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高桩塔吊基础施工工法

完成单位：天津市建工工程总承包天津富凯建设集团

关键完成人：郝宝林曹爽秋陈森崔萌杨新强

1．前言

在软土地域，建筑施工使用塔式起重机基础不能直接坐落在天然地基上，一般做法是采取桩基础，在混凝土灌注桩上做一定尺寸混凝土承台，然后将塔式起重机地脚埋置在混凝土承台内。因为混凝土承台体积较大，当施工现场狭小，周围地下管线复杂时，会混凝土承台施工带来很多困难。而且工程完工后，必需将其拆除，不然将会影响后续室外工程施工。伴随城市建设地快速发展，地下室面积越来越大。考虑起重机工作幅度和塔身附着，不得不将塔式起重机设置在基坑中间部位。此时，不管是在基坑开挖前立塔，还是在基坑开挖后立塔，塔机混凝土承台施工全部存在很多困难。天津市建工工程总承包为处理上述施工难题，研发了直埋式塔吊基础装置，并形成了直埋式塔吊基础施工工法。该装置取消一般做法中混凝土承台，直接将塔吊底脚预埋在钢管混凝土顶部，降低施工工序，节省了混凝土承台投入和拆除费用，从而降低了施工成本，经济效益和社会效益著。

本工法中关键技术取得2项国家专利，“一个直埋在钢管混凝土柱内塔吊地脚”取得国家实用新型专利。专利证号：ZL8175.4“一个塔机基础”取得国家发明专利，专利证号：Z2。

2．工法特点

2.1将塔机地脚直接埋在钢管混凝土桩内，节省了混凝土承台，施工成本低。

2.2塔机荷载传输路线明确，塔机使用安全、可靠。

2.3施工工艺简单、塔机安装方便、快捷。

2.4钢管桩之间水平支撑采取螺栓连接，形成工具式，可反复使用，节省了资源投入。

3．适用范围

3.1适适用于软土地域、采取钢筋混凝土钻孔桩、四桩塔吊基础。

3.2塔机在基坑中间部位时，市区适适用于深度18m以内基坑，滨海新区适适用于深度16m以内基坑。

3.3塔吊起重力矩100t·m～420t·m（含420t·m）。

4．工艺原理

在塔基桩顶部插入钢管，钢管内浇灌混凝土，将塔机地脚直接插入钢管混凝土桩内。在钢管、塔机地脚上设置型钢和栓钉，增加钢管和混凝土灌注桩、塔机地脚和钢管混凝土握裹力，满足抵御塔机最大起重荷载和最大起重力矩产生竖向力和抗拔力。当塔机设置在基坑中部时，插入桩基中钢管可作为塔机机身一部分，根据一定间距设置水平支撑，确保钢管稳定性。

5．工艺步骤和操作关键点

5．1工艺步骤

钻孔灌注桩施工钢管混凝土桩施工塔机地脚安装二次浇灌混凝土钢管顶部联络梁安装塔机安装伴随挖土安装水平支撑钢管混凝土桩根部之间联络梁施工

5．2操作关键点

5.2.1钻孔灌注桩施工

1.塔机桩设计：

1）应按工程地质勘察汇报、选择塔机使用参数、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ187-）进行设计。

2）桩基直径应大于钢管外径300㎜。

3）桩长设计应满足《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ187-）6.1.3条款要求。

4）桩基混凝土强度等级不应小于C30。

2．塔机桩施工

塔机桩宜采取泥浆护壁、反循环工艺成孔，二次清孔。孔底沉渣厚底不应大于5㎝。桩位偏差不应大于5㎝。

5.2.2钢管混凝土桩施工

1．钢管选型和结构设计

1）当选择起重量300t·m～420t·m塔机时，钢管选择：610㎜×12㎜；当选择起重量300t·m以下塔机时，钢管选择：592㎜×10㎜。

钢管桩相对位置图5.2.2-1

图

图5.2.2-1钢管桩结构平面部署图

图5.2.2-2钢管桩上开孔部署图2）钢管插入混凝土桩深度不应小于

图5.2.2-2钢管桩上开孔部署图

图

图5.2.2-3钢管桩底部结构图

栓钉

钢管柱

钢筋笼

图

图5.2.2-4钢管桩上部栓钉部署图

3）钢管和下部桩基钢筋笼采取焊接连接。钢管侧壁和钢筋笼搭接长度不应小于580㎜。（图5.2.2-3）

4）在距钢管顶部2m处，开设尺寸为：150×200㎜混凝土溢流口。(图5.2.2-4)

图

图5.2.2-5混凝土溢流口示意图

2．钢管插入

当灌注桩钢筋笼下至露出地表4m位置时，用吊车吊起钢管，对准钢筋笼中心，插入钢筋笼中，将端部12Φ25和钢筋笼主筋相连焊接牢靠,连成整体。

焊接完成后，钢筋笼和钢管同时下放至设计要求标高，钢筋笼安放位置要正确，标高控制偏差：±1cm。

钢管管插入完成后，在溢流口一侧，挖深度2m坑，用于搜集钢管桩内混凝土超灌部分。

3．混凝土浇筑

钢管内混凝土分二次浇筑。第一次浇筑同桩基一起施工，浇筑高度至钢管顶部2m处，钢管内混凝土强度等级和桩基相同。安装完成塔机地脚后，进行第二次混凝土浇筑。钢管内采取微膨胀混凝土，以确保混凝土和钢管紧密结合。

当第一次混凝土浇筑完成至预定标高后，在混凝土终凝前，立即清除钢管