对塔吊钻孔灌注桩设计与格构柱施工过程控制

本文结合杭州富亿广场工程塔吊基础的设计施工具体方案与实施，针对塔吊桩基设计施工各阶段进行分析，结合现场的实际过程中出现的问题，阐述在塔吊基础桩基施工阶段的几个重点环节及经验处理。

引言

随着目前建筑市场的不断发展，大底盘上多个主楼的设计十分普遍且用地红线与基坑边的距离是越来越小，这就促使越来越多的施工单位将塔吊的位置布置到了基坑当中，本文就是针对采用钢构柱的塔吊基础，在前期桩基施工阶段的控制要点进行分析，减少格构柱成形后的偏差，以保证塔吊基础的施工质量。

塔吊桩基的设计施工概述

塔吊桩基础的设计和施工一般分成三个阶段，第一阶段是设计及选定位置。第二阶段是钢构柱的加工焊接阶段。第三阶段是塔吊桩基与格构柱施工安装阶段。

对于塔吊基础的选位，应该遵循有效的塔吊覆盖范围和与主楼的距离同时兼顾钢筋料场等大型材料的起吊方便，这里不再赘述。

塔吊的基础设计、桩承载力验算分析

第二阶段塔吊基础的设计的内容涉及三块：是基础的选型可以是钢平台、也可以是砼基础；格构柱的设计；钻孔灌桩的设计。本文结合本工程的实际情况对钻孔灌注桩的承载力验算进行分析（格构柱的稳定性验算、缀板验算、焊缝验算等暂不涉及），本工程桩设计参数如下：

1. 塔机传递至基础荷载标准值

2. 塔机传递至基础荷载设计值

承台及其上土的自重荷载标准值：

Gk=bl（hγc+h'γ'）=3.5×3.5×（1.35×25+0×19）=413.44kN

各类荷载标准组合的计算如下：

竖向荷载标准值

轴心竖向力作用下：

Qk=（Fk+Gk）/n=（621+413.44）/4=258.61kN

荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：

Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L （h为塔吊基础承台至桩顶标高距离）

=（621+413.44）/4+（1668+71×8.38）/2.26=1258.56kN

Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L

=（621+413.44）/4-（1668+71×8.38）/2.26=-741.34kN

根据现场的地质条件及安全系数的考虑采用摩擦桩入土深度37米考虑的承载力特征值为：

桩身周长：u=πd=3.14×0.8=2.51m

桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5m2

Ra=2.51×0.7×（3.65×23+8.1×7+0.6×22+2.3×17+14.4×25+1.4×24+6.55×32） =1398.6kN（由于桩间距小于3D，数值乘以0.7系数）

Ra均大于Qk、Qkmax

抗拔验算：

桩身的重力标准值：Gp=lwApγz=37×0.5×15=277.5kN

Ra'=uΣλiqsiali+Gp=2.51×0.7×（0.65×3.65×23+0.75×8.1×7+0.65×0.6×22+0.65×2.3×17+0.65×14.4×25+0.65×1.4×24+0.65×6.55×32）+277.5=1196.71kN（由于桩间距小于3D，数值乘以0.7系数，桩周第i层土的抗拔承载力系数取值：粘性土、淤泥质土和全风化基岩取0.75，粉性土、砂土取0.65）

Qk'=741.34kN≤Ra'=1196.71kN

注：各土层报告不具体列出，桩端土层端阻力特征值，不计入内作为安全储备考虑。

通过以上承载力的设计计算与验证基本确定了桩的直径与深度，至于内部的配筋及抗弯的计算这里不再详细描述。本工程的设计可以看出桩基的设计还是有很高的安全系数考虑，设计过程中不仅要计算自重的荷载还要结合各类的荷载组合产生的竖向作用力，保证塔吊桩基的使用安全。

塔吊桩基础施工阶段要点分析

第三阶段是施工的重点，尤其是格构柱的吊装、焊接以及就位下沉偏差控制。

在常规的施工过程中，钻孔灌注桩的流程是这样的：

平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量.

而塔吊立柱桩的施工节点则是在下放钢筋笼这一步中。在现场的施工过程中，在这一步需要控制几个要点：

（1）格构柱的吊运就位，格构柱一般由专业的电焊工在加工厂焊接完毕；格构柱的长度一般都较长，因此在吊运过程中要格外注意起吊点的分布均匀，保证格构柱在起吊运输过程中的平稳及不变形。

（2）格构柱提升及焊接，在现场施工中一般采用挖机吊运，如果遇到长度超过9m的还需要用吊车进行起吊。在吊装就位后，将钻孔灌注桩的钢筋与格构柱四肢角钢分别进行现场的搭接焊接，焊缝要饱满可靠，格构柱伸入钻孔桩钢筋笼不小于2.5m

对于格构柱安装下沉时的定位偏差控制，这一步骤将直接影响塔吊基础在开挖后的加固的施工质量，在很多实际过程中，由于格构柱在下沉过程中的大幅偏转导致格构柱的垂直度的倾斜及格构柱的本身扭转，将显著增大格构柱塔吊基础的安全风险。

因此格构柱下沉就位尤为重要，在本工程中我们采用全站仪进行定位放线，将格构柱所在的十字放线轴线分别平移2m直接测设在桩基周边，并用木桩定位，同时将轴线用灰描出，在格构柱最后一次下沉之前反复矫正；同时用全站仪在两个方向进行垂直度实测实纠。

（3）格构柱砼浇筑，尤其是超灌部分的设计，个人建议要满灌格构柱，因为在实际的施工开挖过程中，格构柱很容易被挖机碰坏或弄弯，如果采用要求较高的钢平台则经常需要将破坏部分割除，导致塔吊基础设计标高的调整，因此在超灌时满灌格构柱可以保证在开挖时格构柱不受挖机的破坏，保证塔吊基础的施工质量。

结束语

塔吊基础的设计在目前的施工过程中已经相对成熟，但现场实际施工还存在着很多的问题，通过以上过程中措施的实施，可以减少格构柱在后期开挖后出现垂直度、扭转、上浮等一系列影响基础质量的问题，从而有效地保证了塔吊格构柱基础的安全。

（作者单位：浙江省建工集团有限责任公司）

作者简介：鲍迪（1983-），男，台州椒江人，工程师，主要从事建筑施工管理工作。