錨桿承臺組合塔吊基礎的設計與施工實例

　　前言 在高層建筑地下室工程施工中為了使塔吊盡 早投入使用以解決大量物料的垂直與水平運輸很 多情況下需要在基坑工程開挖后甚至開挖前就安裝 施工用塔吊" 考慮到塔吊工作平面的覆蓋率及其安 裝#拆卸等技術問題塔吊往往需布置在基坑乃至地 下室平面范圍內但受到擬建工程的基礎以及樁位 限制塔吊基礎平面尺寸往往難以滿足其使用說明 書的要求為了確保塔吊基礎的強度和穩定一般有 如下幾種處理方案$ 

　　四樁支承方案 塔吊基礎平面尺寸一般不宜小于 $%1$%塔基 下設 $ 根支承樁可采用鉆孔樁或其它樁型" 此方 案無論塔基下地基土耐力高低均可采用能滿足塔 吊基礎的強度和穩定性要求但費用較高且工期長 樁基礎施工有一定難度對支承樁可能出現的拉拔 力需進行設計驗算且施工上制定質量保證措施" # 工程概況 該商住樓工程位于廣州江南大道北市二宮地鐵 站 東 側  由 * 棟 塔 樓 組 成  設 + 層 地 下 室  基 坑 深 ,-.%呈東西走向平面尺寸為 /+(%%長&10(%%寬&" 塔吊設于中間塔樓南側外 *-(處由于受工程基礎 及樁位的限制塔吊基礎平面尺寸僅能達到 1%1$或直徑 &$的圓形" 另外為保證地下室底板不受 塔吊基礎分割而能連續施工擬把塔吊基礎置于基 坑土面以下 +-00標高處 進入中微風化砂質泥巖 內" 塔吊基礎平面為直徑 &$的圓形 承臺 厚 2-*0%采用 34 +*5 型 647’%#臂長 04的塔吊" $ 塔吊基礎設計 單根人工挖孔樁與承臺組合方案 設計原則 

　　由 于 塔 吊 基 礎 平 面尺寸達不到塔吊使用說 明的要求 因此基底將出 現拉應力" 由于獨立的塔 吊基礎基底不允許出現拉 應力 以確保塔吊的穩定 和安全 為此擬采用垂直 錨 桿 抵 抗 基 底 的 拉 應 力  使 基 底 一 側 應 力 為 4 此 時基底另一側的地基壓應 力將會增大 增加的壓應 力值與對應一側的拉應力 值相等符號相反%如圖 2& " *82 塔吊基礎平面尺寸一般不宜小于直徑 $的圓 形塔基下設單根較大直徑的人工挖孔樁形成人工 挖孔樁與承臺組合的塔吊基礎" 此方案無論塔基下 地基土耐力高低均可采用且施工方便能滿足塔吊 基礎的強度和穩定要求但對于塔基下為地下水豐 富的軟弱土層或砂層則不宜采用" # 錨桿與承臺組合方案 塔吊基礎平面尺寸一般為直徑 &$的圓形 塔基下設 ’

　　組垂直錨桿形成錨桿與承臺組合的塔 吊基礎" 此方案適用于塔基下具有較高地耐力的條 件其優點是能發揮較高地基強度的潛力和錨桿的 抗拔力具有較高的強度和穩定性且施工方便工 期較短費用較低" 因此要 求 地 基 具 有 較 高 強 度$ 正是這樣$ 才能發 揮 具 有較高強度地基的潛力 根 據 上 述 原 則 $ 塔 吊基礎 需 在 地 下 室 基 坑 土 面再向下挖深 $1))&$ 為了 確保塔 吊 基 礎 土 方 開 挖 和 基礎施工的安全$塔吊基礎 擬設為圓形$并采用人工挖 孔樁分段下挖和澆筑混凝土護壁的工藝進行(1$ 設計根據 " 工程施工設計圖及工程周邊環境狀況& 即  &27 3 *1(’+受壓應力"$ &89 3:*1-’受拉 應力"當受拉應力一邊由錨桿承受拉力$使該處的 地基應力為 * 時$則受壓應力一側地基壓應力為’   3*1(’+6*1-’3*1))402" ;1 非工作狀態 工程施工組織設計及其施工平面布置圖&  # 工程地質資料(1( 設計示意圖如圖 $" 3 1*+&* ’ $1$(&* .  $1)’&* ’ ( ’1$-&* . $ 設計計算 即  $&27 3*1+()  受壓應 力 "$ $&89 3:*1$,(  受 拉 應力"當受壓拉應力一邊由錨桿承受拉力$使該處 的地基應力為 * 時$則受壓應力一側地基壓應力為’  $ 3*1+()6*1$,(3*1’.-402" " +1 已知條件 " 塔吊基礎在工作和非工作狀態下承受的外 荷及其自重見表 "& 因  $ 3*1’.-<*1))3  $ 地基最大壓應力驗算地基強度’ 所以按非工作狀態下 表  塔吊基礎承受外荷及自重 塔身自重 基礎重力 最大力矩 滿足" 1$ $&27 31$&*1’.-3*1-(+=$31$*402" 錨桿驗算 狀態   "#"  $ "%" ""%#&" +1( 工作 非工作 ’()’* )()’* +,-** +,-** ,$..* $$$(.) " 錨桿最大拉拔力 ) 如圖 ("    6 $ " + , - " . / - )  3 ( , $ ( / $  根據工程地質資料$中風化砂質泥巖巖石抗 壓強度 # 2 3 )1)402$$ " 3 5$**"02& # 根據廣東省標準有關設計規程$ 水泥砂漿與 泥巖巖石的粘結強度 $3*1)%*1$*402$本工程 $3*1*(# 2 3 *1*(&)1)3*1’)402$符合上述規程所定的范圍& $ 由于承臺置于地下室底板底標高以下$土對 承臺的側向阻力遠大于基礎頂的水平力$因此對基

　　礎頂面的水平力可忽略不計+1$ 地基強度驗算 * - - 式中’" + (" . 分別為塔吊基礎 作用在基礎承臺底面 /(, 軸 的彎矩&/ - (, - 分別為錨桿 - 至 承臺形心的 ,(/ 軸線距離3 1*+* ’ ( )  - $1$(* . ,** +,***1,*," $ 6$5,** $  3   6 $ " +1))5* ) 受壓" ) 5 3 ) ’ & :$1*55* ) 受拉" 式中’ 為基礎邊緣地基應力&為基礎底面面積$ %3# ’ $ +3$1)’&* ’ && $ "&& 為基礎底截面抵抗矩$ &3$ ( ( ($3’1$-&* . && ( "21 工作狀態  錨桿配置’設錨桿成孔直徑 (35)*$ 配筋為 $%$)$置于中微風化砂質泥巖內長度為 0$則’ 21 錨桿鋼筋截面 3 51)) 5 3 51)$1*55* ) 3.,(&& $ " ? $ @" (5*   3 1+&* 1,(&* ’ . $1)’&* ’ ( ’1$-&* . ? 3.-5&& $ "<.,(&& $ " 滿足" + #$ 錨桿入巖長度 子流程 質檢內容 主流程 &$’" & &$’($)&&* +  #$  &+**,&-+ %.-&’//" 取錨桿長度 %’,*/# 有關基礎承臺厚度$混凝土強度等級$鋼 ’,’ 筋配置$ 錨桿錨入混凝土承臺長度$ 錨桿與承 臺邊緣的距離及承臺上混凝土支承柱等均按 有關設計規范進行驗算%本文略# " 主要施工方法 +,& 施工工藝流程圖 ’"

　　主要施工工藝 +,( 根據施工平面布置圖確定的塔吊基礎平面  位置和直徑放線定位%采用人工挖孔樁分段挖土%分 段澆筑混凝土護壁的方法%開挖承臺土方至基礎要 求深度# 圖  施工工藝流程圖 " 在塔吊基礎土坑內進行錨桿開線定位%采用 01%&** 型地質鉆機成孔至設計要求深度并取出 巖樣對照地質資料%確認巖石達到錨桿設計要求的 深度和強度# # 每組錨桿由 ($(+ 組成用 & 型 # -2+)) 箍 筋連結%錨桿通長設置%錨入承臺 &,)/ 以上%端部彎成 3)’以加強與承臺的錨固# 錨桿錨固體采用水灰比 ),’(),’+ 的水泥漿灌筑%并按錨桿施工工藝要求進行# 在支承柱上部安裝塔腳螺栓及固定架%塔腳 螺栓長度應伸至承臺下部%以確保其抗拔力# & 基礎混凝土先澆筑至承臺面%隔天再澆筑支 承柱混凝土%以防支承柱發生位移或變形%混凝土澆 筑后按常規淋水養護# -,’ 采用錨桿承臺組合塔吊基礎設計與施工方法 的實例還有廣州正佳廣場工程的 . 個塔吊基礎# 該 工程東西長 (+)/%南北寬 ())/%設 ( 層局部 . 層地 下室%人工挖孔樁基礎#

　　在地下室平面范圍內共設 有 - 臺施工塔吊其中 & 8 (. 8 塔吊基礎采用錨桿與 圓形承臺組合塔吊基礎%在工程樁施工時完成塔吊 基礎施工使塔吊在地下室施工前就能投入使用# 塔吊安裝第 & 階段自由高度 ’+/%工作臂長 +*/%投 入使用后至第 & 層樓板結構完工的 + 個月期間塔吊 工作狀態穩定正常# $ 體會 # 實施效果 5,& 當施工塔吊基礎置于具有較高地耐力的土巖" 層上%同時又不能滿足塔吊使用說明中要求的基礎平 面尺寸時%采用錨桿與承臺組合塔吊基礎可以充分發 揮地基強度的潛力同時滿足塔吊使用的穩定和安 全節約工程費用加快工程進度提高經濟效益# 5,( 把塔吊基礎置于地下室底板底或地梁底面以 下%使之與底板結構相互分離%有利于底板結構的連 續施工%從而確保地下室底板結構的完整性和抗滲 性%提高施工質量# 參 考 文 獻 -,&

　　本工程于 ())& 年施工%塔吊基礎在地下室底板 底下標高處實施%其安裝第一階段自由高度 ’’,4/工作臂長 +)/投入使用后至第一道水平連桿安裝 的 ’ 個月期間塔吊工作狀態正常穩定# -,( 如采用 ’/)’/ 方形承臺%下設 ’ 根 $ -)) 混凝 土鉆孔灌注樁%樁長 4/%則錨桿承臺方案中錨桿和 承臺挖土費用共約 ),3& 萬元&而四樁承臺方案中鉆 孔樁費用為 &,’- 萬元%對比錨桿方案節省約 .5,46# -,. 采用 ’ 根鉆孔灌注樁需分兩批施工%工期 &(7& 而 4 組錨桿可連續施工%工期 -7%縮短 +)6# & ( 9:; &+<.&<(**.廣東省標準" 建筑地基基礎設計規范 建筑樁基技術規范 ;=; 3’<3’ + 基坑開挖至 設計深度 校核與工程軸線關系 塔吊基礎平面放線定位 對基底土巖"質 的核對和鑒定 塔吊基礎土方開挖 至設計標高 入巖深度及巖樣鑒定$ 錨孔及錨桿直徑檢定$ 水泥漿水灰比監控 錨桿施工 錨桿定位 錨桿錨入承臺長度復核 基礎砼墊層澆筑 錨桿抗拔力檢測 鋼筋$預埋件的規格$ 數量$位置檢驗 鋼筋$預埋件 制作 基礎鋼筋%預埋件安裝 砼配合比$塌落度$ 澆筑方法等確定 砼塌落度檢測 基礎砼澆筑 基礎砼養護 錨桿施工 準備及進場