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1、地下室樁承臺外置塔吊三角形樁基礎(chǔ)施工工法陳鈞頤 蔣躍平 周吉森 成衛(wèi)東 季鴻1.前言隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，各大中城市高層建筑不斷增多，塔式起重機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，塔吊已成為高層建筑施工垂直運輸?shù)闹鲃用}。目前塔吊基礎(chǔ)設(shè)計時，對平面尺寸，特別是橫向尺寸較小的地下室，常選擇將塔吊布置在地下室外側(cè)。當(dāng)遇到軟弱土層時,往往采用在地下室基礎(chǔ)外另打4根樁基進(jìn)行承載，以滿足塔吊對基礎(chǔ)的承載力的要求，這不僅施工復(fù)雜、占用工期長且造價高；我們選取了新的塔吊樁承臺基礎(chǔ)，即利用地下室邊沿工程樁和結(jié)構(gòu)筏板或承臺外置塔吊三角形樁基承臺施工技術(shù)，通過計算可使塔吊基礎(chǔ)的成本大大降低，該技術(shù)以取得國家實用新型專利，專利證

2、書號為2978385。2.工法特點在軟弱土層地基的工程中，充分利用地下室邊沿工程結(jié)構(gòu)樁和少部分結(jié)構(gòu)筏板，留置筏板施工縫，外置樁基形成三角形塔基承臺。這樣每個塔吊可以利用兩根工程樁，間距宜在46米之間，只需在結(jié)構(gòu)外圍補(bǔ)打一根樁，組成一個三樁承臺塔吊基礎(chǔ)，利用建筑物承臺與塔吊基礎(chǔ)連成一體，通過計算可以滿足塔吊對基礎(chǔ)的承載力要求， 使塔吊提前安裝使用。如圖1所示： 圖1塔吊基礎(chǔ)位置及地下室底板留設(shè)施工縫圖3.適用范圍適用于場地較小，地下室塔吊外置、地質(zhì)條件不良的軟弱土層，其地基承載力小于塔基最低要求的塔吊樁基礎(chǔ)工程。4. 工藝原理 在地下室結(jié)構(gòu)筏板施工前，先確定塔吊位置，每個塔吊可以利用兩根工程邊樁

3、，間距宜在46米之間，再在結(jié)構(gòu)外圍補(bǔ)打一根樁，組成一個三樁承臺塔吊基礎(chǔ)，利用建筑物承臺與塔吊基礎(chǔ)連成一體，使塔吊更加安全可靠，通過計算可以滿足塔吊對基礎(chǔ)承載力的要求，塔吊基礎(chǔ)的成本大大降低，通過留置筏板施工縫，三樁塔吊承臺基礎(chǔ)混凝土提前灌注，使塔吊提前安裝使用。5.工藝流程及操作要點仔細(xì)研究圖紙結(jié)合地下室邊沿基布置圖選擇塔吊合理的安裝位置根據(jù)塔吊荷載設(shè)計塔吊（工程樁和附加樁）基及承臺根據(jù)塔吊荷載設(shè)計復(fù)核確定筏板施工縫的留置及處理方法打樁樁檢測塔吊基礎(chǔ)施工塔吊安裝正常使用及沉降觀測5.1塔吊安裝位置選擇要點：5.1.1充分考慮塔吊安裝及拆除是否簡單、方便，過于復(fù)雜的安拆方法一方面會造成安全隱患的

4、增大，另一方面也不經(jīng)濟(jì)可行，所以選取最為方便簡單的拆除方法是首要確保的。5.1.2塔吊使用效率要最大化，盡量做到作業(yè)面沒有死角。5.1.3塔吊采用樁基時，盡可能多地支撐在結(jié)構(gòu)工程樁上，使塔吊基礎(chǔ)除結(jié)構(gòu)樁外增加的樁基盡可能最少，選取時應(yīng)結(jié)合原工程樁的間距，不宜過大，也不宜過小，以45米間距為宜。5.2塔吊樁基礎(chǔ)設(shè)計要點：塔吊樁基選取成等邊三角形形狀，這樣便與計算每個樁上實際的受力情況，找出最不利狀態(tài)，計算簡單易懂易執(zhí)行。其位置平面圖如圖2、3所示： 圖2塔吊基礎(chǔ)位置平面圖圖3結(jié)構(gòu)簡化圖塔吊樁基計算時應(yīng)選取塔吊處于的兩個最不利方向進(jìn)行計算，即沿Y軸方向和平行于X軸方向進(jìn)行計算，選取兩者受力大的作為

5、樁基設(shè)計（工程樁可滿足要求）及承臺配筋依據(jù)（主體結(jié)構(gòu)施工時，室內(nèi)地面、墻體等裝飾未施工，樓面活荷載也未加上，故工程樁承載力有一定的富余系數(shù)可滿足塔吊基礎(chǔ)荷載）。如圖4、5所示圖4 Y軸方向受力簡圖圖5 平行于X軸方向受力簡圖5.3鉆孔灌注樁操作要點：5.3.1孔內(nèi)的沉渣與沉淤 沉淤的控制主要是提高泥漿質(zhì)量和減少空孔時間。用正循環(huán)成孔，反循環(huán)清孔的工藝。重視砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分鐘左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥漿的抽吸作用導(dǎo)致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短時間內(nèi)不會沉淀。此時灌注砼，砼墜落的巨大沖擊力還能濺除最后殘余的部分沉渣與沉淤，可基本上將孔底沉渣清除干凈。 5.3.2混凝土的

6、灌注 成孔后孔內(nèi)混凝土的灌注是最后一道也是最關(guān)鍵的一道工序。在保證混凝土質(zhì)量合格的前提下，導(dǎo)管法水下灌注混凝土要克服很大的灌入阻力保證混凝土樁身質(zhì)量，必須有相當(dāng)大的沖擊力，沖擊力越大，完成混凝土灌注的時間越短，砼樁身越均勻。使用大體積砼沖擊灌注法，每一斗灌注都是將2至3方砼在大斗中積蓄夠量，出料口直接插入導(dǎo)管，然后打開活門一次連續(xù)沖擊下去。當(dāng)砼灌注到樁頂部位時，為了保持足夠的沖力，必須注意導(dǎo)管要留有一定的長度，一般為10m左右，灌注時及時上撥，保證高度產(chǎn)生沖力，使樁頭部分的砼質(zhì)量不至降低。如圖6所示圖6 大體積砼沖擊灌注法圖5.4塔吊樁基礎(chǔ)操作要點考慮到塔吊基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)筏板或承臺有部分重合，塔吊

7、基礎(chǔ)鋼筋應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)圖與塔吊基礎(chǔ)設(shè)計圖選取大者；塔吊基礎(chǔ)螺栓采用定位框固定，確保預(yù)埋螺栓位置準(zhǔn)確無誤。如圖7、8、9、10所示圖7 基礎(chǔ)螺栓定位圖塔吊基礎(chǔ)與地下室承臺結(jié)構(gòu)相連部位埋設(shè)3004（厚）止水鋼板，確保施工縫處不滲水。圖8基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)相連部位預(yù)埋止水鋼板圖9基礎(chǔ)完成圖一圖10基礎(chǔ)完成圖二5.5塔吊安裝前的調(diào)平：塔吊安裝前應(yīng)對預(yù)埋的螺檢底面進(jìn)行抄平，找出塔吊基礎(chǔ)節(jié)四角的最高點，以最高點為基點，對較低點采用薄鋼墊至基點標(biāo)高。如圖11、12所示圖11塔吊安裝前的調(diào)平圖11塔吊安裝后圖片6. 材料與設(shè)備6.1主要材料：6.1.1預(yù)拌混凝土標(biāo)號、承臺高度、鋼筋：按結(jié)構(gòu)筏板和塔吊圖紙要求以高的大的使用

8、。6.1.2預(yù)留鋼板止水帶：按3mm鋼板使用6.1.3灌注樁混凝土及鋼筋以設(shè)計計算結(jié)果使用6.1.4塔吊埋件按塔吊圖紙使用6.2主要設(shè)備6.2.1鉆孔灌注樁機(jī)組一套6.2.2塔吊基礎(chǔ)埋件按原電梯廠家生產(chǎn)圖紙配制安裝。6.2.3混凝土澆筑、鋼筋加工、混凝土戳樁切割、焊接機(jī)械，其它所需機(jī)械運輸工具，測量放線儀器等。7. 質(zhì)量控制7.1 工程質(zhì)量控制 參照執(zhí)行現(xiàn)行國家、地方（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范如下：施工塔吊安裝說明書建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB500072011建筑工程樁基技術(shù)規(guī)范JGJ98-2008建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程（JGJ33-2012）大型塔式起重機(jī)

9、混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程 JGJ/T301-2013 高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范JGJ6-2011建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50202-2009混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204-2002（2011版）混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范GB50666-2011建筑工程質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50300-2013）7.2質(zhì)量保證措施7.2.1設(shè)專人負(fù)責(zé)對進(jìn)場材料驗收檢查，專人負(fù)責(zé)材料復(fù)試，驗收合格方可使用。7.2.2 加強(qiáng)過程控制，施工過程設(shè)專人驗收檢查，確保每一步工程質(zhì)量符合設(shè)計和規(guī)范要求。7.2.3在工程施工中，做到防患于未然。提高工人自我控制的意識和能力，施工中嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、

10、規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，提高工序質(zhì)量。7.2.4加強(qiáng)施工的過程監(jiān)督、檢查，嚴(yán)格實行“三檢制”，工序交接必須經(jīng)質(zhì)量檢查員的檢驗合格后由有關(guān)人員的簽字方可進(jìn)行。7.2.5地下室底板留設(shè)施工縫，板中預(yù)留鋼板止水帶，底板及外墻鋼筋按圖設(shè)置。7.2.6重視砼灌注前的清孔，保證混凝土樁身質(zhì)量。塔吊基礎(chǔ)螺栓采用定位框固定，確保預(yù)埋螺栓位置準(zhǔn)確無誤。8.安全措施8.1認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工實際情況，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負(fù)責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，抓好安全生產(chǎn)。8.2施工現(xiàn)場按符合防火、防風(fēng)、防雷、防洪、防

11、觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并完善布置各種安全標(biāo)識。8.3進(jìn)場前，應(yīng)對工人進(jìn)行技術(shù)交底，并做好記錄。8.4鉆孔機(jī)械的起重、吊裝、運輸?shù)壬婕暗教胤N設(shè)備或特殊工種等特種作業(yè)人員的，必須要持有主管部門核發(fā)的上崗證。9.環(huán)保措施9.1將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識醒目，施工場地整潔文明。9.2對于鉆機(jī)成孔過程，保持施工現(xiàn)場的干凈整潔。9.3設(shè)立專用排漿溝、集漿坑，對廢漿、污水進(jìn)行集中，認(rèn)真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。9.4優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機(jī)械。采取設(shè)立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時盡可能避免

12、夜間施工。10.效益分析本工法與常規(guī)施工工藝相比，由于利用現(xiàn)有工程樁及少部分結(jié)構(gòu)筏板，只需在結(jié)構(gòu)外圍補(bǔ)打一根樁，形成三角形塔吊承臺，作為受力結(jié)構(gòu)其受力性能良好，安全性高，體現(xiàn)了本工法的先進(jìn)性和新穎性；同時利用建筑物承臺與塔吊基礎(chǔ)連成一體，使塔吊基礎(chǔ)更加安全可靠，使塔吊提前安裝使用。能較大幅度降低塔吊基礎(chǔ)造價，減少了工程量，縮短了工期，體現(xiàn)了該工法巨大的經(jīng)濟(jì)效益。使用三樁承臺塔吊工程主體結(jié)構(gòu)施工階段，經(jīng)歷了海南建省以來多次大的強(qiáng)臺風(fēng)襲擊，塔吊運行正常、安全可靠，受到當(dāng)?shù)匕踩O(shè)備主管部門的表彰。11.應(yīng)用實例11.1濱江帝景四期工程由?？谥薪鹁檬⒎康禺a(chǎn)咨詢服務(wù)有限公司投資興建，由海南元正建筑設(shè)計咨

13、詢有限責(zé)任公司設(shè)計，安徽國漢建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司監(jiān)理。工程由六棟十八十九層高塔樓及一層人防地下室組成?？偨ㄖ娣e59581.01 m2，其中AF棟樓地上面積48154.21 m2，地下室建筑面積：11426.80m2 需設(shè)六臺塔吊。該工程地下水位較高，地質(zhì)條件復(fù)雜，地基承載力無法滿足塔吊對基礎(chǔ)的承載力要求，決定利用現(xiàn)有工程樁另外增加一根灌注樁作為塔吊基礎(chǔ)，滿足了工程的各項要求，取得了令人滿意的結(jié)果。如圖12所示圖12塔吊安裝后效果圖11.2、西海岸專家公寓工程位于?？谑虚L流起步區(qū)長濱東四街，總建筑面積70446.62。四棟塔樓為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，18層/1層。需設(shè)四臺塔吊。該工程地下水位較高，地質(zhì)條件復(fù)雜，地基承載力無法滿足塔吊對基礎(chǔ)的承載力要求，決定每個塔吊可以利用兩根工程樁只需另外增加一根灌注樁，滿足了工程的各項要求，取得了令人滿意的結(jié)果。11.3四季華庭三期-陽光華府14#工程工程，由4棟33層的公寓樓及二層地下室組成，結(jié)構(gòu)型式均為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)選用鉆孔灌注樁，需設(shè)三臺塔吊。考慮到場地內(nèi)珊瑚碎屑層的分布不均，其承載力小于塔基對地基承載力的最低要求，且其下方有更不利的軟弱層淤泥層，厚度較厚，承載力僅70 KPa，決定塔吊基礎(chǔ)選取樁基礎(chǔ)。選取三樁承臺，每個塔吊可以利用兩根工程樁只需另外增加一根灌注樁，通過計算可以滿足塔吊對基礎(chǔ)的承載力要求，使塔吊基礎(chǔ)的成本大大降低。