深基坑工程的塔吊支撑体系设计与施工.docx
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深基坑工程的塔吊支撑体系设计与施工
深基坑工程的塔吊支撑体系设计与施工
作者：
单位：
日期：
20年月日
目录
1、工程概况2
2、塔吊选型2
3、塔吊基础的设计3
4、塔吊基础施工3
5、塔吊基脚底座安装6
6、塔吊安装7
7、需要注意的问题7
8、结束语8
附图
深基坑工程的塔吊支撑体系设计与施工
【摘要】对于深基坑、基坑面积大、场地狭小，布置多台塔吊的工程先进行立塔安装工作，再进行基坑土方开挖，节省了工期，提高了功效。
【关键词】深基坑塔吊基础设计施工安装
目前对于一般工程施工而言，立塔工作都是在土方开挖后进行，基础采用钢筋混凝土基础；而对于深基坑、基坑面积较大，布置多台塔吊，并且布置在基坑内部，加上地基土质为软土、淤泥土的工程，对塔吊的基础埋深、设计、施工与安装极为重要。
本文就我公司在**承建的**国际广场工程中采取灌注桩、钢管柱的塔吊基础设计与施工方案，得到了成功应用作介绍。
1、工程概况
****国际广场工程，位于**市天塔道，与电视塔遥遥呼应，建筑面积96000m2，地下3层，地上38层，6层以上分为三栋主楼，6层以下为裙房，地下室结构采取逆作法施工，基坑深度-15.2m，檐高130.0m，现场布置3台塔吊作为运输吊装使用。
其中2台布置在基坑中部，加上基坑土质为粉质粘土和淤泥土，对塔吊的基础设计与施工带来了困难，针对该工程状况，我们研究了一套方案采用灌注桩、钢管柱及钢管底座承台构成的钢结构体系塔吊基础，满足了塔吊承载力、稳定性及安全使用的要求。
2、塔吊选型
根据本工程结构施工特点及规模，现场选用3台张家港波坦生产的附着式QTZ125G自升式塔吊，臂长55.0m，独立高度为50.5m，塔吊最大顶升高度达140m，以满足建筑物高度使用要求，每台塔吊整机自重达110T，平衡臂重16.7T，即自重126.7T，故对基础的设计要求较高。
3、塔吊基础的设计
根据塔吊附着式固定基础的安全使用要求，通过计算，采用钢筋混凝土灌注桩及钢管固定底座作为塔吊基础，即用4根φ800mm钢筋混凝土灌注桩作为基础承载要求，桩深度为25m，桩顶标高在垫层下皮，即-15.20m，用4根φ529×12mm螺旋钢管作为钢管柱插入混凝土灌注桩中，插入深度为2500mm，钢管柱顶标高在±0.00以上500mm以上，钢管柱顶设计4个固定塔吊地脚底座，采用φ850×12mm螺旋钢管和40mm厚钢板箍加工焊接而成，整个底座用30号工字钢连接固定，钢管柱间用φ114×4mm钢管作水平面、垂直面支撑连接焊接，形成钢结构塔基底座体系，所有钢管柱内均填满C30混凝土，达到塔吊安全使用要求。
详见附图-1、附图-2。
3.1材料的选用
钢构件：
所有钢管及钢板选用力学性能稳定的Q235钢，其材质应符合《碳素结构钢》（GB700-88）的相应规定，严禁使用有明显变形、裂纹、压扁和严重锈蚀的钢管。
焊条：
采用E43型焊条，焊缝等级为二级焊缝。
混凝土：
C30混凝土，掺加微膨胀剂。
钢筋：
HRB335级。
所有材料进场必须具有检验报告、出厂合格证，经验收合格后方可使用。
4、塔吊基础施工
4.1灌注桩施工前，必须清理塔吊周边堆杂物，场地平整，塔吊桩位置4000mm范围内先浇筑100mm厚C20混凝土，达到平整和混凝土强度要求，以便于桩位垂直度及标高的控制。
4.2灌注桩施工工艺流程
定位放线→钻孔机就位→钻孔→注泥浆→下套管→继续钻孔→排渣→清孔→吊放钢筋笼→插入混凝土导管→射水清底→
浇筑混凝土→拔出导管→插入钢管柱→浇筑混凝土
4.3定位放线：
根据塔吊平面位置及尺寸，对桩位进行定位放线，弹出中心线，并注明桩编号。
4.4钻孔机就位：
钻孔机就位时，必须在孔口拉好十字线，机架保持平稳，钻头对准桩位中心，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。
4.5钻孔及注泥浆：
调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进，出土达到一定深度（视土质和地下水情况）停钻，孔内注入事先调制好的泥浆，然后继续钻进。
4.6下套管：
钻孔深度到5m左右时，提钻下套管。
（1）套管内径应大于钻头100mm。
（2）套管位置应埋设正确和稳定，套管与孔壁之间应用粘土填实，套管中心与桩孔中心线偏差不大于50mm。
（3）套管埋设深度：
在粘性土中不宜小于lm，在砂土中不宜小于1.5m，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。
4.7继续钻孔：
防止表层土受振动坍塌，钻孔时不要让泥浆水位下降。
施工中应经常测定泥浆相对密度。
4.8孔底清理及排渣：
（1）在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。
排渣泥浆的相对密度应控制在1.1～1.2。
（2）在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度应控制在1.1～1.3。
4.9吊放钢筋笼：
钢筋笼吊放前应绑好砂浆垫块；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，钢筋笼放到设计位置时，应立即固定，防止上浮。
4.10射水清底：
在钢筋笼内插入混凝土导管（管内有射水装置），通过软管与高压泵连接，开动泵水即射出。
射水后孔底的沉渣即悬浮于泥浆之中。
4.11浇筑混凝土:
停止射水后，应立即浇筑混凝土，随着混凝土不断增高，孔内沉渣将浮在混凝土上面，并同泥浆一同排回贮浆槽内。
（1）水下浇筑混凝土应连续施工；导管底端应始终埋入混凝土中1.5-2.0m；导管的第一节底管长度应≥4m。
（2）混凝土的配制：
（a）使用商品混凝土，强度等级C30。
（b）配合比应根据试验确定，在选择施工配合比时，混凝土的试配强度应比设计强度提高10%～15%。
（c）水灰比不宜大于0.6。
（d）有良好的和易性，在规定的浇筑期间内，坍落度应为16～22cm。
（e）水泥用量一般为350～400kg/m3。
（f）砂率一般为45%～50%。
4.12拔出导管：
混凝土浇筑到桩顶标高时，应及时拔出导管。
4.13钢管柱插入
（1）当灌注桩混凝土达到标高，拔出导管，利用吊车将钢管柱插入桩内，钢管柱φ529×12mm，插入桩中深度2500mm，插入时利用固定架底座，保持垂直度和保护层，防止插偏和插斜，并用调整螺杆调整立柱垂直度。
（2）固定好钢管柱，随即在桩内及管内再次连续浇灌同强度等级混凝土，采用导管灌入，随浇随拔出至柱顶标高。
5、塔吊基脚底座安装
待钢管柱混凝土强度达到设计强度的70%后，方可在其上安装基脚底座，底座采用φ850×12mm螺旋钢管和40mm厚钢板箍加工焊接而成。
预先加工40mm厚钢板箍，中间开孔，孔径为505mm,，与钢管柱上口吻合，然后将加工的钢管箍置于柱顶，沿周边双面焊接，焊缝高度10mm，焊缝等级二级。
钢板箍直径为1329mm，每边比钢管柱大400mm，
焊板箍焊接后，拉线弹出预埋地脚螺栓位置线，每个塔吊地脚用4根φ28mm螺栓固定，总长度为550mm，锚入450mm。
地脚螺栓4根预先用同直径钢筋作为上下横杆连接固定好，其间距与塔基地脚孔位置对应，按放出的位置线放置于钢管柱中，并在钢管柱中加焊钢筋与钢管柱固定，复检合格后，浇筑同强度等级混凝土（掺膨胀剂）至柱顶上口平齐。
待混凝土强度达到设计强度的100%后，放置塔基地脚，孔中心对准螺栓，随即对地脚的水平平整度进行测量及校正，合格后用双螺帽固定拧紧，塔基地脚底板与钢板箍沿周边焊接。
焊接完成后，再次浇筑同强度等级混凝土（掺膨胀剂）至φ850钢管上口平齐，待混凝土强度达到设计强度的100%后，方可安装塔吊，见附图三现场实体图。
6、塔吊安装
6.1塔吊安装先安装底部加强节，并对垂直度进行测量。
依次由下往上安装标准节及整个塔机至一定高度，安装完成后，即可进行土方开挖。
6.2塔吊安装垂直度必须执行QTZ125G自升塔或起重机使用说明书规定，确保安全。
6.3为考虑安全起见，塔吊附着高度应比厂家使用说明书中的安装高度低10.0m，即为30.0m，第一道附墙向上附着间距不变。
7、需要注意的问题
7.1塔吊基础灌注桩相对位置要准确，桩位允许偏差小于30mm，相对位置偏差小于10mm。
7.2塔吊基础桩周边土方随基坑一同开挖，在塔身5m范围内要确保开挖面基本达到水平，防止土方挤压塔身。
7.3随土方向下开挖，随即对塔基钢管柱安装水平及垂直面钢支撑，土方开挖至基底后，立即对塔基框箍进行水平支撑的加固焊接。
7.4塔基钢管柱穿过基础底板时，预先在桩上焊接钢板止水环，浇筑基础底板混凝土。
7.5结构楼层板与塔基相交处，在结构楼板上留设预留洞，洞边距钢管壁100mm，四周用木楔塞严，并与钢结构塔身软连接。
7.6严禁在土方开挖时施工机械碰撞塔身，土方开挖时要派专人看护。
7.7钢管内地脚处分两次浇筑混凝土，要注意凿出表面浮浆，并凿毛，插入焊好的钢筋网片，浇筑混凝土掺入微膨胀剂，振捣密实。
7.8钢管柱内混凝土必须连续浇筑，达到混凝土密实要求。
7.9留置混凝土试块，同条件两组，标养两组。
8、结束语
该塔吊基础设计施工方案对于塔吊位于基坑内的深基坑工程以及地基土质软弱层地下逆作法施工来说，必须先安装塔吊后，再进行土方开挖，带来了施工方便、快捷，基坑土方可以一次开挖到位等优点，节省了工期，并能满足基础施工垂直及水平运输的要求，提高了工效，带来了很好的经济效益。
附图－1
附图－2
附图－3
现场实体图
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