樁柱鋼抱箍式混凝土承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)施工工法

樁柱鋼抱箍式混凝土承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)施工工法

中天建設(shè)集團(tuán)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(hù)往往擴(kuò)至規(guī)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(shù)量，工程成本將大大提高；如果采用常規(guī)的底板基礎(chǔ)內(nèi)置塔吊，使立塔工作在土方開挖后才能進(jìn)行，這樣就會(huì)嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。而本工法采用樁柱鋼抱箍式混凝土承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)，使立塔工作可以在土方開挖之前進(jìn)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(yùn)輸?shù)臋C(jī)械，而且還可以加大塔吊的工作半徑，從而節(jié)省工期、提高工效。傳統(tǒng)的混凝土平板式、十字式塔吊基礎(chǔ)形式不利于深基坑施工。鑒于近年來建筑鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用較多，大型構(gòu)件的增多對(duì)塔吊吊重的要求越來越高。本工法相對(duì)同樣適用于深基坑施工的鋼管樁塔吊基礎(chǔ)，穩(wěn)定性、剛度更高、可滿足更高性能塔吊對(duì)基礎(chǔ)的要求，且施工也更加方便。通過對(duì)工法的研究與應(yīng)用，表明這種形式的塔吊基礎(chǔ)適用性、經(jīng)濟(jì)性、安全性均比其它形式的塔吊基礎(chǔ)優(yōu)越，工程項(xiàng)目的成果實(shí)踐充分證明了這一種值得推廣的施工新方法、新技術(shù)。二、工法特點(diǎn)2.1、縮短工期樁柱鋼抱箍式混凝土承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)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(nèi)置式，加大了塔吊回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)對(duì)工作面的覆蓋面積，減少了塔吊的覆蓋盲區(qū)，提高了塔吊的工作效率。2.3、減小對(duì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板的不利影響在塔吊樁穿過基礎(chǔ)底板的位置加設(shè)了止水環(huán)，增強(qiáng)了底板防水能力，并使塔基受力自成體系，減小了對(duì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)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(chǔ)整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，提高了塔吊的剛度和安全度。混凝土承臺(tái)承載力好，塔吊樁間距可加大，樁體受力均勻，塔吊穩(wěn)定性大大增加。2.5、環(huán)保節(jié)能鋼抱箍及斜撐桁架鋼材可成為工具式多次周轉(zhuǎn)使用，節(jié)約施工成本，節(jié)能環(huán)保。2.6、施工簡便與鋼管混凝土式塔吊基礎(chǔ)相比，施工更簡便，鋼管混凝土灌注樁施工時(shí)，上提導(dǎo)管，易導(dǎo)致鋼筋籠上浮，導(dǎo)致鋼管標(biāo)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(gè)問題。2.7、提高塔吊基礎(chǔ)的適用性塔吊基礎(chǔ)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(zhì)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(zhì)條件的8-12m深基坑內(nèi)置吊重不大于320噸米的塔吊基礎(chǔ)。四、工藝原理4.1、工藝原理樁柱鋼抱箍式混凝土承臺(tái)塔吊基礎(chǔ)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(tái)，在承臺(tái)制作時(shí)預(yù)埋塔吊地腳進(jìn)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(jì)算原理

塔吊基礎(chǔ)樁懸臂結(jié)構(gòu)由鋼桁架拉結(jié)及承臺(tái)橫縱向約束作用，使基礎(chǔ)樁處于整體穩(wěn)定狀態(tài)，計(jì)算時(shí)混凝土樁在模擬塔吊各種工況下的剛度強(qiáng)度計(jì)算。圖4.1五、工藝流程及操作要點(diǎn)5.1、工藝流程測量、塔樁位確定→成孔施工→第一次清孔驗(yàn)收→吊放鋼筋籠和接頭管→下設(shè)導(dǎo)管→第二次清孔驗(yàn)收→澆注砼拔導(dǎo)管→塔樁施工完畢→承臺(tái)土方施工→承臺(tái)鋼筋綁扎、模板支設(shè)→安裝塔基座→測量校正→承臺(tái)混凝土澆筑→土方開挖→安裝樁基鋼抱箍→焊接斜撐桁架→驗(yàn)收5.2、操作要點(diǎn)

5.2.1、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工前，要求場地周圍平整，以便樁位垂直度及標(biāo)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(nèi)加密，并在鋼筋籠按上固定標(biāo)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(duì)位置準(zhǔn)確，樁位允許偏差＜20mm，四樁相對(duì)位置偏差＜10mm，樁垂直度偏差≤1%。5.2.4、水下灌注砼當(dāng)灌注遇阻時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)上下輕輕活動(dòng)，暢通后方可繼續(xù)灌注。首次灌注量必須確保導(dǎo)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(yán)禁將導(dǎo)管拔出砼面。5.2.5、塔基承臺(tái)上下層鋼筋采用HRB400鋼筋雙層雙向，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)視塔吊型號(hào)設(shè)計(jì)確定，以保證塔基腳的整體穩(wěn)定性，詳見圖5.2。圖5.25.2.6、塔吊底腳預(yù)埋：預(yù)埋件應(yīng)用專用塔吊基礎(chǔ)節(jié)安裝在預(yù)先制作在混凝土承臺(tái)上的四個(gè)固定底腳上。固定底腳前，用經(jīng)緯儀測量塔吊基礎(chǔ)節(jié)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(yù)埋后保證塔基水平度偏差≤塔身截面寬度的1‰。基座安裝時(shí)應(yīng)先對(duì)準(zhǔn)中心軸線位置。垂直度校正時(shí)，底腳立筋下用鋼楔子找平，垂直度符合要求后再點(diǎn)焊固定。焊接時(shí)應(yīng)采取對(duì)角交叉施焊，防止因焊接變形造成垂直度發(fā)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(yīng)大于2m。塔身5m范圍內(nèi)保持水平開挖，防止土方擠壓塔身；隨土方開挖及時(shí)安裝鋼抱箍，焊接水平垂直桁架支撐進(jìn)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(tái)底面打入膨脹螺絲，安裝吊環(huán)，鋼抱箍采用高強(qiáng)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(shí)鋼抱箍與基礎(chǔ)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(chǔ)底板鋼筋交叉的技術(shù)處理1、塔吊樁位于基礎(chǔ)底板內(nèi)的區(qū)段在預(yù)先制作好的鋼套管上設(shè)置鋼板止水環(huán)做防水處理，鋼板止水環(huán)按基礎(chǔ)底板厚度每800mm設(shè)置一道。2、底板鋼筋綁扎塔吊基礎(chǔ)樁，不能穿過，在塔吊樁處斷開，現(xiàn)采取補(bǔ)強(qiáng)措施，具體如下：在塔吊樁周圈設(shè)加強(qiáng)筋，呈放射狀布置，節(jié)點(diǎn)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(jí)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(jié)構(gòu)相交處的樓板應(yīng)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(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行施工，鋼筋HPB235、HRB335、HRB400級(jí)材質(zhì)應(yīng)符合《鋼筋混凝土熱軋帶肋鋼筋》的要求；混凝土應(yīng)符合《預(yù)拌混凝土》要求；2、鋼材均采用Q235B，螺栓采用8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓，電焊條選擇E4303、E5003焊條，均應(yīng)符合《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》的要求。6.2、機(jī)具設(shè)備1、JK-90鉆孔樁機(jī)、汽車吊；2、電焊機(jī)、調(diào)直機(jī)、彎曲機(jī)。六、材料與設(shè)備7.1、砼灌注樁的質(zhì)量控制：7.1.1、樁位正確：1、結(jié)合工程特點(diǎn)，施工現(xiàn)場成立專門測量小組，測量組施測工作及計(jì)算結(jié)論必須由技術(shù)部人員復(fù)核。2、樁位測放采用直角坐標(biāo)控制，在場地南側(cè)和北側(cè)對(duì)稱設(shè)4個(gè)測站，每根樁就位前后均應(yīng)進(jìn)行重新復(fù)核，確保軸線位置準(zhǔn)確。3、所用測量儀器必須有合格證、鑒定證明，并經(jīng)過監(jiān)理單位復(fù)核后方可使用。7.1.2、樁的垂直度：1、鉆機(jī)就位后用水平尺雙向校正轉(zhuǎn)盤水平。2、鉆桿垂直度通過正面與側(cè)面經(jīng)緯儀觀察、校正，控制樁垂直度≤1%H。3、鉆進(jìn)過程中有專人隨時(shí)觀測機(jī)座轉(zhuǎn)盤的水平、鉆桿的垂直度。4、成孔結(jié)束后采用JJX-3A井斜儀進(jìn)行孔徑及垂直度檢測。5、鉆機(jī)就位后，測出轉(zhuǎn)盤標(biāo)高，再根據(jù)轉(zhuǎn)盤標(biāo)高結(jié)合設(shè)計(jì)要求來控制孔底標(biāo)高、砼面標(biāo)高及鋼筋籠頂標(biāo)高。測量各節(jié)鉆桿和導(dǎo)管的長度，并在最后一節(jié)上做好到位標(biāo)記。七、質(zhì)量控制7.1.3、成孔質(zhì)量：

1、待沉放鋼筋籠和導(dǎo)管以后，利用導(dǎo)管作二次清孔，合格時(shí)的泥漿比重要求同一次清孔。工地存放專用泥漿比重計(jì)，以便監(jiān)理部門或其它有關(guān)部門隨時(shí)檢查。二次清孔合格后經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收才能灌注砼。

2、當(dāng)發(fā)生坍孔現(xiàn)象時(shí)，成孔班長應(yīng)及時(shí)通知項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，采取回填I(lǐng)P>17的粘土并加大泥漿比重等方法，進(jìn)行補(bǔ)救。7.2、鋼抱箍及桁架焊接質(zhì)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(jìn)行打底焊接，并且焊接速度要均勻，同時(shí)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(duì)焊縫不到位處進(jìn)行補(bǔ)焊；再用4mm焊條進(jìn)行逐層焊接，在每層完成后清理電焊渣，并達(dá)到焊縫高度。

7.2.2、為控制焊接變形，同一構(gòu)件上盡量采用熱量分散、對(duì)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(diǎn)和熄弧點(diǎn)距接頭端部10mm以上。7.2.4、嚴(yán)禁在焊接區(qū)以外的母材上打弧，熄弧。焊縫區(qū)外的引弧斑痕應(yīng)通過磨光完全清除，磨光后應(yīng)采用磁粉檢查裂紋顯示，并在需要時(shí)按焊接工藝對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)。7.2.5、焊縫焊接后，檢查焊縫外觀質(zhì)量，如不符要求，應(yīng)打磨、修補(bǔ)焊縫。焊縫采用超聲波探傷，應(yīng)符合JGJ81—2002合格焊縫標(biāo)準(zhǔn)。八、安全措施

8.0.1、定期進(jìn)行安全教育、建立安全臺(tái)帳,進(jìn)行員工安全培訓(xùn),制定專項(xiàng)安全施工方案,嚴(yán)格進(jìn)行安全技術(shù)交底。

8.0.2、作業(yè)人員應(yīng)根據(jù)施工方案要求進(jìn)行施工作業(yè)，不得擅自改動(dòng)。

8.0.3、所有特殊工種人員（包括樁機(jī)、履帶吊司機(jī)、電工、電焊工、起重指揮工等）必須持證上崗，嚴(yán)格遵守本工種操作規(guī)程，嚴(yán)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(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，并且要隨時(shí)檢查，確保達(dá)到安全技術(shù)要求。

8.0.5、電焊機(jī)和其它電氣設(shè)備必須作絕緣檢測并由專職電工接線，操作人員必須嚴(yán)格使用安全防護(hù)用品。對(duì)于氣焊機(jī)等容易引起明火的設(shè)備，在使用過程中做好消防保護(hù)措施，杜絕引起明火。

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

8.0.7、大雨，大雪，濃霧天和五級(jí)及以上大風(fēng)禁止高處作業(yè)，嚴(yán)禁作業(yè)人員酒后作業(yè)及進(jìn)行與當(dāng)前作業(yè)無關(guān)的工作。

8.0.8、現(xiàn)場吊裝，樁機(jī)施工以及樁機(jī)移位等作業(yè)時(shí)必須有專業(yè)信號(hào)工統(tǒng)一指揮。夜晚作業(yè)應(yīng)有充足的照明，夜間指揮必須用明暗信號(hào)。

8.0.9、鉆孔時(shí)如遇卡鉆,應(yīng)即切斷電源,在沒查清原因之前,不得強(qiáng)行起動(dòng),嚴(yán)禁用手清除螺旋葉片上的泥土,發(fā)現(xiàn)緊固螺栓松動(dòng)時(shí),應(yīng)停機(jī)及時(shí)處理。

8.0.10、作業(yè)中,設(shè)專人負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)電纜。如遇停電,應(yīng)將各控制器放置零位,切斷電源,將鉆頭接觸地面。作業(yè)時(shí),發(fā)生機(jī)架搖晃、移動(dòng)、偏斜等,應(yīng)立即停鉆,查明原因,處理后再行作業(yè)。

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

8.0.12、嚴(yán)禁在土方開挖時(shí)施工機(jī)械碰撞塔身,土方開挖時(shí)要派專人看護(hù)。

8.0.13、吊裝作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁超載。

8.0.14、塔吊基礎(chǔ)澆筑后應(yīng)做好養(yǎng)護(hù)工作,及時(shí)做沉降及位移觀測點(diǎn),在塔吊搭設(shè)后應(yīng)立即進(jìn)行沉降及位移的原始觀測,做好記錄。

8.0.15、必須按規(guī)定做好塔吊基礎(chǔ)的防雷接地。

8.0.16、現(xiàn)場安裝人員作好安全檢查和防護(hù)用品使用監(jiān)督工作，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)安全管理制度。九、環(huán)保措施

9.0.1、施工垃圾使用廢品庫進(jìn)行分類處理并及時(shí)清運(yùn)，清運(yùn)前要灑水濕潤，減少揚(yáng)塵，嚴(yán)禁隨意凌空拋散造成揚(yáng)塵。

9.0.2、施工現(xiàn)場非施工道路場地，采用爐渣鋪墊，現(xiàn)場制定灑水降塵制度，配備專用灑水設(shè)備，并設(shè)專人負(fù)責(zé)每天淋水，防止揚(yáng)塵。

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

9.0.4、灌注樁施工現(xiàn)場設(shè)沉淀池和泥漿池儲(chǔ)存泥漿，使用過的泥漿要用專車運(yùn)輸出施工現(xiàn)場。排放的污水經(jīng)過沉淀后，方可排入市政污水管線。未經(jīng)處理的泥漿水，嚴(yán)禁直接排入市政排水管線。

9.0.5、樁基施工強(qiáng)噪聲作業(yè)必須嚴(yán)格控制作業(yè)時(shí)間，對(duì)人為施工噪音，應(yīng)有降噪措施和管理制度。

9.0.6、焊接施工中乙炔發(fā)生罐污水排放控制：施工現(xiàn)場由于氣焊使用乙炔發(fā)生罐產(chǎn)生的污水嚴(yán)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(chǔ)形式最大限度的發(fā)揮了塔吊的工作效率，減少了覆蓋盲區(qū)，且減少了塔吊數(shù)量的投入；

10.0.2、與傳統(tǒng)的基礎(chǔ)底板內(nèi)置塔吊基礎(chǔ)相比較，基坑土方可以一次開挖到位，節(jié)省工期。塔吊基礎(chǔ)施工工期至少提前一周，直接經(jīng)濟(jì)效益在20萬以上；

10.0.3、此種塔吊基礎(chǔ)剛度大，施工穩(wěn)定性好，為結(jié)構(gòu)施工提供了可靠的安全保障；