利用基坑混凝土支撑体系支撑塔吊基础的施工技术

利用基坑混凝土支撑体系支撑塔吊基础的施工技术

向广旭刘玙江张国乐贺森

中国建筑第八工程局有限公司上海分公司上海200000

摘要：传统的塔吊基础采用的是桩承台基础，本工程是利用基坑混凝土支撑体系作为塔吊基础，通过受力计算分析，对支撑体系进行加固。本文从受力计算分析和现场施工控制要点两个方面进行详细阐述，满足现场施工要求的同时，在绿色施工方面及经济效益方面取得了良好的效果。

关键词：塔吊基础；基坑混凝土支撑体系

1工程概况

周家渡01-07地块项目位于新兴世博后滩商务区，紧邻地铁6、7号线高科西路站西北侧，工程总建筑面积75968㎡，其中地下建筑面积25555㎡，地上建筑面积50413㎡。

基坑总面积约12425㎡，基坑总延长613m，基坑周边采用800厚“两墙合一”地下连续墙作为基坑围护体。基坑竖向设置2道钢筋混凝土支撑，支撑梁截面尺寸为1000mm*800mm，中心标高分别为-3.300m、-7.100m。支撑立柱桩为Ø650钻孔灌注桩（Ø650mm钻孔灌注桩，桩顶5m扩径至Ø800mm），钢立柱规格采用4L160×16角钢格构柱。

2塔吊布置安排

为保证本工程施工阶段的材料水平和垂直运输，布置两台stt153型塔吊，其中1#塔吊采用传统的四桩承台基础，2#塔吊利用基坑支撑体系支撑塔吊基础。

塔吊布置分为两个阶段。基坑施工阶段，在第一道支撑及栈桥施工完成后，利用首道支撑作为基础，并对下方格构柱进行加固后，布设一台stt153型塔吊。塔吊初始安装高度为39.6m（1+10+1）。

底板施工阶段。在地下室底板施工完成后，并达到设计强度后，将支撑上塔吊基础移至底板，并对塔吊基础部位进行加厚与周边承台构成整体，形成板式基础。

3塔吊基础施工方案

3.1塔吊基础概述

在基坑施工阶段，在第一道支撑及栈桥施工完成后，在支撑处设置stt153塔吊基础，并对支撑梁进行加固。经过计算，在塔吊基础区域范围的支撑梁尺寸调整为1000mm*1500mm，支撑梁下方的格构柱随土方开挖每隔4m~6m与周边格构柱焊接〖28C剪刀撑。塔吊基础布置在立柱桩LZ1a、LZ2a与地连墙之间由支撑梁WKL1、WKL2、L1形成的支撑体系上。具体平面布置图及剖面图如下图1、图2所示。

3.2塔吊塔脚传递给支撑的荷载概述

根据抚顺永茂建筑机械有限公司提供的《STT153塔式起重机安装使用说明》给出的荷载值：

“1+10+1”塔吊非工作状态下荷载参数：Mv=1910kN.m，Fh=147kN，FV=745kN，F1=530kN（拉力），F2=902kN（压力）；

“1+10+1”塔吊工作状态下荷载参数：Mv=2243kN.m，Fh=42kN，FV=873kN，F1=622kN（拉力），F2=1059kN（压力）；

2#塔吊安装高度为39.6m（由1+10+1节组成），计算荷载如下：Mv=2243kN.m，Fh=42kN，FV=873kN，F1=622kN（拉力），F2=1059kN（压力）。

3.3立柱桩承载力计算

立柱桩LZ1a、LZ2a桩长均为30m，根据单桩承载力计算，当桩长为30m时，计算得极限承载力估算值为3050.2KN，取安全系数K为2，抗压承载力设计值为1526.5KN。

3.4塔吊基础荷载计算

计算主要采用PKPM结构设计软件、品茗安全计算软件进行计算，然后手动计算进行复核，确保计算的正确性。

3.4.1模型建立

利用PKPM建立基坑支撑体系的模型，分别建立单跨模型和两跨模型，然后按照八种工况进行计算，如下图所示。

3.4.2内力计算

根据八种工况分别计算出每一种工况时混凝土支撑梁配筋、柱顶内力以及挠度，最终根据最不利工况进行取值计算。

3.4.3格构柱计算

支撑梁计算完成后，进行下部格构柱计算，分别计算格构柱长细比、稳定性以及焊缝强度。

3.4.4立柱桩承载力计算

格构柱计算完成后，再进行立柱桩承载力计算，上部塔吊基础传递至立柱桩的荷载须小于立柱桩单桩竖向承载力设计值方能满足要求。

3.4.5移至底板后计算

待施工底板时，将塔吊基础预埋件移至底板里，利用品茗安全计算软件塔吊基础模块进行计算，得出配筋详图，然后进行手动复核计算。

3.5施工过程控制要点

3.5.1塔吊平面位置的布置

由于本塔吊利用基坑工程混凝土内支撑体系作为基础，塔吊在基坑工程施工支撑拆除前移位，移至地下室底板上。因此在塔吊布置时比较灵活，无须考虑上部结构轮廓，优先布置于支撑梁交叉处，在保证受力可行的情况下，最大程度优化平面布置。

3.5.2连接处托板施工

首层土方开挖完成后，首道支撑栈桥施工之前，在格构柱上、支撑梁下端所在位置处焊接托板，对整个水平支撑体系与立柱桩的连接进行加固处理。加固主要包括水平加强板和竖向加劲板，均采用与格构柱同质的钢材，并焊接固定，需重点控制加强板和加劲板的焊接定位与焊接质量，保证与后续施工的上部支撑梁有效连接。

3.5.3基础梁钢筋绑扎与塔吊基础预埋

在完成前期施工工序与钢筋、马镫、塔吊基础固定脚、固定架及标准节等材料准备后，进行塔吊基础利用的支撑梁即基础梁钢筋的绑扎施工。

3.5.4斜梁钢筋的绑扎

经过受力计算分析，须在原来十字交叉梁处增加一条斜梁，斜梁尺寸与十字梁相同，斜梁与十字梁绑扎，塔吊的基础埋件预埋在斜梁内。

3.5.5基础梁混凝土浇筑

完成钢筋绑扎、固定脚、固定架等安装后，进行混凝土浇筑，由于支撑梁截面大且钢筋数量多，浇筑过程中需分层浇筑振捣，振捣棒上设置标记，并加强对现场振捣的监管，保证混凝土振捣充分、密实。禁止振捣棒直接触碰塔吊基础马镫与固定脚，以防影响基础节定位与垂直度。浇筑过程中必须随时监测固定脚的水平度，如有变化，随时进行调整，确保塔吊固定脚与固定架的水平度。

4结语

周家渡01-07地块项目利用基坑混凝土支撑体系的塔吊基础施工目前已施工完成，相比于以往的桩承台塔吊基础，它的优势在于在基坑开挖阶段塔吊的平面布置更加灵活，不受上部结构外轮廓的限制，最大程度优化塔吊的平面布置。同时减少了立柱桩的施工数量，节省了的钢筋混凝土等材料，在后期拆除阶段，随基坑支撑体系一起拆除，不用单独拆除立柱桩及混凝土承台，减少了施工过程中的建筑垃圾、扬尘及噪音，在绿色施工方面及经济效益方面效果显著。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院.JGJ/T187-2009塔式起重机混凝土基础工程技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2009

[2]中国建筑科学研究院.JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008

[3]建筑施工手册（5版）[M].北京：中国建筑工业出版社