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深基坑内大力矩先置式塔吊基础施工工法

浙江中成建工集团有限公司

1、前 言

在深基坑中普通塔吊使用先置式基础已比较普遍，所谓先置式，即在基坑内塔吊先于土方开挖安装完成。且钻孔灌注桩+钢格构柱+混凝土承台的设计与施工已非常成熟，公司合编的《基坑内塔吊基础逆作法施工工法》获得2005~2006年度国家级工法，编号为YJGF286-2006。但当基坑平面尺寸大、吊大（钢构件）、吊运距离远时，需要使用大力矩塔吊时，传统的4桩基础不能满足其承载力要求。我公司针对具体的工程情况，对原工法进行了优化和创新，探索出一种新型的适应于大力矩塔吊的5桩基础形式，并在设计计算模型上予以优化，使得

大力矩塔吊只需在4桩承台的基础增设1桩及适当扩大混凝土承台平面尺寸就能使用，且利于操作。经上海市科学技术情报研究所查新，深大基坑中大力矩塔吊的基础形式具有国内新颖性，故在工程实践的基础上形成了新的升级版工法。

本工法先后于应用于上海近铁城市广场南块工程，镇江高铁站北广场一号地块项目，江苏连云港帝豪大厦。本工法的核心技术已申报国家专利并得到批准，专利号为ZL201220332835.3，专利名称：深基坑中大力矩先置式塔吊基础。

2、工法特点：

、先置式5桩基础满足了大力矩塔吊的承载力要求。在原工法4桩基础

的形式上采用在其平面形心位置增设1根钻孔灌注桩+钢格构柱来分担荷重，使各构件截面及尺寸趋于合理；

、先置式塔吊4桩基础的暗梁为单跨梁，大力矩塔吊通过在跨度中心增

加1桩后使该梁成为两跨连续梁，从而减小了梁的计算跨度及最大弯矩，提高

了整体刚度，使得大力矩塔吊只需在4桩承台的基础增设1桩及适当扩大混凝土承台平面尺寸就能使用，且利于操作。

、布置灵活、机动，不受平面、空间的限制，能够适应各种大力矩塔吊。

3、适用范围：

该工法适用于工业与民用建筑的深、大基坑内需要布置大力矩塔吊的情况。

4、工艺原理：

、塔吊基础在土方尚未开挖前就先行施工——先施工钻孔灌注桩同步完成钢格构柱，达到强度后施工钢筋混凝土承台，并在基坑开挖前安装好塔吊，以满足工程使用上的要求。

、塔吊承台的厚度由塔吊使用说明书确定，平面尺寸由构造确定，暗梁配筋通过两跨连续梁计算确定。塔吊自重及弯矩由承台内暗梁承受，为主要受力构件。承台上下面和立面钢筋按构造配筋。

、塔吊及钢筋混凝土承台所受的力通过暗梁传递给5根钢结构柱，最后

传递到5根钻孔灌注桩，最终由基坑以下的土层承担。

、在土方开挖过程中，及时通过对钢格构柱的加固来解决整体稳定性问题，使钢格构柱群满足强度、刚度、整体稳定性和局部稳定要求。

图4-2大力矩先置式塔吊平面图

图4-1大力矩先置式塔吊基础剖面图

图4-3钢格构柱详图

5、工艺流程及操作要点

、工艺流程：

塔吊在基坑内的平面位置确定 塔吊基础设计计算 钢结构柱及钻孔灌注桩钢筋笼制作

钻孔灌注桩成孔，钢筋笼安装

钢格构柱与钢筋笼焊接并安放就位

钻孔灌注桩砼浇筑

钢格构柱顶抗剪角铁焊接，承托角铁焊接

混凝土承台下底面钢筋绑扎

暗梁钢筋绑扎，两端向下弯曲与格构柱焊牢混凝土承台顶面钢筋绑扎

混凝土承台浇筑

塔吊安装就位，并投入使用

基坑第一层土方开挖

各层土间如此循环至最后层土的高度区间

基坑第一层土层高度范围内钢格构柱间钢斜杆、水平杆焊接，每隔8m焊水平剪刀撑

塔吊在基坑土方工程和地下室结构施工过程中正常运行

基坑底混凝土配筋加强垫层施工

塔吊使用至工程结束

设计及施工操作要点

塔吊基础设计

1、设计依据：工程地质报告、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010、《钢结构设计规范》GB50017-2003。

2、结合塔吊说明书与工程图纸及其总平面布置图，合理确定塔吊平面位置，同时使塔吊基础桩避开地下室梁、柱位置和基础承台位置。有内支撑的基坑，还需避开支撑和立柱。

3、塔吊设计要点

承台计算

塔吊在未附墙前、且处于非工作状态时，所受的力最大。受力参数分别取

水平力H

，竖向荷载F

k k

，倾覆力矩M

，扭矩M 。

k tk

承台的主要受力构件为暗梁，将格构柱视为不动铰支座，则此暗梁为两跨等距连续梁，倾覆力矩M按其中任一梁纵向作用，竖向荷载F由全部基桩承受。暗梁计算简图如下:

图5.2.1-1暗梁计算简图

注：图中L为对角线方向的格构柱和轴线间距，集中荷载（F

max

，F ）作

min

用点的尺寸，（l，l