深基坑塔吊基础选型的研讨及分析

陈翔

【摘 要】本文分析了传统地下室底板塔吊基础的不足，结合新建开天大厦工程项目实际案例，介绍和分析了深基坑组合式塔吊基础的技术要点，同时对组合式塔吊基础相对于传统塔吊基础的优势进行了分析，认为对深基坑塔吊基础的合理选型，特别是深基坑中塔吊基础选用组合式塔吊基础优势明显，值得重视。

【关键词】深基坑；组合式；基础选型

随着经济、科技、技术的不断发展，虽然我公司为地方性的一级房屋建筑工程总承包企业，但在城市快速发展的需求下，建（构）筑物不断地在往更高和更深发展，相应的对施工技术的要求也越来越高，施工难度不断呈现上升的趋势。本文即是对建（构）筑物深基坑及小高层施工时所必不可少的垂直运输机械设备--塔吊的基础选型的研讨与分析。

作为我公司技术科的科室人员，在审阅技术方案的时候，特别是塔吊基础方案时，传统的地下室底板塔吊基础的应用越来越不能适应现代建筑基坑深度的需求。主要反映在如下几个方面：

1、施工难度大、要求高

地下室底板塔吊基础的施工工艺必须在整体地下室大开挖前进行布置施工。在达到一定基坑深度的时候，该塔吊基础的布置必须设计相应的基坑围护方案，如果围护设计方案设计不当，因该塔吊基础布置于地下车库桩基当中，很可能造成地下车库工程桩桩位的偏移、扭转、甚至折断现象。

2、安全系数低、应用成本大

应用地下室底板塔吊基础时，因该传统工艺为地下施工工艺，施工时需作业人员进入塔吊基础基坑中作业，一旦基坑围护不当，降水措施不到位，一有险情将是重大安全事故，安全系数低。而且在实际的应用过程中，基坑围护方案的设计、专家认证及施工将是一笔不小的开支，地下室底板塔吊基础施工时的人、机、物是另一笔开支，再加上最后拆除塔吊时，对塔吊本身的切割，该节的报废损失等。可见传统的地下室底板塔吊基础应用，在经济上也不十分理想。

发现问题，解决问题。发现不合理，改善之。怀着"精益求精、不断探索"的精神，通过书籍、网络及经验丰富的老前辈的指导、点拨，以及软件计算、理论论证，终于通过了在公司内部具有一定深度规模的基坑中应用组合式塔吊基础的决定。并在我公司新建开天大厦项目中进行实际应用操作。

一、项目概况

本工程总用地面积7408.69m2，总建筑面积40796.6m2，地上建筑面积：29597.03m2，地下建筑面积：10765.53m2，基底面积：2376.58 m2，商业建筑面积：2908.06 m2，服务建筑面积：3892.08 m2，办公建筑面积：22796.89 m2，框架剪力墙结构，地下2层，地上25层，其中裙房3层，建筑总高度98.9m。

本工程±0.000相当于吴淞高程4.5m，设计室内外高差为0.3m，场地自然地坪标高为-0.46m，地下室底板顶标高为-9.0m和-9.5m，底板厚1800mm、800mm，地下二层顶标高为-5.1m，地下室一层顶标高为-0.8m、-0.05m。

二、塔吊设置

在基坑土方开挖前，安装1台QTZ125（TC6015A-10）型塔式起重机，生产厂家为长沙中联重工科技发展股份有限公司，安装高度为108m，臂长60m，自下而上为1节支腿固定基节MQQ、1节标准节MQQ、4节标准节MQ、32节标准节M，满足基础和主体结构施工阶段的垂直运输及水平运输，本塔吊初始安装节数为8节，初始安装高度小于25米。

三、塔吊所在位置土质地质情况

塔吊处在F-F'上JT02与JT04之间的位置，JT02与JT04之间的土层起伏变化不大，立柱桩计算时以JT02的地质情况进行计算；

桩顶标高为-9.7m，桩底标高为-46.3m，桩长37m。

桩入各层土的深度为：○3层0.56m，○51-1层10m，○51-2层4.5m，○62.4m，○71层5m，○72-1层12.1m，○72-2层2.44m。

根据勘察结果，本场地发现明浜、暗浜存在。其中明浜宽14m左右，浜底淤泥厚度约1m。暗浜分布范围较广，暗浜宽度为40～50m。本工程拟建办公楼、裙楼全部及地下车库大部受到其影响。

四、塔吊基础设计

本工程±0.000相当于吴淞高程4.5m，场地自然地坪标高为-0.46m，地下水位标高为-1.0m，地下室底板顶标高为-9m，底板厚800mm，塔吊基础平台采用钢平台，平台设置在地下室顶板上1.2m，钢平台下为型钢格构柱，格构柱桩采用砼灌注桩，格构柱穿地下室底板和顶板部位加设止水钢板，砼一次性浇筑，不留施工缝，塔吊使用完毕拆除时，割除穿板部位格构柱。

通过计算及专家认证并适当修改后，该方案满足了各项规范标准等要求，可以应用于实际工程。

六、格构柱施工要点（工程经验）

1、格构柱锚入桩基中的长度不小于2000mm，并需增加箍筋和主筋数量，确保焊接质量桩混凝土等级不小于C30；

2、吊（插）入桩孔时，应控制钢构柱的垂直与水平二个方向的偏位。特别需防止浇捣混凝土后钢构柱的偏位，施工方案中必须有防偏位措施（采用模具等定位方法）。

3、钢构柱应在工厂制作，成品后运往工地。现场焊接水平杆与斜撑杆（柱间支撑）等构件，必须持有焊接上岗证，原则上仍应由生产厂家派员施焊。

4、单肢钢构柱内部需留有足够空间，浇捣混凝土中应采取有效手段保证混凝土的填充率达到95%以上。

5、开挖土方时，塔机钢构柱周围的土方应分层开挖，钢构柱之间的水平与斜撑杆（或柱间支撑），连接板等构件，必须跟随挖土深度而及时设置并焊接。

6、钢构柱露出端顶部设置承压板的，校水平后进行承压板刚性定位，焊接后四塊承压板的上表面平面度不大于1/500。

7、塔机使用中，要经常观察钢筋混凝土连接块的变形情况；经常观察地脚螺栓松动情况，随时拧紧；经常观察塔机的垂直度，发现超差及时纠正。

七、组合式塔吊基础的优势：

1、对实体工程影响小、可操作性强、施工安全性好

组合式塔吊基础不需要在整个地下室工程土方大开挖前进行土方开挖，避免了传统塔吊基础施工时对地下室工程桩的扰动影响，对实体工程的影响少，几乎无影响。由于组合式塔吊基础的格构柱与最上一节钢筋笼是一同安装的，故已经不需要在地下进行施工，格构柱及塔吊的组装都在地面上进行，完全避免了地下施工所可能带来的安全隐患，并且在地上施工可以避免地下施工工作面受限的影响，操作性强、安全性好。

2、经济性好、节约工期

组合式塔吊基础很好地体现了其经济性。首先，该塔吊形式无需另外进行针对塔吊基础施工的基坑围护施工，因而也无需进行针对此塔吊基础基坑围护的专家认证。其次，组合式塔吊基础的塔吊基础为灌注桩+格构柱+钢平台，不同于传统塔吊基础的灌注桩+钢砼基础，钢砼基础无法进行再利用，但是作为钢平台的再利用是毫无问题的。传统塔吊基础拆除时需要切割塔吊自身构件，而组合式塔吊基础需要切除的是格构柱，对塔吊本身的构件毫无影响。可见组合式塔吊基础比传统塔吊基础的经济性要好。

此外由于组合式塔吊基础初期没有自身原因需要提前进行土方开挖以及基坑围护方案的设计、专家认证、施工，故在工期上相比傳统塔吊基础能够做到节约。

组合式塔吊基础除灌注桩外主要为格构柱及钢构平台，构件安装主要为焊接，而传统塔吊基础为钢砼基础，包括钢筋、模板的制作安装和混凝土的浇筑养护，在具体塔吊基础施工时，组合式塔吊基础施工在工期上优势明显。

3、塔吊基础选型界限

通过实际运用及过往项目应用中的比较，组合式塔吊基础相对传统塔吊基础，设计专业多，施工过程复杂，现场焊接工程量大，施工质量要求高。组合式塔吊基础在施工时的每个环节都须确保质量，严格实行验收制度，并且在施工过程中，需要加强监测，初装高度低，应尽早附墙。

并且通过与过往传统塔吊基础比较，其综合性价比在深基坑埋深达到5米时为两者之间的临界值。在5米内的深基坑选用传统塔吊基础时其综合性价比比组合式塔吊基础有优势，传统塔吊基础施工简单、直观、焊接工程量小、稳定性好等优势明显。

结束语

综合本文以上分析认为：随着深基坑深度的不断发展，在深基坑中塔吊基础的选型也正在成为各方关注的问题之一。这不仅仅是因为深基坑中塔吊基础选型与建筑工程深基坑施工质量、工期及安全性存在紧密的关系，更是因为正确的深基坑塔吊选型会对工程建设的经济性产生非常直接的影响。故而，在深基坑施工过程当中，应用科学合理的塔吊基础选型，对深基坑工程的安全、质量和资金是非常关键的。围绕以上思路，本文结合新建开天大厦工程项目实际案例，对深基坑中塔吊基础的合理选型进行了系统分析与探讨，望能够为同类工程实践作业的开展提供一定的参考与帮助。

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