深基坑中高懸臂灌注樁—鋼支撐格構(gòu)體系塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計與施工

1、<p>　　深基坑中高懸臂灌注樁—鋼支撐格構(gòu)體系塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計與施工</p><p>　　摘要： 超深復(fù)雜的地下室施工通常需要在深基坑降水、挖土開始之前先行在坑內(nèi)安裝塔吊，以利于在深基坑支護(hù)體系結(jié)構(gòu)施工時提前啟用塔吊。采用在高懸臂灌注樁頂設(shè)置混凝土承臺構(gòu)成組合式塔吊基礎(chǔ)可以滿足此項需求。本文結(jié)合工程實踐對此種形式塔吊基礎(chǔ)方案的設(shè)計與施工進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié)。 </p><p>　　關(guān)鍵

2、詞：建筑深基坑 塔吊基礎(chǔ) 高懸臂灌注樁，鋼格構(gòu)支撐 </p><p>　　中圖分類號：TV551文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　Abstract: the deep basement construction usually require complex in advance before the start of the deep foundation pit precipit

3、ation, digging pit installation tower crane, facilitate structure in deep foundation pit supporting system construction in advance enable tower crane. At the top of the high cantilever pile concrete pile caps Settings to

4、 use a combination of tower crane foundation can meet the demand. In this paper, in combination with the engineering practice form of tower crane founda</p><p>　　Keywords: building tower crane foundation of

5、deep foundation pit of high cantilever piles, steel lattice </p><p>　　中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p><b>　　一、工程概況 </b></p><p>　　天津?qū)毨L江道工程是位于天津市南開區(qū)長江道與南豐路交口的建筑群，鋼筋混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)，

6、整體地下室2層，地上7幢單體工程，總建筑面積166360㎡。基坑深度-15.8m，建筑主體檐高168m。本工程的深基坑建筑面積較大，現(xiàn)場共布置5臺塔吊，為了便于塔吊安裝并能提前在土方開挖和內(nèi)支撐施工階段得到運(yùn)轉(zhuǎn)使用，本工程采用了高懸臂灌注樁頂置混凝土承臺—鋼格構(gòu)穩(wěn)定支撐體系的塔吊基礎(chǔ)方案，達(dá)到了塔吊安裝完成投入使用后不影響土方開挖和基坑支護(hù)體系施工的目的，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　本工程各

7、棟號塔吊平面布置如圖1所示，其中1#樓施工采用QTZ160塔吊，臂長70m，獨(dú)立高度60m，最大頂升高度168m，塔吊整體自重約120T，最大提升重量12T。具體。本文僅以其中1#樓為例，對高懸灌注樁-鋼支撐格構(gòu)體系塔吊基礎(chǔ)方案的設(shè)計與施工作簡要論述 </p><p>　　圖1：工程塔吊布置平面圖 </p><p>　　二、塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計 </p><p>　?。ㄒ?/p>

8、）、塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計方案確定 </p><p>　　混凝土基礎(chǔ)承臺5100mm（長）×5100mm（寬）×1350mm（高）,基礎(chǔ)底部設(shè)4根Φ800mm總長40m鋼筋混凝土灌注樁，基礎(chǔ)承臺頂標(biāo)高置于地下室頂板標(biāo)高以下700mm，承臺底至深基坑開挖底標(biāo)高之差約8.5m為長度，灌注樁懸臂部分采用鋼結(jié)構(gòu)豎向支撐聯(lián)成格構(gòu)柱，如圖2、3所示。 </p><p>　　圖2：高懸臂灌注

9、樁—鋼支撐格構(gòu)體系塔吊基礎(chǔ)設(shè)計方案圖 </p><p>　　圖3：高懸臂灌注樁—鋼支撐格構(gòu)體系塔吊基礎(chǔ)實景圖 </p><p>　?。ǘ?、塔吊基礎(chǔ)主要設(shè)計參數(shù)的驗算 </p><p><b>　　1、地質(zhì)條件 </b></p><p>　　表1塔吊基礎(chǔ)樁嵌入土層地質(zhì)情況力學(xué)參數(shù)表 </p><p&g

10、t;　　2、塔吊基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)參數(shù) </p><p>　　1） 塔吊各工況力學(xué)設(shè)計參數(shù) </p><p>　　根據(jù)QTZ160塔吊產(chǎn)品說明書中基礎(chǔ)設(shè)計的要求，塔身作用在基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計值如表2所示。 </p><p>　　表2QTZ160塔吊基礎(chǔ)荷載設(shè)計值 </p><p>　　2）塔吊基礎(chǔ)尺寸及設(shè)計荷載如圖4所示 </p>&

11、lt;p>　　圖4：塔吊基礎(chǔ)計算示意圖 </p><p>　　（混凝土強(qiáng)度等級:C35， 基礎(chǔ)厚度h=1.35m） </p><p>　　3、塔吊基樁頂豎向力QK計算 </p><p>　　由于在實際過程中，樁頂作用效應(yīng)為偏心受力，所以計算公式使用如下： </p><p>　　非工作工況：代入相應(yīng)的數(shù)據(jù)計算后得出： </p>

12、<p>　　因此需要進(jìn)行樁的抗拔驗算。 </p><p>　　工作工況：代入相應(yīng)的數(shù)據(jù)計算后得出： </p><p>　　4、樁基豎向承載力驗算（本方案采用4根Φ800mm總長40m鋼筋混凝土灌注樁，樁入土深度為30m） </p><p>　　單樁豎向承載力按以下公式進(jìn)行： </p><p>　　代入各數(shù)據(jù)后得出： </p

13、><p><b>　　符合要求。 </b></p><p>　　樁的抗拔驗算：使用公式為 </p><p>　　代入各相關(guān)的數(shù)據(jù)后得出 </p><p><b>　　樁的抗拔力為： </b></p><p>　　可以得出抗拔符合要求。 </p><p>　

14、　5、 樁身承載力驗算 </p><p>　　軸心受壓樁心承載力驗算公式為： </p><p>　　代入各相關(guān)數(shù)據(jù)后計算得出： </p><p><b>　　符合要求。 </b></p><p>　　軸心受拔樁承載力驗算公式為： </p><p>　　由于該樁沒有使用預(yù)應(yīng)力鋼筋，樁選用20根25m

15、m直徑的二級鋼筋，公式中后所加上的數(shù)值為0。 </p><p><b>　　所配鋼筋面積： </b></p><p>　　代入各相關(guān)數(shù)據(jù)后計算得出： </p><p><b>　　符合要求。 </b></p><p><b>　　6、承臺的驗算 </b></p>

16、<p>　　承臺所受彎矩計算公式為： </p><p>　　（承臺寬度5100mm，厚度1350mm，混凝土等級C35，計算簡圖如圖） </p><p>　　以計算出的最大彎矩值：M=1400.4KN-M作為承臺配筋方案， </p><p><b>　　雙向主筋配置: </b></p><p>　　計算得出：A

17、s=3325mm2;按最小配筋率得出：As=6465mm2；以最小配筋率進(jìn)行配筋。 </p><p>　　本工程實際配筋為：Φ20@150 As=10682mm2 </p><p>　　經(jīng)過相應(yīng)的抗沖切、抗剪切、樁局壓驗算均滿足要求。 </p><p>　　7、鋼格構(gòu)支撐體系 </p><p>　　1)其中1號塔吊的承臺底標(biāo)高為-1.6米，-

18、2層地面標(biāo)高為-10.1米，塔吊樁基為4根灌注樁，相鄰樁間距為3500，根據(jù)圖紙從-1.6米到-10.1米，分兩層加設(shè)鋼結(jié)構(gòu)支撐。 </p><p>　　2)鋼結(jié)構(gòu)支撐計算 </p><p>　　由于實際情況是整個構(gòu)成一空間受力體系，應(yīng)為超靜定結(jié)構(gòu)，各鋼格構(gòu)節(jié)點(diǎn)考慮無彎矩產(chǎn)生，故簡化為圖示的平面受力體系，各接點(diǎn)均考慮鉸接，該種計算是偏于安全的。（如計算簡圖） </p><

19、;p>　　懸臂樁鋼支撐段力學(xué)計算簡圖 </p><p>　　施加于體系的水平力為161kN。由兩片同時受力，即計算簡圖中N2=80.5KN </p><p>　　對該角點(diǎn)的受力平衡后分析,可得出: </p><p><b>　　N=123KN </b></p><p>　　該力為整個體系的最大受壓桿件,為斜拉桿。

20、</p><p>　　取φ219x10的鋼管，A=6566mm2 </p><p>　　非工況狀態(tài)，水平力很小，應(yīng)該更加安全。所有的垂直向的力在塔吊樁基設(shè)計中已經(jīng)經(jīng)過驗算。 </p><p>　　為了的到更大的剛度，使四根樁和承臺形成整體，共同工作，水平支撐和豎向支撐相同，取為φ219x10的鋼管。 </p><p>　　3)鋼結(jié)構(gòu)焊縫計算

21、</p><p>　　取結(jié)點(diǎn)板厚度，焊縫長度計算： </p><p><b>　　取。 </b></p><p>　　共四條焊縫，每條焊縫長度為：34.3mm。 </p><p><b>　　焊縫長度取。 </b></p><p>　　三、鋼格構(gòu)支撐體施工技術(shù) </p&

22、gt;<p>　?。ㄒ唬⑹┕ち鞒蹋?</p><p>　　清理基層至砼面測量定位打孔安裝抱箍安連接板安圓管支撐封抱箍底灌注剛強(qiáng)度灌漿料 </p><p>　?。ǘ?、施工機(jī)械： </p><p>　　1t、手拉葫蘆4臺，5噸運(yùn)輸車一臺，交流電焊機(jī)六臺。氣割工具三套，手提角磨機(jī)六臺。 </p><p>　?。ㄈ⑹┕すに嚕?&

23、lt;/p><p>　　1、對加抱箍位置進(jìn)行剔鑿及表面處理：由于是灌注樁，其表面都不是光滑平整的，所以首先要對其表面進(jìn)行處理。先把表面多余的突出部分剔鑿掉，再用角磨機(jī)帶著鋼絲輪把其表面的泥土及雜物處理干凈。 </p><p>　　2、打眼插筋：根據(jù)圖紙找出抱箍下沿及上沿的標(biāo)高并標(biāo)示彈線，用電錘打16的眼，間距為200，深度為150-200，在抱箍下沿眼中插入14的鋼筋長度為450（抱箍固定點(diǎn)）

24、，準(zhǔn)備安裝抱箍。 </p><p>　　3、在搭好的架子上適當(dāng)?shù)奈恢蒙习惭b一根14的工字鋼（工字鋼的兩端支點(diǎn)間距不大于1800）在工字鋼上掛上2噸的吊裝帶，吊裝帶上再掛上1噸的手拉葫蘆，用手拉葫蘆把抱箍逐個提升到事先插好的鋼筋上面進(jìn)行對接，并調(diào)整定位，在抱箍上沿的眼當(dāng)中插入鋼筋，并與以經(jīng)定位好的抱箍焊接，使其穩(wěn)定。（安裝過程照片） </p><p>　　4、整體在抱箍上根據(jù)圖紙，確定圓管與

25、抱箍的連接板的位置，并把連接板焊接到抱箍上（保證焊縫大小與質(zhì)量）。 </p><p>　　5、安裝圓管支撐，保證焊縫大小與質(zhì)量的同時要保證圓管與連接板的重合尺寸。 </p><p>　　6、用3個厚鋼板條封堵抱箍底后，往抱箍里灌注高強(qiáng)度自密灌漿料（邊灌邊用手錘敲擊抱箍外表面，以便灌漿料灌注的密實）。 </p><p>　?。ㄋ模?、主要施工質(zhì)量控制： </p&g

26、t;<p>　　1、所有鋼材采用Q235鋼，焊條采用E43型焊條，以上材料附有質(zhì)量證明書。 </p><p>　　2、樁表面處理：抱箍所在位置樁體表面處理必須干凈無泥土，無油污。 </p><p>　　3、焊接：焊接采用手把焊。施焊前焊工復(fù)查組裝質(zhì)量管理和焊縫區(qū)的處理情況，如不符合要求，經(jīng)修整合格后方可施焊。多層焊接應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，其中每一層焊道焊完應(yīng)及時清理。如發(fā)現(xiàn)有影響焊接質(zhì)

27、量的缺陷，必須清除后再焊。焊縫出現(xiàn)裂紋時，焊工不得擅自處理，應(yīng)申報技術(shù)負(fù)責(zé)人查清原因，訂出修補(bǔ)措施后，方可處理。 </p><p>　　4、塔吊基礎(chǔ)灌注樁相對位置要準(zhǔn)確，樁位允許偏差小于30mm，相對位置偏差小于10mm。 </p><p>　?、扑趸A(chǔ)樁周圍土方隨基坑一同開挖，在塔身5m范圍內(nèi)要確保開挖面基本達(dá)到水平，防止土方擠壓塔身。 </p><p>　　5

28、、隨土方向下開挖，及時對基礎(chǔ)灌注樁進(jìn)行塔基鋼管支撐的安裝，土方開挖到底后即完成鋼支撐的焊接。 </p><p>　　6、結(jié)構(gòu)樓層板與塔基相交處，在結(jié)構(gòu)板上留設(shè)預(yù)留洞，洞邊距鋼管壁100mm，周圍用木楔塞嚴(yán)。 </p><p>　　7、嚴(yán)禁在土方開挖時施工機(jī)械碰撞塔基，開挖時安排專人看護(hù)。 </p><p>　　四、實際使用狀況監(jiān)測及需要改進(jìn)的地方 </p>

29、;<p>　?。ㄒ唬?、實際使用狀況監(jiān)測 </p><p>　　各項指數(shù)均符合要求。 </p><p>　?。ǘ⑹┕ば韪倪M(jìn)的地方 </p><p>　　1、在鋼格構(gòu)抱筒施工過程中，存在內(nèi)填混凝土的密實度的問題，建議以后將該抱筒預(yù)制好后和灌注樁一同施工，以保證密實，連接質(zhì)量的保證； </p><p>　　2、鋼格構(gòu)零件吊裝不采用

30、后加的鋼梁，采用在澆筑基礎(chǔ)承臺時，在四個邊中間部位各預(yù)埋一根16的圓鋼吊環(huán)，以便懸掛起重葫蘆。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　大面積深基坑施工中，基坑內(nèi)塔吊先安裝后，在進(jìn)行土方開挖，帶來了施工方便、快捷，基坑土方可以一次開挖到位等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)省了工期，并能滿足基礎(chǔ)施工垂直及水平運(yùn)輸?shù)囊螅岣吡斯ば?，帶來了很好的?jīng)濟(jì)效益，希望能為