深基坑塔吊基础施工新法.doc

深基坑塔吊基础施工新法 深圳市特皓股份有限公司 杨誉兴 1.前言 对于城市区中心的高层建筑，施工场地极为有限，深基坑塔吊基础施工一直是个难题，如果安装在基坑底将占用主体施工面积，如不占用主体施工面将增大基坑的开挖面，增大费用且受到场地的限制。本文针对特美丝广场深基坑塔吊基础工程实例介绍利用深基坑护壁桩作支撑的塔吊基础，解决了塔吊基础施工难题，可以为同类工程起到一定借鉴作用。 2.工程概况 特美丝广场由裙楼和41层塔楼组成，塔楼高169.5米，3层地下室，基坑开挖面积5800平方米，基坑深达15.6米。塔楼平面面积1224.1平方米，共安装塔吊两台，分别为1#塔吊（型号：H3/36B）；2#塔吊（型号：F0/23B）。1#塔吊初始安装8节标准节，高度33.7米，最终安装58节标准节，总高度183.7米，安装6道附着臂。2#塔吊初始安装8节标准节，高度32.8米，最终安装15节标准节，总高度53.8米，由于该塔吊设计独立高度为59.8米（17节标准节），无需安装附着臂。以下介绍1#塔吊深基坑基础施工新法（塔吊布置如图1所示）。 图1 塔吊平面布置示意图 3.承台的施工 1#塔吊基础定位于（12）轴线与（A）轴线交叉点以南4.25米，基础增设两根1.2米挖孔桩，塔吊中心线与护壁桩中心线距离为700mm，增设两根挖孔桩在护壁桩外侧1200mm处，直径为1200mm，深度相同（-22.75m），桩基承台尺寸为：3000×2700×1850mm桩心组合尺寸为：1200×2000，精确预埋塔吊锚座。具体桩基布置、桩基承台配筋及砼标号见图2。 图1 1#塔吊承台平面及配筋示意图 4.关于桩的结构计算(主要是计算配筋) 根据设备资料，塔吊基础承受的最大弯矩为：286T·m=2860KN·m， 塔吊基础荷载比较复杂，有较大的弯矩和拉压交替的垂直荷载。为此，竖向主筋按桩身全长配筋，全长配10ф25，上部半桩加强增配10ф25； 钢筋截面积上半部为：20×4.9=98cm2 ；下半部为：10×4.9=49 cm2； 桩身计算截面积为：π/4×1202=11310 cm2； 配筋率上半部为：98/11310=0.866%；下半部为：49/11310=0.433%； 配筋率平均为：0.65%（这是混凝土灌注桩）； 在受弯矩状态下按构造配筋的最小配筋率。通过计算复核考查单桩：A（钢筋截面积）=49 cm2，D（桩径）=120 cm； d0(竖向主筋环直径)=110 cm， 将10根主筋折算成连续金属环：b（金属环带宽度）=A/πd0=49/π×110=0.1418 cm； d1(金属环外径)=d0+b=110.1418cm； d2(金属环内径)=d0-b=109.8582cm； I/(惯性矩)=0.0491(d14-d24)=74135cm3； 按4桩组合考查： I（相对于塔吊中心线的总惯矩）=4（I/+a2A）=4×(74135+702×49)=1256940cm4 W(相对于塔吊中线的总截面系数)=I/a=1256940/70=175694cm4 ó(主筋应力)=KM/W（K=1.4）； M=2860KN·m； ó=1.4×286000000/17956=22300N/cm2?34000N/cm2。 主筋应力在允许范围内，安全可行。 5.关于抗倾翻（主要是校核在塔吊荷载作用下基坑护壁的稳定性） 与基坑护壁桩有关的塔吊荷载根据设备资料主要有两项：a设备结构本体的由于偏心构造所产生的最大弯矩值2860KN.M；b非工作状态承受8级风，在距离塔吊底基面19.45M高处的集中风力：44.27KN。 首先考查护壁桩的受力状态（主动土压和被动土压）（见图3）逐层计算土压及强风化基岩顶面为基点的弯矩，计算宽度为两根护壁桩的承受宽度：4m。 图3 1#塔吊桩基抗倾覆计算示意图 主动土压方面： a---b段： Ea1=0.5A×18×1.4×4=50.4KN h/(力图重心至力图底边的距离)=1/3×1.4=0.467m h（力图重心至强风化基岩顶面的距离）=0.467+(18.23-3)=15.697m Ma1=50.4×15.697=790KN·m b---c段： Ea2=0.5×34×2.77×4=188.36KN h/=1/3×2.77=0.923m h=0.923+(18.23-6.5)=12.653m Ma2=188.36×12.653=2380KN·m c---d段： Ea3=0.5×(32+48)×3×4=480KN h/=(32×3×1.5+16×3×1×0.5)/(32×3+16×3×0.5)=1.4m h=1.4+(18.23-9.5)=10.13m Ma3=480×10.13=4860KN·m d---e段：