施工技術(shù)復(fù)雜地形條件下塔式起重機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工王振興,賴鐵壯,陸軍,范喬,于亞平(北京城建北方建設(shè)有限責(zé)任公司,北京101301)塔式起重機(jī)基礎(chǔ)形式可分為3種,針對現(xiàn)場實(shí)際情況及客觀條件,選擇一種經(jīng)濟(jì)、合理、安全的塔式起重機(jī)基礎(chǔ)形式十分重要;因此塔吊基礎(chǔ)形式選擇及設(shè)計(jì)成為塔式起重機(jī)安裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在首都體育學(xué)院教學(xué)訓(xùn)練綜合樓工程中因受擬建場地形及周邊建筑物限制,塔吊位置只能布置在基坑南側(cè)邊坡及基礎(chǔ)高低跨位置,需對基礎(chǔ)做詳細(xì)的選型及地基加固處理。介紹了該工程塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn),通過基礎(chǔ)沉降觀測,塔吊基礎(chǔ)不均勻沉降量觀測值為4mm滿足塔吊的安全使用。
復(fù)雜地形;基礎(chǔ)選型;設(shè)計(jì);樁基礎(chǔ);沉降觀測師,北京市順義區(qū)牛欄山鎮(zhèn)昌金路1號101301,電話:(010)3-恭21工程概況首都體育學(xué)院教學(xué)訓(xùn)練綜合樓工程占地面積1822.06m2,長軸(南北向)45m,短軸(東西向)38.25m,建筑檐口距室外地面高度為29.40m,西側(cè)與田徑館隔路相望,東側(cè)與已經(jīng)建成的綜合學(xué)生食堂相連。因受擬建場地形及周邊建筑物限制,塔吊位置選擇方案少,綜合考慮只能布置在基坑南側(cè)邊坡塔吊中心點(diǎn)位置在軸以南665Qm,⑦軸以西0.220m及基礎(chǔ)高低跨位置,塔吊基礎(chǔ)位置所處地形復(fù)雜需做詳細(xì)的基礎(chǔ)選型及地基加固處理。塔吊平面位置如所示。
2塔吊選型為滿足本工程施工吊裝量的要求,根據(jù)工程場地客觀條件的特點(diǎn),充分發(fā)揮塔吊的功效比,選用H3/36B型塔式起重機(jī),*大起重量為16t,自由狀態(tài)下*大提升高度為54m,*大回轉(zhuǎn)半徑幅度為6Qm.施工現(xiàn)場需要立塔高度為50m,回轉(zhuǎn)半徑幅度為60m,塔吊與建筑物不需錨固,基礎(chǔ)為承壓式。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告,塔吊基礎(chǔ)承臺底下為粉質(zhì)粘土②層,/ak=160kPa;底3復(fù)雜地形塔吊基礎(chǔ)選型鑒于本工程擬建建筑物受周邊地理因素和臨近建筑物限制,綜合優(yōu)化考慮后決定將基礎(chǔ)建在樓座南側(cè)邊坡⑦軸處,但是該擬建建筑物基坑較深且中部⑦軸有錯(cuò)臺,⑦軸以東基底標(biāo)高為一7.550m,以西為士-一11.170m塔吊基礎(chǔ)正好位于南側(cè)基坑邊坡東西方向高地跨位置,塔吊基礎(chǔ)只能選用基礎(chǔ)。
解決復(fù)雜地形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工是確保塔吊安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié),由于受現(xiàn)場條件限制只能使用塔高為18m的長螺旋鉆機(jī)(有效長只有16m)如何解決這些問題,首先要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工況分析基受力情況而確定合理計(jì)算模式。
如按端承模式計(jì)算承載力明顯不夠,需按端承式及摩擦式共同作用才能滿足承載力要求,而按摩擦計(jì)算條件不足,因?yàn)楝F(xiàn)場的一側(cè)是處在被開挖后的邊坡。經(jīng)實(shí)際計(jì)算,該側(cè)的土壓力不足,同時(shí)結(jié)合塔吊基礎(chǔ)穩(wěn)定性計(jì)算,需經(jīng)計(jì)算加密土釘或增加預(yù)應(yīng)力錨桿,并將原護(hù)坡鋼筋網(wǎng)片加密,網(wǎng)格由250mmX250mm改為150mmX150mm,確保該側(cè)土的摩擦系數(shù)和水平推力。承臺尺寸為8000mmX8⑴0mm.4塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)41參數(shù)信息1850.⑴kN,*大起重荷載F2力矩M=2身寬度B=2m;③混凝土強(qiáng)度根據(jù)現(xiàn)場不利條件選用C40鋼筋級別:級,承臺長度L.和寬度Bc為8.00m;④直徑或方邊長0.60m,間距a=承臺箍筋間距200mm,保護(hù)層厚度50mm.2設(shè)計(jì)步驟42.塔吊基礎(chǔ)承臺頂面的豎向力與彎矩計(jì)算的豎向力與彎矩計(jì)算簡圖如所示。
依據(jù)建筑基技術(shù)規(guī)范G9444(以下稱規(guī)范)第1.1條公式計(jì)算,公式字母含義參見〈〈規(guī)范)〉。
經(jīng)計(jì)算得到單頂豎向力設(shè)計(jì)值:*大壓力N=1473.80kN.矩形承臺彎矩的計(jì)算,依據(jù)規(guī)范第5.6.1條公式計(jì)算,字母含義參見規(guī)范。
經(jīng)過計(jì)算得到彎矩設(shè)計(jì)值:Md422確定塔吊承臺幾何尺寸根據(jù)塔吊說明書給定的承臺尺寸驗(yàn)算塔吊承臺幾何尺寸。依據(jù)規(guī)范的第5.6.8條和第5.6.11條,經(jīng)過計(jì)算承臺滿足抗剪要求,只需構(gòu)造配箍筋。
423驗(yàn)算的承載力1.1條,字母含義參見規(guī)范,的軸向壓力設(shè)計(jì)值,取*大值N=1經(jīng)過計(jì)算得到頂軸向壓力設(shè)計(jì)值滿足要求,只需構(gòu)造配筋。
12.8m,所以端是在第6層土層。各土層的厚度及阻力標(biāo)準(zhǔn)值如表1所示。計(jì)算得*大壓力R=1473.80kN,滿足要求。
表1厚度及側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值土名稱土厚度/土側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值ZkPa土端阻力標(biāo)準(zhǔn)值ZkPa松散粉土粉土或砂土粘性土粉土或砂土密實(shí)粉土粉土或砂土424基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算式塔吊基礎(chǔ)設(shè)置在深基坑旁邊,除承受上部傾覆力矩Me外,還要承受基坑兩側(cè),主動土壓力和被動土壓力產(chǎn)生的力矩,因設(shè)計(jì)時(shí)是按摩擦實(shí)際長計(jì)算承載力,而現(xiàn)場實(shí)際情況是的一側(cè)處在被開挖后的邊坡。經(jīng)實(shí)際計(jì)算該側(cè)的土壓力不足,后經(jīng)計(jì)算加密了土釘及增加了錨桿,確保了該側(cè)土的摩擦系數(shù)和水平推力。
塔吊基礎(chǔ)的穩(wěn)定性計(jì)算參照排的計(jì)算,計(jì)算。自然地面簡圖如所示。經(jīng)過計(jì)算式塔吊基礎(chǔ),穩(wěn)定性滿足要求。
5塔吊基礎(chǔ)施工51體施工力鋼筋為1020,采用對稱置加強(qiáng)筋―鉆孔―放置鋼筋籠―澆筑混凝土,并做好保護(hù)措施;澆筑過程中應(yīng)做好振搗工作,以保證體能滿足設(shè)計(jì)要求。
52承臺施工按照圖紙要求,綁扎好鋼筋,留出集水坑的位置。
鑒于本設(shè)計(jì)中沒有做墊層,應(yīng)采取措施保證承臺板下鐵以及暗梁底部鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度為70mm.53土體加固鑒于本工程基坑較深,為滿足塔吊基礎(chǔ)穩(wěn)定性需要,對承臺底部土體進(jìn)行加固,以保證邊坡的穩(wěn)定,采取以下措施。
1)設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋪桿在承臺底部標(biāo)高一4500m處,設(shè)置第1排錨桿,桿長18m;在標(biāo)高一置第2排錨桿(見)。
土體加固設(shè)計(jì)加長土釘在塔吊基礎(chǔ)范圍內(nèi),將土釘墻土釘?shù)拈L度在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上加長3m.加密鋼筋網(wǎng)片,增加噴護(hù)厚度將原護(hù)坡鋼筋網(wǎng)片加密,網(wǎng)格由250mmX250mm改為150mmX150mm.第1層噴護(hù)結(jié)束12h后增加噴護(hù)一次。
6塔吊基礎(chǔ)沉降觀測根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,在塔吊安裝之前對塔吊基礎(chǔ)四角做原始觀測記錄,并對觀測點(diǎn)做好標(biāo)識,以后每天做3次觀測并做好記錄。
根據(jù)塔吊自身高度及塔身和基礎(chǔ)平面的垂直度允許偏差值為3/1000,基礎(chǔ)表面平整度允許偏差值1/1⑴0,根據(jù)塔吊基礎(chǔ)尺寸基礎(chǔ)表面不均勻沉降允許偏差值應(yīng)該是8mm,設(shè)定為5mm,*終塔吊基礎(chǔ)不均沉降量觀測值為4mm,滿足塔吊的安全使用,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)合理。