工法研究文本样本.docx
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工法研究文本样本
工法研究文本
高桩塔吊基础施工工法
完成单位：
天津市建工工程总承包有限公司 天津富凯建设集团有限公司
主要完成人：
郝宝林曹爽秋陈森崔萌杨新强
1．前言
在软土地区，建筑施工使用的塔式起重机的基础不能直接坐落在天然地基上，普通的做法是采用桩基础，在混凝土灌注桩上做一定尺寸的混凝土承台，然后将塔式起重机的地脚埋置在混凝土承台内。
由于混凝土承台体积较大，当施工现场狭小，周边地下管线复杂时，会混凝土承台施工带来许多困难。
而且工程完工后，必须将其拆除，否则将会影响后续室外工程施工。
随着城市建设地快速发展，地下室的面积越来越大。
考虑起重机的工作幅度与塔身附着，不得不将塔式起重机设置在基坑的中间部位。
此时，不论是在基坑开挖前立塔，还是在基坑开挖后立塔，塔机混凝土承台施工都存在诸多困难。
天津市建工工程总承包有限公司为解决上述施工难题，研发了直埋式塔吊基础装置，并形成了直埋式塔吊基础施工工法。
该装置取消普通做法中的混凝土承台，直接将塔吊底脚预埋在钢管混凝土顶部，减少施工工序，节省了混凝土承台的投入与拆除费用，从而降低了施工成本，经济效益与社会效益著。
本工法中的关键技术获得2项国家专利，“一种直埋在钢管混凝土柱内的塔吊地脚”获得国家实用新型专利。
专利证号：
“一种塔机基础”获得国家发明专利，专利证号：
。
2．工法特点
将塔机的地脚直接埋在钢管混凝土桩内，节省了混凝土承台，施工成本低。
塔机荷载传递路线明确，塔机使用安全、可靠。
施工工艺简单、塔机安装方便、快捷。
，形成工具式，可重复使用，节约了资源投入。
3．适用范围
、采用钢筋混凝土钻孔桩、四桩塔吊基础。
，市区适用于深度18m以内基坑，滨海新区适用于深度16m以内基坑。
t·m～420t·m（含420t·m）。
4．工艺原理
在塔基桩的顶部插入钢管，钢管内浇灌混凝土，将塔机的地脚直接插入钢管混凝土桩内。
在钢管、塔机地脚上设置的型钢与栓钉，增加钢管与混凝土灌注桩、塔机地脚与钢管混凝土的握裹力，满足抵抗塔机最大起重荷载与最大起重力矩产生的竖向力与抗拔力。
当塔机设置在基坑中部时，插入桩基中钢管可作为塔机机身的一部分，按照一定间距设置水平支撑，保证钢管的稳定性。
5．工艺流程与操作要点
5．1工艺流程
钻孔灌注桩施工钢管混凝土桩施工塔机地脚安装二次浇灌混凝土钢管顶部联系梁安装塔机安装随着挖土安装水平支撑钢管混凝土桩根部之间联系梁施工
5．2操作要点
：
1）应按工程的地质勘察报告、选用塔机的使用参数、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ187-2009）进行设计。
2）桩基直径应大于钢管外径300㎜。
3）桩长设计应满足《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ187-2009）。
4）桩基混凝土强度等级不应小于C30。
2．塔机桩施工
塔机桩宜采用泥浆护壁、反循环工艺成孔，二次清孔。
孔底沉渣厚底不应大于5㎝。
桩位偏差不应大于5㎝。
1．钢管选型与构造设计
1）当选用起重量300t·m～420t·m塔机时，钢管选用：
610㎜×12㎜；当选用起重量300t·m以下塔机时，钢管选用：
592㎜×10㎜。
2）。
插入混凝土桩内的部分在管侧壁均匀开直径为100㎜孔（）。
钢管底部设计要求的范围内，在外侧均匀设置栓钉（）。
钢管顶部设计要求的范围内，在钢管的内侧均匀设置栓钉，栓钉长度与直径同底部（）。
3）钢管与下部桩基钢筋笼采用焊接连接。
钢管侧壁与钢筋笼搭接长度不应小于580㎜。
（）
4）在距钢管顶部2m处，开设尺寸为：
150×200㎜混凝土溢流口。
（）
2．钢管的插入
当灌注桩钢筋笼下至露出地表4m的位置时，用吊车吊起钢管，对准钢筋笼中心，插入钢筋笼中，将端部12Φ25与钢筋笼的主筋相连焊接牢固,连成整体。
焊接完成后，钢筋笼与钢管同时下放至设计要求的标高，钢筋笼安放位置要准确，标高控制偏差：
±1cm。
钢管管插入完成后，在溢流口的一侧，挖深度2m的坑，用于收集钢管桩内混凝土超灌部分。
3．混凝土浇筑
钢管内混凝土分二次浇筑。
第一次浇筑同桩基一起施工，浇筑高度至钢管顶部2m处，钢管内混凝土强度等级与桩基相同。
安装完成塔机地脚后，进行第二次混凝土浇筑。
钢管内采用微膨胀混凝土，以保证混凝土与钢管的紧密结合。
当第一次混凝土浇筑完成至预定标高后，在混凝土终凝前，及时清除钢管内混凝土的超灌部分后，保证钢管桩内的混凝土强度满足设计要求。
同时采用碎石屑，将钢管外侧与孔壁之间的间隙回填密实，保证钢管的位置稳定。
塔机地脚安装
1．塔机地脚的构造
1）塔机地脚插入钢管内的长度不应小于1800㎜。
。
钢管柱
2）钢管顶部内配置2m长钢筋笼。
3）在地脚的底部焊接4根钢筋，用于调整地脚与第一次浇筑混凝土界面的标高。
2．塔机地脚定位
首先，将四个塔机地脚，使用塔机供应商提供的连接杆件，通过销钉固定连接成一个整体。
然后在钢管桩的周边设置控制点，采用水平仪与经纬仪测定地脚的位置与水平标高，安放地脚。
最后，使用型钢将地脚与钢管焊接固定。
钢管顶部联系梁安装
在四根钢管桩之间安装型钢联梁形成整体（）。
在钢管顶部焊接柱箍，钢梁与柱箍采用高强螺栓连接。
5
塔机安装
塔机安装必须在四根钢管桩连接成整体，二次浇筑部位（0～2m处）混凝土达到强度85%后进行。
当塔机工作的自由高度60m时，塔机安装自由高度由钢管桩顶部算起不应大于40m。
当塔机工作的自由高度小于60m时，塔机安装自由高度由钢管桩顶部算起不应大于30m。
塔身安装重直度偏差不得大于L×4‰。
（L=钢管桩高度+塔机首次安装高度）。
地下室结构施工完成，钢管桩与±，塔机的自由工作高度可恢复到塔机自身允许高度。
水平支撑安装
随着基坑开挖的加深，每2m安装一道水平支撑。
。
钢管混凝土桩根部之间联系梁施工
1．当基坑开挖至设计基底标高后，进行钢管混凝土桩根部之间联系梁施工。
此联系梁上皮标高为基底垫层下皮标高。
联系梁混凝土强度等级C30，垫层为C15，钢筋：
ФHPB235、HRB335。
—1
-1钢管桩根部之间联系梁
2．钢管桩穿过工程基础结构时，在钢管桩上焊止水钢板环。
6.材料与设备
6．1材料
塔基桩、混凝土联系梁施工材料无需特殊要求。
钢管、水平支撑、锚栓材质型号均为Q235。
，配一个10H螺母及二个HRC35～45硬度垫片。
焊接材料：
自动或半自动焊接时，采用H08MnA（Q345B），H08A（Q235）焊丝和相应的焊剂，焊丝应符合GB1300-77规定；手工焊接时，采用E50XX（Q345B），E43XX（Q235）型焊条，焊须符合GB5117-85的规定。
6．2机具设备表
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
用途
1
工程钻机
GPS-15
台
1
灌注桩施工
2
汽车吊
25t
台
1
钢管、钢筋笼吊装
3
汽车吊
台
2
塔机安装
4
反铲挖掘机
1m3
台
1
土方开挖
5
钢筋弯曲机
GW40
台
1
钢筋加工
6
钢筋切割机
GJ40
台
1
钢筋加工
7
电焊机
BX-300
台
2
钢筋加工
8
经纬仪
J2-2
台
1
测量
9
水平仪
S3
1
测量
执行行业规范《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008标准
7．1．1塔基桩施工允许偏差表
桩径偏差（mm）
垂直度允许偏差（%）
桩位允许偏差（mm）
≤-50
1
50
执行国家规范《钢结构工程施工及验收标准》GB50205-2001标准
钢管构件外形尺寸的允许偏差表（㎜）
1．钢构件焊缝均采用角焊缝，满焊，电小焊角尺寸与两焊件中较薄焊件厚度相同。
2．焊接质量的验收等级：
钢管桩、水平支撑均按三级检验。
、垂直度及成孔质量控制
，使用全站仪进行复测。
，应先将钻头垂直吊稳后，再导入孔内。
进入孔内后，不得松刹车，高速下放。
如发现有阻力，应将钻具下放，使钻头反向转动后再提，不得强行提拉。
3．钻进中，当发现塌孔、偏孔、斜孔时，应及时处理。
发现缩颈时，应经常提动钻具，修护孔壁，每次冲击时间不宜过长，以防卡钻。
4．整个成孔过程中，～，以液柱的静压和渗压保持孔壁稳定。
、钢管运输和安装过程中，避免碰撞，防止变形。
、钢管吊入桩孔时，防止碰撞孔壁造成变形。
，吊放过程中控制钢管及钢筋笼标高。
并在混凝土灌筑前及灌筑完成后进行检测，如有偏差使用千斤顶进行调整。
，应采取防止构件变形和损伤的措施，安装前应严格检验。
、水平支撑受力后，不得随意在其上焊接连接件，焊接连接件必须在构件受力之前完成。
，钢材表面应进行认真除锈处理；在制作后钢材表面应刷两遍防锈漆。
，钢管立柱周边1m由人工清理，防止机械磕碰立柱。
标高控制
：
在钢管上端做可测设标记，在钢管吊装完成，混凝土浇筑前进行复测，偏差控制在1cm以内，如偏差过大，使用千斤顶调整。
标高调整合格后，进行混凝土浇筑。
：
在钢管桩顶端四个塔机地脚安装过程中分别测设标高，控制其外露高度一致，方可浇筑混凝土。
，必须将钢管桩内的混凝土松动部分清理干净。
，防止钻孔时突然倾倒，造成人员伤亡和设备损坏。
，应根据设备情况、地质条件和孔内情况变化，认真控制泥浆密度、孔内水头高度、护筒埋设深度、钻机垂直度、钻进和提钻速度等，以防塌孔，造成机具塌陷。
，应用盖板封严，以免掉土或发生人身安全事故。
，电路要架空设置，不得使用不防水的电线或绝缘层有损伤的电线。
电闸箱和电动机要有接地装置，加盖防雨罩；电路接头要安全可靠，开关要有保险装置。
，休息或作业结束时，应切断操作箱上的总开关，并将离电源最近的配电盘上的开关切断。
，吊机施工范围内闲人不得停留，同时设专人维持现场秩序，并由经验丰富的起重工专门指挥，做到有组织、有秩序，合理进行施工。
混凝土灌注时，装、拆导管人员必须正确佩戴安全帽，并注意防止扳手、螺丝等掉入桩孔内；拆卸导管时，其上空不得进行其他作业，导管提升后继续浇注混凝土前，必须检查其是否垫稳或挂牢。
基坑开挖过程中应对塔机的变形和位置随时进行跟踪监测，当塔身倾斜达到3‰L时应进行报警，当倾斜大于4‰L时，基坑应立即停止开挖。
查找、分析原因进行加固处理后，再进行开挖施工。
、集浆坑，对废浆、污水进行集中，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。
。
做好泥浆、弃渣及其它工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施。
废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按环保要求的指定地点排放。
弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。
。
采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。
，取消了混凝土承台，节省了施工场地，可节省直接费用：
42000元
，可在基坑开挖前立塔，并且使塔吊的覆盖面积达到最大，提高施工效率，缩短施工工期。
，不需要进行混凝土承台处理，减少了环境污染。
11．应用实例
11．1汇融大厦工程
工程位于和平区建设路与保定道交口，㎡，地上28层，，，地下4层，。
基坑面积约10000㎡，施工场地十分狭小，建筑物外侧没有安装塔机的条件。
工程应用本工法，土方开挖前，采用了高桩塔基基出，在基坑内安立了2台塔机，其型号分别为：
MC320、STT253，工作半径分别为：
70m、64m。
塔机首次安立的最大高度（由基坑底算起）达60m，其中钢管桩高度：
17m。
在工程地下室施工过程中，塔机完成了6000吨钢筋、70000吨模板、大型工具吊运工作，使用安全、可靠。
由于塔机在基坑开挖前安装，提高了地下室施工材料运输效率，3个月完成了地下室4层混凝土结构施工。
节省塔基混凝土承台费用：
10万元。
该工程位于天津滨海新区核心的中心商务区内。
建筑物地下一层，地上九层（局部十层）。
建筑面积为119628㎡，地下建筑面积为46557㎡。
基坑开挖深度：
6m。
由于基坑面积较大，考虑塔机的覆盖面积，4台塔吊安装在基坑中间。
型号分别为6017C、STT293。
基坑开挖前采用了高桩塔基安装了塔机，负责地下室与主体施工的材料运输。
首次安立塔机自由高度：
40m,钢管柱高度：
7m。
塔机使用安全，可靠，节省混凝土塔基费与拆除费用30万元，节省工期：
20天。
.天津文化中心图书馆
天津市文化中心图书馆位于天津市河西区越秀路以东、乐园道以南、隆昌路以西、平江道以北天津市文化中心场地内。
建筑物总建筑面积为60152m2。
地下一层为型钢混凝土框架-剪力墙结构；地上五层（中间设局部夹层），采用钢框架-支撑结构，建筑物中心部分为悬挑吊挂式钢结构框架，。
考虑施工现场的实际情况，4台7032型塔吊全部设置的基坑内。
为了加快施工速度，在基坑开挖前4台塔吊全部安立完成，用于配合基坑的土方开挖与地下室施工材料的垂直与水平运输。
塔机基础全部采用了高桩塔吊基础，使用效果良好，节省混凝土塔基混凝土承台费用与拆除费用30万元，缩短工期15天。
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