬合計節(jié)約15.6萬元11.2 xxxx項目,位于XX市虹漕路 29 號原核工程研究設計院園區(qū)內(nèi),地下二層,地上 15 層(主樓),總建筑面積 33321m2,其中地下建筑面積 11198m2,于 2008 年 2 月開工至 2010 年 5 月竣工?；用娣e約為 6200 m2,基坑深度大部分為-9.55m-10.05m,基坑水平支撐系統(tǒng)采用鋼筋混凝土梁,分上下兩道支撐。根據(jù)工程施工需要,現(xiàn)場安裝