深基坑塔吊基礎選型的研討及分析

陳翔

【摘 要】本文分析了傳統地下室底板塔吊基礎的不足，結合新建開天大廈工程項目實際案例，介紹和分析了深基坑組合式塔吊基礎的技術要點，同時對組合式塔吊基礎相對于傳統塔吊基礎的優勢進行了分析，認為對深基坑塔吊基礎的合理選型，特別是深基坑中塔吊基礎選用組合式塔吊基礎優勢明顯，值得重視。

【關鍵詞】深基坑；組合式；基礎選型

隨著經濟、科技、技術的不斷發展，雖然我公司為地方性的一級房屋建筑工程總承包企業，但在城市快速發展的需求下，建（構）筑物不斷地在往更高和更深發展，相應的對施工技術的要求也越來越高，施工難度不斷呈現上升的趨勢。本文即是對建（構）筑物深基坑及小高層施工時所必不可少的垂直運輸機械設備--塔吊的基礎選型的研討與分析。

作為我公司技術科的科室人員，在審閱技術方案的時候，特別是塔吊基礎方案時，傳統的地下室底板塔吊基礎的應用越來越不能適應現代建筑基坑深度的需求。主要反映在如下幾個方面：

1、施工難度大、要求高

地下室底板塔吊基礎的施工工藝必須在整體地下室大開挖前進行布置施工。在達到一定基坑深度的時候，該塔吊基礎的布置必須設計相應的基坑圍護方案，如果圍護設計方案設計不當，因該塔吊基礎布置于地下車庫樁基當中，很可能造成地下車庫工程樁樁位的偏移、扭轉、甚至折斷現象。

2、安全系數低、應用成本大

應用地下室底板塔吊基礎時，因該傳統工藝為地下施工工藝，施工時需作業人員進入塔吊基礎基坑中作業，一旦基坑圍護不當，降水措施不到位，一有險情將是重大安全事故，安全系數低。而且在實際的應用過程中，基坑圍護方案的設計、專家認證及施工將是一筆不小的開支，地下室底板塔吊基礎施工時的人、機、物是另一筆開支，再加上最后拆除塔吊時，對塔吊本身的切割，該節的報廢損失等?？梢妭鹘y的地下室底板塔吊基礎應用，在經濟上也不十分理想。

發現問題，解決問題。發現不合理，改善之。懷著"精益求精、不斷探索"的精神，通過書籍、網絡及經驗豐富的老前輩的指導、點撥，以及軟件計算、理論論證，終于通過了在公司內部具有一定深度規模的基坑中應用組合式塔吊基礎的決定。并在我公司新建開天大廈項目中進行實際應用操作。

一、項目概況

本工程總用地面積7408.69m2，總建筑面積40796.6m2，地上建筑面積：29597.03m2，地下建筑面積：10765.53m2，基底面積：2376.58 m2，商業建筑面積：2908.06 m2，服務建筑面積：3892.08 m2，辦公建筑面積：22796.89 m2，框架剪力墻結構，地下2層，地上25層，其中裙房3層，建筑總高度98.9m。

本工程±0.000相當于吳淞高程4.5m，設計室內外高差為0.3m，場地自然地坪標高為-0.46m，地下室底板頂標高為-9.0m和-9.5m，底板厚1800mm、800mm，地下二層頂標高為-5.1m，地下室一層頂標高為-0.8m、-0.05m。

二、塔吊設置

在基坑土方開挖前，安裝1臺QTZ125（TC6015A-10）型塔式起重機，生產廠家為長沙中聯重工科技發展股份有限公司，安裝高度為108m，臂長60m，自下而上為1節支腿固定基節MQQ、1節標準節MQQ、4節標準節MQ、32節標準節M，滿足基礎和主體結構施工階段的垂直運輸及水平運輸，本塔吊初始安裝節數為8節，初始安裝高度小于25米。

三、塔吊所在位置土質地質情況

塔吊處在F-F'上JT02與JT04之間的位置，JT02與JT04之間的土層起伏變化不大，立柱樁計算時以JT02的地質情況進行計算；

樁頂標高為-9.7m，樁底標高為-46.3m，樁長37m。

樁入各層土的深度為：○3層0.56m，○51-1層10m，○51-2層4.5m，○62.4m，○71層5m，○72-1層12.1m，○72-2層2.44m。

根據勘察結果，本場地發現明浜、暗浜存在。其中明浜寬14m左右，浜底淤泥厚度約1m。暗浜分布范圍較廣，暗浜寬度為40～50m。本工程擬建辦公樓、裙樓全部及地下車庫大部受到其影響。

四、塔吊基礎設計

本工程±0.000相當于吳淞高程4.5m，場地自然地坪標高為-0.46m，地下水位標高為-1.0m，地下室底板頂標高為-9m，底板厚800mm，塔吊基礎平臺采用鋼平臺，平臺設置在地下室頂板上1.2m，鋼平臺下為型鋼格構柱，格構柱樁采用砼灌注樁，格構柱穿地下室底板和頂板部位加設止水鋼板，砼一次性澆筑，不留施工縫，塔吊使用完畢拆除時，割除穿板部位格構柱。

通過計算及專家認證并適當修改后，該方案滿足了各項規范標準等要求，可以應用于實際工程。

六、格構柱施工要點（工程經驗）

1、格構柱錨入樁基中的長度不小于2000mm，并需增加箍筋和主筋數量，確保焊接質量樁混凝土等級不小于C30；

2、吊（插）入樁孔時，應控制鋼構柱的垂直與水平二個方向的偏位。特別需防止澆搗混凝土后鋼構柱的偏位，施工方案中必須有防偏位措施（采用模具等定位方法）。

3、鋼構柱應在工廠制作，成品后運往工地?，F場焊接水平桿與斜撐桿（柱間支撐）等構件，必須持有焊接上崗證，原則上仍應由生產廠家派員施焊。

4、單肢鋼構柱內部需留有足夠空間，澆搗混凝土中應采取有效手段保證混凝土的填充率達到95%以上。

5、開挖土方時，塔機鋼構柱周圍的土方應分層開挖，鋼構柱之間的水平與斜撐桿（或柱間支撐），連接板等構件，必須跟隨挖土深度而及時設置并焊接。

6、鋼構柱露出端頂部設置承壓板的，校水平后進行承壓板剛性定位，焊接后四塊承壓板的上表面平面度不大于1/500。

7、塔機使用中，要經常觀察鋼筋混凝土連接塊的變形情況；經常觀察地腳螺栓松動情況，隨時擰緊；經常觀察塔機的垂直度，發現超差及時糾正。

七、組合式塔吊基礎的優勢：

1、對實體工程影響小、可操作性強、施工安全性好

組合式塔吊基礎不需要在整個地下室工程土方大開挖前進行土方開挖，避免了傳統塔吊基礎施工時對地下室工程樁的擾動影響，對實體工程的影響少，幾乎無影響。由于組合式塔吊基礎的格構柱與最上一節鋼筋籠是一同安裝的，故已經不需要在地下進行施工，格構柱及塔吊的組裝都在地面上進行，完全避免了地下施工所可能帶來的安全隱患，并且在地上施工可以避免地下施工工作面受限的影響，操作性強、安全性好。

2、經濟性好、節約工期

組合式塔吊基礎很好地體現了其經濟性。首先，該塔吊形式無需另外進行針對塔吊基礎施工的基坑圍護施工，因而也無需進行針對此塔吊基礎基坑圍護的專家認證。其次，組合式塔吊基礎的塔吊基礎為灌注樁+格構柱+鋼平臺，不同于傳統塔吊基礎的灌注樁+鋼砼基礎，鋼砼基礎無法進行再利用，但是作為鋼平臺的再利用是毫無問題的。傳統塔吊基礎拆除時需要切割塔吊自身構件，而組合式塔吊基礎需要切除的是格構柱，對塔吊本身的構件毫無影響?？梢娊M合式塔吊基礎比傳統塔吊基礎的經濟性要好。

此外由于組合式塔吊基礎初期沒有自身原因需要提前進行土方開挖以及基坑圍護方案的設計、專家認證、施工，故在工期上相比傳統塔吊基礎能夠做到節約。

組合式塔吊基礎除灌注樁外主要為格構柱及鋼構平臺，構件安裝主要為焊接，而傳統塔吊基礎為鋼砼基礎，包括鋼筋、模板的制作安裝和混凝土的澆筑養護，在具體塔吊基礎施工時，組合式塔吊基礎施工在工期上優勢明顯。

3、塔吊基礎選型界限

通過實際運用及過往項目應用中的比較，組合式塔吊基礎相對傳統塔吊基礎，設計專業多，施工過程復雜，現場焊接工程量大，施工質量要求高。組合式塔吊基礎在施工時的每個環節都須確保質量，嚴格實行驗收制度，并且在施工過程中，需要加強監測，初裝高度低，應盡早附墻。

并且通過與過往傳統塔吊基礎比較，其綜合性價比在深基坑埋深達到5米時為兩者之間的臨界值。在5米內的深基坑選用傳統塔吊基礎時其綜合性價比比組合式塔吊基礎有優勢，傳統塔吊基礎施工簡單、直觀、焊接工程量小、穩定性好等優勢明顯。

結束語

綜合本文以上分析認為：隨著深基坑深度的不斷發展，在深基坑中塔吊基礎的選型也正在成為各方關注的問題之一。這不僅僅是因為深基坑中塔吊基礎選型與建筑工程深基坑施工質量、工期及安全性存在緊密的關系，更是因為正確的深基坑塔吊選型會對工程建設的經濟性產生非常直接的影響。故而，在深基坑施工過程當中，應用科學合理的塔吊基礎選型，對深基坑工程的安全、質量和資金是非常關鍵的。圍繞以上思路，本文結合新建開天大廈工程項目實際案例，對深基坑中塔吊基礎的合理選型進行了系統分析與探討，望能夠為同類工程實踐作業的開展提供一定的參考與幫助。

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